ORGANIZACIÓN LÓGICA DE UN DISCO DURO

Un HD debe ser “comprendido” por cualquier computador. La Bios debe ser capaz de buscar en el HD el sistema de archivos que contiene un S.O. y proceder a iniciarlo. De ahí que el HD tenga una Organización Genérica que luego dará paso a la organización propia de cada Sistema de Archivos. Un HD debe ser “comprendido” por cualquier computador. Es decir, por la Bios de ese computador que es la que se encarga de iniciar el arranque. La Bios debe ser capaz de buscar en el HD el sistema de archivos que contiene un S.O. y proceder a iniciarlo. De ahí que el HD tenga una Organización genérica que luego dará paso a la organización propia de cada Sistema de Archivos.

En primer lugar es importante preestablecer dónde encontrar las cosas. Cabeza 0 (Primera Cabeza, Cilindro 0 (primera pista), Sector 1 (primer sector). A esto es a lo que se le llama Master Boot Record. Contiene dos cosas: Tabla de Particiones y una zona reservada para almacenar un código ejecutable. En primer lugar es importante preestablecer dónde encontrar las cosas. Cualquier BIOS da por sentado que la “entrada” a un HD es: Cabeza 0 (Primera Cabeza, Cilindro 0 (primera pista), Sector 1 (primer sector). A esto es a lo que se le llama Master Boot Record y es completamente independiente de cualquier sistema operativo. Contiene dos cosas: una Tabla de Particiones y una zona reservada para almacenar un código ejecutable.

Tabla de particiones Master Boot Record: (primer sector del disco) Offset Description Size 000h Executable Code (Boots Computer) 446 Bytes 1BEh 1st Partition Entry (See Next Table) 16 Bytes 1CEh 2nd Partition Entry 1DEh 3rd Partition Entry 1EEh 4th Partition Entry 1FEh Executable Marker (55h AAh) 2 Bytes Total: 512 bytes

Una partición es una sección lógica del disco. Un conjunto de sectores (unidad mínima de datos en un disco) + identificación. Plana (no útil) Sistema de Archivos Un HD puede dividirse en particiones. Se las llama Primarias. Una partición es una sección lógica del disco. Es decir, se segregan un conjunto de sectores (unidad mínima de datos en un disco) y se les asigna una identificación. Dentro de una partición puede no haber ninguna estructura y entonces no es utilizable por ningún sistema operativo. O puede haber un sistema de archivos, que es la manera de organizar ese espacio de almacenamiento para un sistema operativo pueda utilizarlo. Pues bien, un HD puede dividirse en particiones. En principio ese número de particiones está limitado a 4. Se las llama Primarias. Para establecer una partición es necesario indicar, como mínimo, desde qué sector hasta qué sector del HD se comprende esa partición. Es necesario pues una estructura de datos para describirla. En el MBR hay reservado espacio para cuatro estructuras de datos. Cada entrada ocupa 16 bytes.

Entrada por cada partición. (16 bytes) Offset Description Size 00h Current State of Partition (00h=Inactive, 80h=Active) 1 Byte 01h Beginning of Partition - Head 02h Beginning of Partition - Cylinder/Sector (See Below) 1 Word 04h Type of Partition (See List Below) 05h End of Partition - Head 06h End of Partition - Cylinder/Sector 08h Number of Sectors Between the MBR and the First Sector in the Partition 1 Double Word 0Ch Number of Sectors in the Partition Para establecer una partición es necesario indicar, como mínimo, desde qué sector hasta qué sector del HD se comprende esa partición. Es necesario pues una estructura de datos para describirla. En el MBR hay reservado espacio para cuatro estructuras de datos. Cada entrada ocupa 16 bytes.

En la estructura, cada parámetro tiene asignado un espacio para ser especificado: Comienzo de la partición-Head: 1 Byte. El máximo número de cabezas que pueden especificarse es 256. ¿Qué pasaría si hubieran discos con más de 256 cabezas? Que esta estructura de datos no podría soportarlos o lo haría desaprovechando parte del disco. El cilindro y sector se especifican en una palabra microsoft (16 bits) de la siguiente manera: Observar el espacio asignado a cada dato. Por ejemplo Comienzo de la partición-Head: 1 Byte. La forma de especificar una dirección de sector es indicando el número de la cabeza, el número del cilindro y el número del sector dentro del cilindro. Esta entrada reserva 1 byte para indicar el número de cabeza. Por lo tanto el máximo número de cabezas que pueden especificarse es 256. ¿Qué pasaría si hubieran discos con más de 256 cabezas? Que esta estructura de datos no podría soportarlos o lo haría desaprovechando parte del disco. El cilindro y sector se especifican en una palabra microsoft (16 bits): Es decir: limita el número de sectores de un cilindro a 32 sectores y el número máximo de cilindros a 1024 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Cylinder Bits 7 to 0 Cylinder Bits 9+8 Sector Bits 5 to 0

Previendo las limitaciones, se especifican los datos de localización de dos formas: HCS: Cabeza, Cilindro, Sector: ABSOLUTA Sector lógico: Relativa Sector relativo al comienzo del disco (Offset): 232 Numero de sectores en la partición(length): 232 Tamaño Maximo del disco: Offset+length= 232+232=233 H: 28 = 256 C=210=1024 S=26=32 Tamaño máximo del disco: H*C*S=224 sectores Estas limitaciones fueron solventadas cambiando la manera de direccionar los sectores. En lugar de utilizar una cuenta basada en la estructura del disco utilizaron un formato lógico que luego cada driver de disco (la lógica que controla el acceso físico al disco) debería resolver para sus circunstancias) Eso es lo que significan los dos últimos campos. En el penúltimo “Number of Sectors Between de MBR and the First Sector in the partition”. Para indicar el comienzo de la partición se debe dar un número de sectores desde el sector 0 que es el MBR. Inevitablemente se impone una restricción al tamaño del disco al establecer como Double Word el formato para indicar ese número. Pero incluso ahora mismo, en la decadencia del disco duro, sigue siendo una restricción inabordable.

“Type of Partition” indica qué tipo de partición se trata, la forma de hacerlo es codificando todos y cada uno de los tipos existentes, desde la partición vacía hasta cualquiera de los Sistemas de Archivo que pudieran ocuparla. Value Description 00h Unknown or Nothing 01h 12-bit FAT 04h 16-bit FAT (Partition Smaller than 32MB) 05h Extended MS-DOS Partition 06h 16-bit FAT (Partition Larger than 32MB) 0Bh 32-bit FAT (Partition Up to 2048GB) 0Ch Same as 0BH, but uses LBA1 13h Extensions 0Eh Same as 06H, but uses LBA1 13h Extensions 0Fh Same as 05H, but uses LBA1 13h Extensions Con el fin de facilitar el acceso a la partición, el campo “Type of Partition” indica qué tipo de partición se trata, la forma de hacerlo es codificando todas y cada uno de los tipos existentes, desde la partición vacía hasta cualquiera de los Sistemas de Archivo que pudieran ocuparla. Con esto se evita simplemente el tener que acceder a la partición para saber qué contiene.

Partición extendida Crecimiento de capacidad de los discos- Limitación de los sistemas de Archivos Necesidad de mayor número de particiones Partición Extendida es una partición cuyo contenido es a su vez particionado. Particiones extendidas Con el crecimiento de la capacidad de almacenamiento de los HD, en algún momento se observó que 4 particiones resultaban pocas (probablemente debido a las imposiciones sobre el tamaño de partición de los Sistemas de Archivo) Así que hubo de idearse una manera de aumentar el número de particiones del disco. Una Partición Extendida es una partición cuyo contenido es a su vez particionado. Es decir, no contiene directamente un sistema de archivos, sino un conjunto de particiones. En realidad contendrá una réplica de la estructura ya conocida. En el primer sector de la partición se hallará un MBR que indicará como se ha particionado esta partición. En cada entrada se especifican los datos que localizan y describen la partición. La única diferencia es que los datos de localización lógica se hacen relativos al primer sector de la partición y no al primer sector del disco.

Partición Activa Una de las particiones primarias. Que contienga un sistema de Archivos Que contenga un Sistema Operativo Que contenga los archivos necesarios para iniciar el sistema. SOLO PUEDE HABER UNA Si hay varias particiones primarias en el disco, una de ellas debe ser seleccionada para que arranque el computador. Esta partición debe ser la llamada Activa. Debe contener un sistema de archivos y en el sistema de archivos debe estar almacenado un S.O. arrancable, es decir, con los archivos necesarios para iniciar la ejecución y carga del S.O. Particiones activas sólo puede haber una.

Gestor de Arranque Dan la opción al usuario de seleccionar la partición activa Permiten la interactividad con el usuario GRUB, LILO Técnicamente, los primeros 446 bytes del MBR podrían contener un código que se ejecutaría en modo real (computadores de la familia IBM PC) y que explorarían la tabla de particiones buscando aquella partición de contiene un S.O. (Partición activa). Sólo una partición puede estar catalogada como activa, a pesar de que puede haber más de una partición conteniendo un S.O. Los Gestores de Arranque son unos programas que dan la opción al usuario de seleccionar uno de los múltiples S.O. instalados en el disco para que realice el arranque. Referencias: GRUB, LILO

http://home.teleport.com/~brainy/fat16.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Master_Boot_Record http://es.wikipedia.org/wiki/GRUB