Discos Duros y Particiones

1. Conceptos Básicos

Función de un Disco Duro

Un disco duro es un dispositivo que permite el almacenamiento y recuperación de grandes cantidades de información. Los discos duros forman el principal elemento de la memoria secundaria de un ordenador, llamada así en oposición a la memoria principal o memoria RAM (Random Access Memory, memoria de acceso aleatorio). Tanto los discos duros como la memoria principal son memorias de trabajo (varían su contenido en una sesión con el ordenador). Sin embargo, presentan importantes diferencias: la memoria principal es volátil (su contenido se borra al apagar el ordenador), muy rápida (ya que se trata de componentes electrónicos) pero de capacidad reducida. La memoria secundaria, en cambio, es no volátil, menos rápida (componentes mecánicos) y de gran capacidad. La memoria principal contiene los datos utilizados en cada momento por el ordenador, pero debe recurrir a la memoria secundaria cuando necesite recuperar nuevos datos o almacenar de forma permanente los que hayan variado. El disco duro es el dispositivo en donde se almacena la información de manera permanente, pero puede ser borrada cuando sea necesario.

Organización de un Disco Duro

Un disco duro se organiza en discos o platos similares al disco compacto (CD) pero de un material metálico, y en la superficie de cada una de sus dos caras existen pistas, como las líneas o surcos de un disco de vinilo, y las pistas se dividen en sectores como por ejemplo una porción de pizza. El disco duro tiene una cabeza lectora en cada lado de cada plato, y esta cabeza es movida por un motor cuando busca los datos almacenados en algún lugar específico del disco. Los cilindros son el parámetro de organización: el cilindro está formado por las pistas de cada cara de cada plato que están situadas unas justo encima de las otras, de modo que la cabeza no tiene que moverse para acceder a las diferentes pistas de un mismo cilindro.

En cuanto a organización lógica, cuando hacemos formato lógico lo que hacemos es agrupar los sectores en unidades de asignación (clusters) que es donde se almacenan los datos de manera organizada. Cada unidad de asignación sólo puede ser ocupada por un archivo (nunca dos diferentes), pero un archivo puede ocupar más de una unidad de asignación. Cuando se buscan datos en el disco duro, la cabeza lee primero la tabla de asignación de archivos (FAT), que está situada al comienzo de la partición. La FAT le dice en qué pista, en qué sector y en qué unidad de asignación están los datos, y la cabeza se dirige a ese punto a buscarlos.

Estructura Física de un Disco Duro

Elementos de un Disco Duro

Un disco duro forma una caja herméticamente cerrada que contiene dos elementos no intercambiables: la unidad de lectura y escritura y el disco como tal. La unidad es un conjunto de componentes electrónicos y mecánicos que hacen posible el almacenamiento y recuperación de los datos en el disco. El disco es, en realidad, una pila de discos, llamados platos, que almacenan información magnéticamente. Cada uno de los platos tiene dos superficies magnéticas: la superior y la inferior. Estas superficies magnéticas están formadas por millones de pequeños elementos capaces de ser magnetizados positiva o negativamente. De esta manera, se representan los dos posibles valores que forman un bit de información (un cero o un uno). Ocho bits contiguos constituyen un byte (un carácter).

Propiedades de un Disco Duro

• Capacidad de Almacenamiento: Actualmente, la mayoría de las aplicaciones contienen grandes cantidades de información y ocupan mucho espacio, por lo que es necesario considerar un disco con suficiente capacidad de almacenamiento y no quedar cortos de espacio al momento de instalar nuevos programas. Un disco de 4 GB alcanza al menos para instalar un sistema operativo, pero sin todas sus demás aplicaciones complementarias.
• Velocidad de Rotación (RPM): RPM = Revoluciones por minuto, es la velocidad a la que giran los discos o platos internos. A mayor velocidad, mayor será la transferencia de datos, pero aumentará el ruido y la temperatura debido a la velocidad. Se recomienda que los discos estén separados entre sí y de los demás dispositivos para una mejor ventilación y rendimiento.
• Tiempo de Acceso: Es el tiempo medio necesario que tarda la cabeza del disco en acceder a los datos que necesitamos. Hoy en día, en un disco moderno, lo normal son 10 milisegundos.
• Tasa de Transferencia: Este número indica la cantidad de datos que un disco puede leer o escribir en la parte más exterior del disco o plato en un periodo de un segundo. Normalmente se mide en Mbits/segundo.

Tipos de Interfaz

Es el método de conexión utilizado por el disco duro y se pueden clasificar en tres tipos: IDE, SATA, SCSI.

• IDE (Integrated Device Electronics): Todas las tarjetas madres relativamente recientes incorporan una controladora de interfaz IDE, que soporta dos canales, con una capacidad para dos discos cada una.
• SCSI (Small Computer System Interface): Una controladora SCSI puede acceder a varios dispositivos al mismo tiempo, aumentando en general la velocidad de todos los procesos.
• SATA (Serial Advanced Technology Attachment): Proporciona mayores velocidades y mejor aprovechamiento cuando hay varios discos.

Estructura Básica de un Disco Duro

En la figura se muestra la estructura básica de un disco duro que incluye:

• Uno o más platos de aluminio recubiertos en ambas caras de material magnético.
• Un motor para hacer girar los platos a una velocidad comprendida entre 3.600 y 7.200 revoluciones por minuto.
• Cabezas de lectura/escritura magnética, una por cada cara.
• Un motor o bobina para el desplazamiento de las cabezas.
• Una etapa electrónica que sirve como interfaz entre las cabezas de lecto-escritura y la tarjeta controladora de puertos y discos.
• Una caja hermética para protección de los platos y las cabezas contra polvo y otras impurezas peligrosas para la información.

Funcionamiento de una Unidad de Disco Duro

Veamos cuáles son los mecanismos que permiten a la unidad acceder a la totalidad de los datos almacenados en los platos. Cada superficie magnética tiene asignado uno de los cabezales de lectura/escritura de la unidad. El conjunto de cabezales se puede desplazar linealmente desde el exterior hasta el interior de la pila de platos mediante un brazo mecánico que los transporta. Para que los cabezales tengan acceso a la totalidad de los datos, es necesario que la pila de discos gire. Este giro se realiza a velocidad constante y no cesa mientras esté encendido el ordenador.

Estructura Lógica de un Disco Duro

La estructura lógica de un disco duro está formada por:

• El sector de arranque (Master Boot Record)
• Espacio particionado
• Espacio sin particionar

¿Qué es el Formateo de un Disco?

El formateo prepara el disco duro de manera que los archivos puedan escribirse en los platos y recuperarse rápidamente cuando sea necesario. Los discos duros deben formatearse de dos maneras: físicamente y lógicamente.

Formateo de Disco Físico

Un disco duro debe formatearse físicamente antes de formatearse lógicamente. El formateo físico divide los platos del disco duro en sus componentes físicos básicos: pistas, sectores y cilindros.

Formateo de Disco Lógico

Una vez formateado físicamente un disco, también debe formatearse lógicamente. El formateo lógico sitúa un sistema de archivos en el disco, permitiendo que un sistema operativo utilice el espacio disponible para almacenar y recuperar archivos.

Conceptos Básicos sobre Sistemas de Archivos

Todos los sistemas de archivos se componen de las estructuras necesarias para almacenar y manejar datos. Estas estructuras normalmente incluyen un registro de arranque del sistema operativo, directorios y archivos.

Conceptos Básicos sobre Particiones

Cada disco duro constituye una unidad física distinta. Sin embargo, los sistemas operativos no trabajan con unidades físicas directamente sino con unidades lógicas. Dentro de una misma unidad física de disco duro puede haber varias unidades lógicas. Cada una de estas unidades lógicas constituye una partición del disco duro.

Tipos de Particiones

Existen tres tipos de particiones: primaria, extendida y lógica. Las particiones primarias y extendidas constituyen las primeras divisiones del disco; un disco duro puede contener hasta cuatro particiones primarias o tres particiones primarias y una extendida.

¿Por qué Usar Varias Particiones?

• Instalar más de un sistema operativo en el disco duro.
• Hacer un uso más eficiente del espacio disponible en el disco.
• Asegurar sus archivos todo lo posible.
• Separar los datos físicamente de modo que sea fácil encontrar archivos y hacer copias de seguridad de los datos.

Particionar el Disco Duro

Los programas habituales para particionar un disco duro son FDISK y Partition Magic. Partition Magic presenta muchas más ventajas y opciones avanzadas que FDISK.

Formatear Cada Partición

Una vez creadas las particiones, es necesario dar formato a cada una de ellas. Si se trata de una partición que va a contener un sistema operativo, el propio programa de instalación nos guiará por este proceso.

Primeros Pasos con PartitionMagic

PartitionMagic permite crear particiones en los discos duros de un modo rápido y sencillo para almacenar información valiosa, como archivos de datos, aplicaciones y sistemas operativos.

Operaciones Básicas

La ventana principal incluye una vista de árbol, tipo Explorador, de los discos de tu equipo, un mapa de cada disco y una lista de las particiones en el disco seleccionado.

Crear Nueva Partición

Pinchando en este icono entramos en el asistente que nos permitirá crear una nueva partición de disco.

Eliminar una Partición

Para hacer desaparecer una partición, la única posibilidad que tenemos es fusionarla con otra partición contigua en el mismo disco.

Redimensionar Particiones

Otra modificación que podemos hacer en las particiones es el cambiar su tamaño. Este asistente nos guiará en la definición de la tarea.

Prácticas:

1. En primer lugar, te recomiendo que efectúes una copia de seguridad de tu disco duro.
2. Redimensiona ahora la partición que has creado, dándole un poco más de espacio.
3. Ahora te vendrá bien practicar lo de fusionar particiones.