5.1 Discos Duros

UNIDADES DE ALMACENAMIENTO DE INFORMACIÓN DISCOS DUROS BLOQUE 5 TEMA 1

1. Introducción
La memoria RAM contiene los programas en ejecución y los datos que éstos usan.
Sin embargo, cuando se deja de suministrar corriente eléctrica tanto los datos como los programas se pierden.
La memoria RAM es volátil.

1. Introducción (2)
Deben existir dispositivos que permitan el almacenamiento no volátil de los datos.
No volátil implica que los datos no se perderán aunque no se suministre corriente eléctrica.

1. Introducción (3)
Las unidades de almacenamiento de información nos permiten el almacenamiento no volátil de la información.
La evolución de estos dispositivos se ha caracterizado por aumentar dos parámetros clave:
La capacidad de almacenamiento.
La velocidad: tanto de acceso como de transmisión.

Dispositivos magnéticos

2.1. Introducción
Los dispositivos magnéticos más importantes son:
Disco duro.
Disco flexible.
Cinta.
El soporte de información está formado por:

2.1. Introducción (2)
Cada celda puede estar magnetizada (en uno de dos estados estables), o no magnetizada.
Dos de estos tres estados representan los valores lógicos 0 y 1.
Cada celda almacena un bit.

2.2. Disco duro Introducción
El disco duro es un dispositivo de almacenamiento no volátil .
Emplea un sistema de grabación magnética digital.
Dispositivo donde, casi siempre, está almacenado el sistema operativo.
Consiste básicamente en un conjunto de platos metálicos encerrados en un carcasa.
Medio de almacenamiento de acceso aleatorio.
No volátil : conserva la información que le ha sido almacenada de forma correcta aun sin energía.

2.2. Disco duro (2) Estructura física
Elementos que componen un disco duro:
Platos :
Hechos en aluminio, cerámica o vidrio recubiertos de una película de metal o material magnetizable.
Está apilados de forma concéntrica.
Giran a gran velocidad (5.400 - 15.000 rpm).
Almacenan la información.

Elementos que componen un disco duro:
Cabezas :
Están montadas al final de los brazos actuadores .
Se encargan de leer o escribir los datos a través de impulsos magnéticos en los platos.
Están muy cerca de los platos pero no los tocan -> “vuelan” sobre ellos gracias a la presión generada por el aire a altas velocidades.

Elementos ( cont. ):
Carcasa .
Aisla al disco duro de la suciedad y el polvo.
No está herméticamente cerrada.
Tienen uno o más agujeros de aireación para poder ajustarse a las variaciones de presión.
http:// commons.wikimedia.org / wiki / Image:Hard_disk_hole.jpg

2.2. Disco duro (4) Estructura física Matthew Field - http:// www.photography.mattfield.com

2.2. Disco duro (5) Estructura física AMagill - http:// flickr.com / photos /85473033 @N00 /89623319

2.2. Disco duro (6) Direccionamiento
Conceptos para referirse a zonas del disco:
Plato : cada uno de los platos del disco duro.
Cara : cada una de las caras de un plato.
Cabezas : número de cabezas.
Pista : una circunferencia dentro de una cara. La pista 0 está en el borde exterior.
Cilindro : la misma pista en cada uno de los platos.
Sector : cada una de las divisiones de una pista. El tamaño del sector no es fijo. El tamaño más usado en la actualidad es de 512 bytes.
Cluster : la unión de varios sectores.

CHS ( Cylinder-Head-Sector ):
Fue el primer sistema de direccionamiento que se usó.
Con estos tres valores se puede situar un dato cualquiera del disco.
No se usa actualmente.
LBA ( Logical Block Address ):
Sistema de direccionamiento lógico de bloques.
Consiste en dividir el disco entero en sectores y asignar a cada uno un único número.
Se usa en la actualidad.

2.2. Disco duro (9) Características
Tiempo medio de búsqueda ( average seek time ):
Tiempo medio que tarda la cabeza en situarse en la pista deseada.
La mitad del tiempo empleado por la cabeza en ir desde la pista más periférica hasta la más central del disco.

Latencia media :
Tiempo medio que tarda la cabeza en situarse en el sector deseado.
La mitad del tiempo empleado en una rotación completa del disco.

Tiempo medio de acceso :
Tiempo medio que tarda la cabeza en situarse en la pista y el sector deseado.
Tiempo medio de acceso = tiempo medio de búsqueda + latencia media.
Velocidad de rotación :
Revoluciones por minuto de los platos.
Cuanto mayor se ésta, menor latencia media.

Tasa de transferencia :
Velocidad a la que puede transferir la información al ordenador una vez la cabeza esta situada en la pista y sector correctos.

Interfaz :
Medio de comunicación entre el disco duro y el ordenador.
Tipos:
IDE/ATA/PATA: Parallel ATA .
SCSI: Small Computer System Interface .
SATA: Serial ATA .
USB.
Firewire.
SAS: Serial Attached SCSI .

2.2. Disco duro (12) Interfaz
IDE:
Smial - http:// upload.wikimedia.org / wikipedia / commons /6/61/ IDE_cable _40_pin_%26_80_ pin.jpg http:// upload.wikimedia.org / wikipedia / commons /2/29/ ATA_on_mainboard.jpg

IDE:
MOS6502 - http:// upload.wikimedia.org / wikipedia / commons /9/96/ Festplatten_Jumper.jpg

SATA:

2.2. Disco duro (15) Aparcamiento
La zona de aparcamiento ( landing zone ) está en la parte más interna del disco (cercana al eje), lejos del último cilindro de datos.
Esta zona es utilizada para aparcar la cabeza cuando el disco duro se para.
Tiene una superficie especial con textura rugosa para limpiar la cabeza de la suciedad que haya podido acumular.

El contacto de la cabeza con la zona de aparcamiento sólo se produce cuando el disco se está frenando y no gira ya a su velocidad máxima.
En cualquier caso, la zona de aparcamiento tiene una capa de carbono que actúa de lubricante para no dañar la cabeza cuando se aparca.

2.2. Disco duro (18) Cabezas
En principio el número de cabezas es relativo al número total de caras de todos los platos usados para almacenar datos.
Si un disco duro tiene 4 platos, tendrá 8 cabezas.
El número máximo de cabezas está limitado por la BIOS a 16 .
Sin embargo, hay discos con 2 platos y 16 cabezas. ¿Es correcto? ¿Cómo es posible?

2.2. Disco duro (19) Cabezas
Algunos fabricantes de discos duros usan una tecnología llamada sector translation .
Esta tecnología permite tener más de dos cabezas por plato.
Es posible tener hasta 12 cabezas en un sólo plato.
A pesar de esto, el número máximo de cabezas que puede tener un disco duro es de 16.

2.2. Disco duro (20) S.M.A.R.T.
Los discos duros que se venden en la actualidad soportan la tecnología S.M.A.R.T.
S.M.A.R.T. ( Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology ) es una tecnología de auto-monitorización, análisis e informe.
Permite avisar al usuario de problemas previsibles.
Por ejemplo, avisa de un choque de cabezas por desgaste antes de que ocurra.
S.M.A.R.T. sólo “funciona” si está activada la opción en la BIOS e instalado el programa adecuado.

Funcionamiento de S.M.A.R.T.:
Se miden los valores de varias variables. Por ejemplo:
Tiempo de aceleración / freno.
Temperaturas.
Altura de vuelo de las cabezas.
…
Se comparar los valores obtenidos con unos de referencia.
Si alguno de estos valores tiende a desviarse, se puede deducir que ocurrirá un fallo.
Por último, se avisa al usuario.

Software para la monitorización de SMART:
Microsoft Windows:
HD Tune .
HDD Health .
SpeedFan .
Drive Manager .
Ubuntu:
Smartmontools :
sudo aptitude install smartmontools
http:// www.guia - ubuntu.org / index.php?title = S.M.A.R.T .
GsmartControl : interfaz gráfica para smartctl . Descargar aquí .

2.2. Disco duro (23) Instalación
Instalar discos duros:
PATA
SATA

2.3. Disco flexible
Un disco flexible o disquete ( floppy disk o diskette ) está formado por una pieza circular de material magnético, fina y flexible (de ahí su nombre) encerrada en una carcasa de plástico cuadrada o rectangular.
Ark – http:// www.flickr.com / photos / rka /1123929

2.3. Disco flexible (2)
Estructura:
~inky - http:// www.flickr.com / photos / inky /910046536

Tipos de disquetes:
Pixelbart - http:// www.flickr.com / photos / lostintheforest /2427538798 RaeA - http:// www.flickr.com / photos / raeallen /1501131768 3 ½” (1983) 5 ¼” (1976) 8” (1969)

Tipos de disqueteras:
Michael Holley, 2007 8” (1969) 5 ¼” (1976) 3 ½” (1983)

Formatos de discos más importantes:
Actualmente los discos flexibles no se usan.
Formato Año introducción Capacidad de almacenamiento Capacidad comercializada 8” 1973 256 KB 256 KB 5 ¼” 1976 86,6 KB 110 KB 5 ¼” DD (doble densidad) 1978 360 KB 360 KB 3 ½” 1982 280 KB 264 KB 3 ½” DD 720 KB

Diferencias con respecto al disco duro:
Plato flexible.
Velocidad de rotación entre 300 y 600 rpm.
Las cabezas de lectura/escritura están en contacto con la superficie del plato.

2.4. Cinta
Las cintas magnéticas de almacenamiento de datos se llevan usando desde hace 50 años.
La evolución de las cintas se ha llevado acabo en aspectos como:
La composición de la cinta.
La envoltura.
La densidad de los datos.
La cinta es un medio de acceso secuencial.

2.4. Cinta (2)
En 2008 la mayor capacidad de un cartucho de cinta podía almacenar 1 TB de datos sin comprimir ( Sun StorageTek T10000B ).

2.5 DEFRAGMENTADOR DE DISCOS

Desfragmentador de disco Desfragmentador de disco es una utilidad del sistema que permite analizar volúmenes locales y encontrar y consolidar carpetas y archivos fragmentados. También se puede desfragmentar discos desde una línea de comandos mediante el comando Defrag . Para abrir el Desfragmentador de disco, haga clic en Inicio, seleccione Todos los programas, Accesorios, Herramientas del sistema y, a continuación, haga clic en Desfragmentador de disco.

Se recomienda analizar los volúmenes antes de efectuar la desfragmentación. De este modo sabrá si es necesario desfragmentarlos.

Ejercicio
Analiza tus discos y genera un informe por cada uno de ellos y guárdalo en tu disco con nombre volumenc.txt y sucesivos.

Un volumen debe tener al menos un 15% de espacio libre para que Desfragmentador de disco lo desfragmente en su totalidad y de manera adecuada. Desfragmentador de disco utiliza este espacio como área de ordenación de los fragmentos de los archivos. Si un volumen tiene menos del 15% de espacio libre, Desfragmentador de disco sólo lo desfragmentará parcialmente. Para aumentar el espacio libre de un volumen, elimine los archivos innecesarios o muévalos a otro disco.

No es posible desfragmentar volúmenes que el sistema de archivos ha marcado como dañados, lo que indica posibles errores. Para poder desfragmentar un volumen dañado debe ejecutar antes chkdsk. El comando fsutil dirty query permite determinar si un volumen está dañado o no.

Ejercicio
Haz un chkdsk de las unidades de tu equipo
Haz un fsutil dirty query de las unidades de tu equipo

El tiempo que emplea Desfragmentador de disco en desfragmentar un volumen depende de varios factores, como el tamaño del volumen, el número y el tamaño de los archivos que hay en el volumen, el porcentaje de fragmentación del volumen y los recursos del sistema disponibles.

2.6 DISCOS DUROS: ESTRUCTURA LOGICA

Dentro del disco se encuentran:
el Master Boot Record (en el sector de arranque), que contiene la tabla de particiones
las particiones, necesarias para poder colocar los sistemas de ficheros

MBR (MASTER BOOT RECORD)

El Master Boot Record (MBR) es un pequeño programa que es ejecutado en cada Inicio del sistema operativo y se encuentra ubicado en el primer sector absoluto ( Track 0 , head 0 , sector 1 ) del disco duro en una PC y que busca la Tabla de Particiones para transferirla al Sector de Arranque (Boot). El MBR está compuesto por código ejecutable y las entradas de la Tabla de Particiones.

Los virus que infectan al Master Boot Record, por lo general lo reemplazan con su código viral e inutilizan en forma lógica de disco duro y el usuario afectado tendrá que formatear y cargar nuevamente su Sistema Operativo y los demás programas. A menos que se cuente con un diskette de Emergencia. En los sistemas operativos D.O.S. y Windows, se puede crear el MBR con el comando de FDISK. Debido a que el MBR se ejecuta cada vez se inicia el sistema, este clase de virus son de extremadamente peligrosidad. Windows ® 95/98/Millennium/2000 y XP también permiten crear un diskette de emergencia.

2. 7 LAS PARTICIONES

Una partición en el sistema Windows es una parte de una unidad de disco duro que puede tener un sistema de archivo independiente.
Hay tres tipos de particiones principales:
Partición primaria
Partición extendida , que contiene una o más particiones lógicas
Partición lógica

Según el sistema Windows, el disco duro solamente puede albergar 4 particiones primarias Las particiones extendidas se consideran como particiones primarias. Es decir, se pueden tener 4 particiones primarias, o 3 primarias y 1 extendida, 2 primarias y 1 extendida, etc. Nunca puede haber más de una partición extendida, lo que si ocurre es que dentro de esa zona del disco duro dedicada a las partición extendida se creen particiones o unidades lógicas, que al fin y al cabo son particiones lógicas pero dentro de la zona de la partición extendida.

Resaltar que un disco duro tiene 4 particiones primarias y sólo una de ellas funciona como extendida, y dentro de esta partición extendida se crean a su vez particiones lógicas. Es decir un disco duro puede tener 3 particiones primarias, su partición extendida y 4 particiones lógicas (que forman parte de la extendida). Y entonces podríamos tener 7 sistemas de archivos diferentes (o iguales o repetidos) ya que la partición extendida no cuenta en sí, sino cuentan sus particiones lógicas.

Por qué usar particiones lógicas Las particiones extendidas se inventaron como una manera de superar el límite arbitrario de 4 particiones máximas por cada disco duro, y así poder crear un número ilimitado de particiones lógicas, cada una con un sistema de archivos diferente de la otra. Cualquier Windows basado en Windows NT es capaz de arrancar desde una partición lógica.

2.8 Ver propiedades del disco

Para ver las propiedades del disco • Mediante la interfaz de Windows • Mediante una línea de comandos Mediante la interfaz de Windows 1. Abra Administración de equipos (Local). 2. En el árbol de la consola, haga clic en Administración de equipos (local), en Almacenamiento y, a continuación, haga clic en Administración de discos. 3. En la vista gráfica o lista de discos, haga clic con el botón secundario del <i>mouse</i> (ratón) en uno de ellos y, después, en Propiedades.

Mediante una línea de comandos 1. Abra la ventana del símbolo del sistema. 2. Escriba: diskpart 3. En el símbolo de DISKPART, escriba: list disk 4. En el símbolo de DISKPART, escriba: select disk n Seleccione el disco n sobre el que desee presentar detalles adicionales. 5. En el símbolo de DISKPART, escriba: detail disk

DiskPart muestra información sobre el disco, como el tipo de disco, volúmenes del disco, letra de unidad, sistema de archivos, tamaño y estado. EJERCICIO REALIZAR DISKPART SOBRE LOS DISCOS DE VUESTRO EQUIPO

2.9 Cambiar la letra de una unidad

Mediante el administrador de discos se puede entre otras:
Eliminar la partición
Cambiar la letra y rutas de acceso a la unidad
Formatear la partición
Marcar la partición como activa
Windows no permite cambiar la letra a una unidad de sistema Solo puede existir en el sistema una partición activa que será la que contenga el sistema operativo a cargar.

Ejercicio
Cambia la letra de la unidad de cd-rom y actualízala a la unidad T:

2.10 R.A.I.D.

¿Qué es RAID ? RAID son las siglas de R edundant A rray of I nexpensive/Independent D isks (matriz redundante de discos independientes de bajo coste). Es un sistema de protección de los datos de las unidades de disco duro de un sistema. Consiste en la creación de redundancia de datos en una o más unidades, permitiendo de este modo la recuperación del sistema tras un fallo en una unidad de disco duro.

¿Qué ventajas ofrece RAID ? El sistema RAID permite la recuperación de datos en tiempo real si se produce un fallo en una unidad de disco duro. De esta forma se incrementa el tiempo de actividad del sistema y la disponibilidad de la red, y se protege el sistema frente a pérdidas de datos. Además, los sistemas pueden mejorar su rendimiento al funcionar simultáneamente en varios discos agrupados como una unidad de almacenamiento lógica.

EJERCICIO BUSCA LOS NIVELES DE RAID QUE FALTAN Y EXPLICA EN QUE CONSISTEN NIVELES 2,3,4 Y 6

2.11 RESTAURAR SISTEMA

HERRAMIENTA RESTAURAR SISTEMA ACCESORIOS->HERRAMIENTAS DEL SISTEMA->RESTAURAR SISTEMA

CREAR UN PUNTO DE RESTAURACION

RESTAURAR EL SISTEMA

EJERCICIO
Crea un punto de restauración de tu equipo y recupéralo.

2.12 Creación de un disquete de emergencia en windows xp

Proceso…. Inserte un disquete vacío en la unidad de discos A:, seleccione Inicio•Todos los programas•Accesorios•Símbolo del sistema, y en el símbolo escriba format a: y presione <Intro>. Siga las indicaciones. Cuando el sistema le pregunte si quiere dar formato a otro disco, escriba n y oprima <Intro>. Ahora escriba los comandos siguientes, presionando <Intro> después de cada uno. No se olvide de escribir los espacios correctamente. xcopy c:oot.ini a: /h xcopy c: tdetect.com a: /h xcopy c: tldr a: /h Ahora escriba exit y presione <Intro> para cerrar la ventana. Quite el disquete y márquelo con la etiqueta “Disquete de inicio para Windows XP”. Ahora ponga este disco de emergencia en la unidad de disquetes de la máquina que no responde y enciéndala. Windows deberá comenzar sin problemas.

Para restaurar desde el disquete de emergencia abrir el símbolo del sistema y escribir xcopy a:*.* c: /h <Intro>.

Ultima configuración correcta conocida Last known good

Si Windows XP se niega a empezar, oprima <F8> justo después de encender su PC, pero antes de que aparezca el mensaje ‘iniciar sesión de Windows’ (debe oprimirla en el momento oportuno, si no, siga intentando hasta que lo consiga). En el menú que aparece, seleccione la ‘Ultima configuración correcta conocida’ para restaurar su Registro al contenido de una fecha anterior.

Si no funciona … modo a prueba de fallos Si esto no consigue que su PC trabaje nuevamente, restablezca el sistema y oprima <F8> de nuevo, pero esta vez seleccione Modo a prueba de errores. En el Modo a prueba de errores, seleccione Inicio•Todos los programas • Accesorios•Herramientas del sistema•Restaurar sistema. Siga las indicaciones del Asistente y escoja una copia de seguridad apropiada.

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5.1 Discos Duros

by Juan Carlos Moreno Perez on Feb 18, 2009

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