Estructura lògica del disc dur

De Cacauet Wiki
Salta a la navegació Salta a la cerca

Introducció

L'estructura física del HDD està formada per sectors. Aquesta caracterísica està determinada pel fabricant, controlada pel firmware i no es pot accedir externament.

Sobre aquesta estructura es forma l'estrucutra lògica que ve determinada pel sistema d'arxius del sistema operatiu (FAT, NTFS, UFS, ext2, ext3).

  • FAT: File Alocation Table. Hi ha versions de 16 i 32 bits (MS-DOS i Windows fins el 98).
  • NTFS: NT File System (Windows NT, 2000, XP i posteriors).
  • UFS: Unix File System (Sun Microsystems).
  • ext2, ext3, ext4: Second (Third, Fourth) Extended File System (Linux).
  • XFS (IRIX, Linux). Sistema d'alt rendiment per IRIX de SGI (Silicon Graphics) i que es va incorporar en forma de codi obert a Linux el 2000.
  • ReiserFS (Linux).
  • ISO9660 (CDs).
  • UFS (Universal File System) / ISO 13346: millora del ISO9660 per CDs i DVDs.

La mínima unitat d'informació és el cluster, que dependrà el seu tamany de la grandària de la partició.

Per determinar el tamany del cluster ens trobem en un compromís:


Tamany clúster Avantatges Inconvenients
Gran Més rapidesa d'accés a la informació amb arxius grans Desaprofitament de l'espai.
Petit Espai de disc més aprofitat (sobretot amb arxius petits). Informació més fragmentada (lentitud d'accés a les dades).

Podem veure a la taula següent, els diferents tamanys de clúster segons el sistema d'arxius. Podem apreciar que pel mateix tamany de la partició, els sistemes d'arxius més moderns fan clústers més petits<ref name="ftn1">Font: Joan COMAS, Manel JOAN; "Instalación y mantenimiento de equipos y sistemas informáticos", Altamar, Barcelona 2005.</ref>:


Tamany del clúster segons el tamany de la partició
Tamany de la unitat:
FAT 16
FAT 32
NTFS
7 – 16 MB
2 KB
No suportat
512 bytes
17 – 32 MB
512 bytes
33 – 64 MB
1 KB
512 bytes
65 – 128 MB
2 KB
1 KB
129 – 256 MB
4 KB
2 KB
257 – 512 MB
8 KB
4 KB
513 – 1024 MB
16 KB
1 KB
1 – 2 GB
32 KB
2 KB
2 – 4 GB
64 KB
4 KB
4 – 8 GB
No suportat
8 – 16 GB
8 KB
15 – 32 GB
16 KB
32 GB – 2 TB
No suportat


El MBR (Master Boot Record)

És el primer sector del disc dur i és un cas especial, ja que s'hi emmagatzema:

  • Codi executable d'arranc (codi màquina). Màxim de 446 bytes.
  • Identificador únic del disc dur (opcional).
  • Taula de particions (format IBM). Cada entrada a la taula de particions conté:
    • Sector inicial.
    • Sector final.
    • Identificador de partició.
    • Flags (boot, sistema, etc.)

Aquesta informació totalitza 512 bytes (acostuma a ser el tamany típic dels sectors i, per tant, el tamany mínim dels clusters).

Gestor d'arrancada

El gestor d'arrancada és el programa (molt curt) enmagatzemat al MBR. Cada sistema operatiu té el seu propi.

  • El gestor d'arrancada Windows busca la partició amb la flag de boot activa i va a buscar allà l'executable del Windows. Si no troba cap partició amb flag de boot actiu, no arrencarà.
  • El gestor d'arrencada de Linux (GRUB o l'antic LILO) ens ofereixen un menú d'arrencada per triar quin Sistema Operatiu volem arrencar, incloent el Windows i diverses versions (nuclis o kernels) de Linux.

Hi ha gestors d'arranc comercials com el BootQuest i d'altres que permeten gestionar diverses particions en Windows.


Particions

Una partició és una divisió lògica del disc dur. Aquestes solen mostrar-se pels sistemes operatius com si fossin diverses unitats de disc, però en realitat estan totes al mateix.

Hi ha 2 tipus de particions:

  • Particions primàries
    • Permeten arranc (boot) del sistema operatiu.
    • Només hi poden haver 4 com a màxim.
    • Una d'aquestes particions pot ser una partició "extesa", capaç de contenir diverses unitats lògiques.
  • Particions lògiques
    • Han d'anar dintre de la partició extesa.
    • Hi pot haver un nombre il·limitat.
    • No poden contenir un sistema operatiu
    • Solen utilitzar-se per contenir
      • Dades
      • Espais temporals d'emmagatzemament (/tmp)
      • Memòria virtual (swap en Linux).


Sistema d'arxius FAT

FAT significa File Allocation Table i va ser creat per Microsoft per ser utiltizat al MS-DOS i els Windows fins la versió 98 (NT, 2000 i XP ja utilitzen el NTFS).

El sistema FAT s'estructura de la següent manera:

  • Sector d'arranc (MBR).
  • FAT (1a còpia)
  • FAT (2a còpia)
  • Directori Arrel
  • Arxius i directoris


La FAT o File Allocation Table és una taula que controla la disposició dels arxius sobre els clústers del disc dur. El número que acompanya el sistema FAT indica el nombre d'entrades per sectors que conté la taula. Així, tindrem:

  • FAT12 2^12 = 4096 clústers
  • FAT16 2^16 = 65536 clústers
  • FAT32 (Cas especial, només s'utilitzen 28) 2^28 = 268.435.456 clústers


Cada entrada de la taula conté:

  • Un 0 (zero) si està lliure.
  • EOF (End Of File, un caràcter especial) que indica final de l'arxiu.
  • Si conté un número, aquest apunta al següent clúster del fitxer.


Tenim 2 còpies de la FAT per motius de seguretat. Si per algun motiu es corromp la informació de la primera taula (per exemple, per un error d'escriptura), es pot recuperar de la segona còpia. És molt estrany (però no impossible) que hi hagi errors a les 2 còpies.


A l'espai d'arxius i directoris s'enmagatzema la següent informació:

  • Nom d'arxiu o directori (carpeta).
  • Un byte d'atributs d'arxiu.
  • Dates i hores de creació, accés i modificació.
  • Clúster de inici de l'arxiu o directori.
  • Tamany de l'arxiu o directori.


Sistema d'arxius NTFS

NT File System de Microsoft.


Sistemes d'arxius ext2, ext3 i ext4 (Linux)

Es llegeixen:

  • ext2: Second Extended Filesystem
  • ext3: Third Extended Filesystem
  • ext4: Fourth Extended Filesystem


TODO list

  • Lletres d'unitat (MSDOS) i /dev/sd..
  • Fragmentació
  • Muntatge de les unitats


<references/>

Obtingut de «https://cacauet.org/wiki/index.php?title=Estructura_lògica_del_disc_dur&oldid=29»