Ya hemos visto que cada una de las dos superficies magnéticas de cada plato se denomina cara. El número total de caras de un disco duro coincide con su número de cabezas. Cada una de estas caras se divide en anillos concéntricos llamados pistas. En los discos duros se suele utilizar el término cilindro para referirse a la misma pista de todos los discos de la pila. Finalmente, cada pista se divide en sectores.
El número total de sectores de un disco duro se puede calcular: nº sectores = nº caras * nº pistas/cara * nº sectores/pista. Por tanto, cada sector queda unívocamente determinado si conocemos los siguientes valores: cabeza, cilindro y sector. Por ejemplo, el disco duro ST33221A de Seagate tiene las siguientes especificaciones: cilindros = 6.253, cabezas = 16 y sectores = 63. El número total de sectores direccionables es, por tanto, 6.253*16*63 = 6.303.024 sectores. Si cada sector almacena 512 bytes de información, la capacidad máxima de este disco duro será de 6.303.024 sectores * 512 bytes/sector = 3.227.148.228 bytes ~ 3 GB.
Las cabezas y cilindros comienzan a numerarse desde el cero y los sectores desde el uno. En consecuencia, el primer sector de un disco duro será el correspondiente a la cabeza 0, cilindro 0 y sector 1.
Estructura lógica de un disco duro
Sector de arranque
Un bloque de arranque (a veces llamado sector de arranque o MBR) es un sector en un disco duro, disquete, o cualquier otro dispositivo de almacenamiento de datos que contiene código de arranque, por lo general (pero no necesariamente), de un sistema operativo almacenado en otros sectores del disco.
El término sector de arranque es usado para los Compatible IBM PC, mientras que bloque de arranque es usado cuando se refiere a otros tipos de computadoras, como los sistemas de Sun Microsystems.
La BIOS seleciona un dispositivo de arranque, entonces copia al primer sector de disco desde el dispositivo (el cual puede ser un MBR, VBR o un código ejecutable), a la ubicación de dirección de disco
0x7C00.FAT
Tabla de Asignación de Archivos, en inglés, File Allocation Table (FAT) es un sistema de archivos desarrollado para MS-DOS, así como el sistema de archivos principal de las ediciones no empresariales de Microsoft Windows hasta Windows Me.
FAT es relativamente sencillo. A causa de ello, es un formato popular para disquetesadmitido prácticamente por todos los sistemas operativos existentes para el ordenador personal. Se utiliza como mecanismo de intercambio de datos entre sistemas operativos distintos que coexisten en el mismo computador, lo que se conoce como entorno multiarranque. También se utiliza en tarjetas de memoria y dispositivos similares.
Las implementaciones más extendidas de FAT tienen algunas desventajas. Cuando se borran y se escriben nuevos archivos tiende a dejar fragmentos dispersos de éstos por todo el soporte. Con el tiempo, esto hace que el proceso de lectura o escritura sea cada vez más lento. La denominada desfragmentación es la solución a esto, pero es un proceso largo que debe repetirse regularmente para mantener el sistema de archivos en perfectas condiciones. FAT tampoco fue diseñado para ser redundante ante fallos. Inicialmente solamente soportaba nombres cortos de archivo: ocho caracteres para el nombre más tres para la extensión. También carece de permisos de seguridad: cualquier usuario puede acceder a cualquier archivo.
(Ejemplo de la estructura fat 12 de un disquete 1,44MB)
512 BytePrimer sector físico del disco flexible (Pista Cero)
| 3 Byte | Código máquina de salto ( jmp short 0x3E; nop ) | 0EBh 03Ch 090h |
| 8 Byte | Cadena que identifica el fabricante del disco | 'mkdosfs',0 |
| 2 Byte | Bytes por sector | 512 |
| 1 Byte | Sectores por cluster | 1 |
| 2 Byte | Sectores reservados | 1 |
| 1 Byte | Número de FAT's | 2 |
| 2 Byte | Entradas máximas en directorio raíz | 244 |
| 2 Byte | Sectores totales | 2880 |
| 1 Byte | Descriptor de medio (0F0h para discos de 1'44M) | 240 |
| 2 Byte | Sectores por fat | 9 |
| 2 Byte | Sectores por pista | 12 |
| 2 Byte | Número de caras | 2 |
| 4 Byte | Sectores ocultos | 0 |
| 4 Byte | Longitud total de sectores | 0 |
| 1 Byte | Número de unidad | 0 |
| 1 Byte | Banderas | 0 |
| 1 Byte | Firma (029h) | 41 |
| 4 Byte | Número de serie | 4294967295 |
| 12 Byte | Etiqueta de volumen | 'DISCO EJPLO ' |
| 8 Byte | Identificador de formato | 'FAT12 ' |
| 446 Byte | Código máquina del cargador de arranque | [...] |
| 2 Byte | Firma de unidad arrancable | 055AAh |
Directorio Raíz
En informática, el directorio raíz es el primer directorio o carpeta en una jerarquía. Contiene todos los subdirectorios de la jerarquía.
En sistemas tipo Unix, es notado con el carácter /. Todos los accesos al sistema de archivos, incluyendo los discos extraíbles, hacen parte de toda la jerarquía y son subordenadas en el directorio raíz. Por otra parte, en los sistemas operativos DOS y Windows cada partición posee un directorio raíz individual (nombrado C:\ para una partición particular C) y no existe un directorio raíz común que los contenga a todos ellos como en los sistemas Unix.
Un solo directorio raíz generalmente representa la totalidad de un solo disco. No obstante, un directorio raíz puede representar sencillamente un sistema de archivos en particular; de varios que pueden haber en un mismo dispositivo de almacenamiento.
Datos
El dato es una representación simbólica (numérica, alfabética, algorítmica etc.), un atributo o una característica de una entidad. El dato no tiene valor semántico (sentido) en sí mismo, pero si recibe un tratamiento (procesamiento) apropiado, se puede utilizar en la realización de cálculos o toma de decisiones. Es de empleo muy común en el ámbito informático y, en general, prácticamente en cualquier disciplina científica.
En programación, un dato es la expresión general que describe las características de las entidades sobre las cuales opera un algoritmo.
En Estructura de datos, es la parte mínima de la información.
Un dato por sí mismo no constituye información, es el procesamiento de los datos lo que nos proporciona información.
Cluster
El término cluster se aplica a los conjuntos o conglomerados de computadoras construidos mediante la utilización de componentes de hardware comunes y que se comportan como si fuesen una única computadora.
Hoy en día desempeñan un papel importante en la solución de problemas de las ciencias, las ingenierías y del comercio moderno.
La tecnología de clusters ha evolucionado en apoyo de actividades que van desde aplicaciones de supercómputo y software de misiones críticas, servidores web y comercio electrónico, hasta bases de datos de alto rendimiento, entre otros usos.
El cómputo con clusters surge como resultado de la convergencia de varias tendencias actuales que incluyen la disponibilidad de microprocesadores económicos de alto rendimiento y redes de alta velocidad, el desarrollo de herramientas de software para cómputo distribuido de alto rendimiento, así como la creciente necesidad de potencia computacional para aplicaciones que la requieran.Simplemente, un cluster es un grupo de múltiples ordenadores unidos mediante una red de alta velocidad, de tal forma que el conjunto es visto como un único ordenador, más potente que los comunes de escritorio.
Los clusters son usualmente empleados para mejorar el rendimiento y/o la disponibilidad por encima de la que es provista por un solo computador típicamente siendo más económico que computadores individuales de rapidez y disponibilidad comparables.
De un cluster se espera que presente combinaciones de los siguientes servicios:
- Alto rendimiento
- Alta disponibilidad
- Balanceo de carga
- Escalabilidad
La construcción de los ordenadores del cluster es más fácil y económica debido a su flexibilidad: pueden tener todos la misma configuración de hardware y sistema operativo (cluster homogéneo), diferente rendimiento pero con arquitecturas y sistemas operativos similares (cluster semi-homogéneo), o tener diferente hardware y sistema operativo (cluster heterogéneo), lo que hace más fácil y económica su construcción.
Para que un cluster funcione como tal, no basta solo con conectar entre sí los ordenadores, sino que es necesario proveer un sistema de manejo del cluster, el cual se encargue de interactuar con el usuario y los procesos que corren en él para optimizar el funcionamiento.
Partición primaria
En los equipos PC, originales de IBM, estas particiones tradicionalmente usan una estructura llamada Tabla de particiones, ubicada al final del registro de arranque maestro (MBR,Master Boot Record). Esta tabla, que no puede contener más de 4 registros de particiones (también llamados partition descriptors), especifica para cada una su principio, final y tamaño en los diferentes modos de direccionamiento, así también como un solo número, llamado partition type, y un marcador que indica si la partición está activa o no (sólo puede haber una partición activa a la vez). El marcador se usa durante el arranque; después de que el BIOS cargue el registro de arranque maestro en la memoria y lo ejecute, el MBR de DOS comprueba la tabla de partición a su final y localiza la partición activa. Entonces carga el sector de arranque de esta partición en memoria y la ejecuta. A diferencia del registro de arranque maestro, generalmente independiente del sistema operativo, el sector de arranque está instalado junto con el sistema operativo y sabe cómo cargar el sistema ubicado en ese disco en particular.
Notar que mientras la presencia de un marcador activo se estandariza, no se utiliza en todos los gestores de arranque. Por ejemplo, los gestores LILO, GRUB (muy comunes en el sistema Linux) y XOSL no buscan en la tabla de particiónes del MBR la partición activa; simplemente cargan una segunda etapa (que puede ser contenida en el resto del cilindro 0 ó en el sistema de archivos). Después de cargar la segunda etapa se puede cargar el sector de arranque de cualquiera de las particiones del disco (permitiendo al usuario seleccionar la partición), o si el gestor conoce cómo localizar el kernel (núcleo) del sistema operativo en una de las particiones (puede permitir al usuario especificar opciones de kernel adicionales para propósitos de recuperación).Partición extendida
Cualquier versión del DOS puede leer sólo una partición FAT primaria en el disco duro. Esto unido al deterioro de la FAT con el uso y al aumento de tamaño de los discos movió a Microsoft a crear un esquema mejorado relativamente simple: una de las entradas de la tabla de partición principal pasó a llamarse partición extendida y recibió un número de tipo de partición especial (0x05). El campo inicio de partición tiene la ubicación del primer descriptor de la partición extendida, que a su vez tiene un campo similar con la ubicación de la siguiente; así se crea una lista enlazada de descriptores de partición. Los demás campos de una partición extendida son indefinidos, no tienen espacio asignado y no pueden usarse para almacenar datos. Las particiones iniciales de los elementos de la lista enlazada son las llamadas unidades lógicas; son espacios asignados y pueden almacenar datos. Los sistemas operativos antiguos ignoraban las particiones extendidas con número de tipo 0x05, y la compatibilidad se mantenía. Este esquema reemplaza al antiguo ya que todas las particiones de un disco duro se pueden poner dentro de una sola partición extendida. Por alguna razón, Microsoft no actualizó su sistema operativo DOS para arrancar desde una partición extendida, debido a que la necesidad para particiones primarias se preservaron. Por encima de éstas todavía se habría permitido una partición FAT primaria por unidad, significando todas las otras particiones FAT primarias deben tener sus números de tipo de partición prior cambiando al arranque DOS, para que ésta sea capaz de proceder. Esta técnica, usada por varios administradores de arranque populares, se llama ocultación de la partición. Sin embargo hay que tener en cuenta una quinta partición que se puede comprimir pero no es muy recomendable.
Gestor de Arranque
Sistemas de computación impulsados por un procesador central o un conjunto de procesadores sólo pueden ejecutar código en la memoria de funcionamiento, también conocido como sistemas de memoria, que pueden ser implementados en varias tecnologías cubiertas en tipos generales de: memoria de sólo lectura o ROM, y memoria de acceso aleatorio o RAM. Modernos sistemas operativos y aplicaciones de programación de código y datos están almacenados en dispositivos no volátiles de memoria periférica o dispositivos de almacenamiento masivo. Ejemplos típicos de tales dispositivos de almacenamiento no volátiles son: Disco duro, CD-ROM, DVD, Dispositivos de memoria USB y unidades de disquete.
Gestor de arranque de segunda etapa
Este programa contiene funcionalidades rudimentarias para buscar unidades que se puedan seleccionar para participar en el arranque, y cargar un pequeño programa desde una sección especial de la unidad más prometedora. El pequeño programa no es, en sí mismo, un sistema operativo sino, simplemente, un cargador de arranque de segundo nivel, como Lilo o Grub, que es capaz de cargar el sistema operativo propiamente dicho y, finalmente, transferirle el control. El sistema se auto-iniciará y puede cargar los controladores de dispositivos y otros programas que son necesarios para el normal funcionamiento del sistema operativo.El proceso de arranque se considera completo cuando el ordenador está preparado para contestar a los requerimientos del exterior. El típico ordenador moderno arranca en, aproximadamente, un minuto (del cual, 15 segundos son empleados por los cargadores de arranque preliminares y, el resto, por el cargador del sistema operativo), mientras que los grandes servidores pueden necesitar varios minutos para arrancar y comenzar todos los servicios; para asegurar una alta disponibilidad, ofrecen unos servicios antes que otros.
La mayoría de los sistemas empotrados deben arrancar casi instantáneamente, por ejemplo, esperar un minuto para poder ver la televisión se considera inaceptable. Por ello, tienen el sistema operativo en la ROM o memoria flash, gracias a lo cual pueden ser ejecutados de forma casi instantánea.
Boot.ini
NTLDR (abreviatura de NT Loader) es el archivo encargado del arranque del sistema operativo en todas las versiones de Microsoft Windows NT, incluyendo Windows XP y Windows Server 2003. El NTLDR se encuentra usualmente en el disco duro principal, pero también puede encontrarse en dispositivos portátiles como CD-ROM, memorias USB, o disquetes.
NTLDR requiere, como mínimo, que dos archivos adicionales se encuentren en la partición principal:
- NTLDR, que se encarga de cargar el sistema operativo.
- boot.ini, que contiene un menú de opciones de inicio.
Si el archivo NTLDR no se encuentra en el disco, la computadora enviará un mensaje de error informándolo.
En Windows Vista y Windows Server 2008, el NTLDR fue reemplazado por dos componentes llamados winload.exe y Windows Boot Manager.
Grub
En computación es un administrador o gestor de arranque múltiple, desarrollado por el proyecto GNU, derivado del GRand Unified Bootloader (GRUB; en español: Gran Gestor de Arranque Unificado), que se usa comúnmente para iniciar uno de dos o más sistemas operativos instalados en un mismo equipo.
Se usa principalmente en sistemas operativos GNU/Linux. El Sistema Operativo Solaris ha usado GRUB como gestor de arranque en sistemas x86 desde la revisión 10 1/06.
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