Sistemas de Archivos

Clusters

• La unidad más pequeña a la que se puede tener acceso es el sector (512 bytes).
• Los sectores se agrupan en clusters o unidades de asignación.
• El tamaño del cluster es proporcional al tamaño del volumen del disco:
  • A mayor volumen, mayor es el tamaño del cluster.
  • Discos duros: clusters desde 4 sectores a 64 sectores (en algunos casos hasta 128 sectores).
  • Discos flexibles: 2 sectores (en algunos casos puede ser solo un sector).
• Los sectores que forman un cluster están contiguos.
• El tamaño del cluster se determina cuando el volumen del disco es formateado.
• A un archivo se le asigna un número entero de clusters.

Sistema de Archivos (File System)

Es el conjunto de estructuras lógicas y rutinas de software usadas para controlar el acceso a lo almacenado en un disco.

Características de FAT

• Tabla donde se encuentra información acerca de los clusters.
  • Hay una entrada por cada cluster usado en el disco.
  • Se tiene un número por entrada que representa cómo se usa el cluster.
  • Los clusters de un archivo están encadenados.
• La tabla se encuentra en el área del disco que sigue al sector de arranque (disk boot sector).
• Cada volumen tiene dos copias idénticas.

El tamaño de la FAT 16

• Cada cluster tiene una entrada en la FAT, el tamaño del área de FAT depende del tamaño del disco.
  • Cada entrada en la FAT ocupa 16 bits.
• El tamaño máximo de una FAT de 16 bits es de 128 KB.
  • Con 16 bits se pueden direccionar 65,536 (2¹⁶) posiciones o clusters.
  • Por lo tanto 65,536 x 16 = 1,048,576 bits = 128 KB.
  • Como se guarda una copia, ocupará en total: 128 x 2 = 256 KB.
• El tamaño del CLUSTER depende de la FAT y del disco. Hay que dividir el tamaño de la partición entre cada unidad direccionable:
  • Un disco de 256 MB expresado en KB: 256 x 1024 = 262,144 KB.
  • Con FAT 16 tendríamos 65,536 posiciones, por tanto 262,144 / 65,536 = 4 KB de tamaño de cluster.
  • El límite en el tamaño del cluster está fijado en 32 KB, por lo que la partición máxima que se puede manejar con esta FAT-16 son 2 GB.

El tamaño de la FAT 32

• Utiliza 32 bits, lo que permite manejar particiones por encima de los 2 GB.
• El tamaño máximo del cluster es de 16 KB con 32 direcciones: 2³² = 4,294,967,295 clusters x 16 KB = 68,719,476,720 KB = 63.99 TB, que es la limitación física de la partición con este sistema de FAT.
• El cálculo del tamaño de esta FAT se realiza igual que con la FAT-16.
  • Con 32 bits se pueden direccionar 4,294,967,295 posiciones o clusters.
  • Por lo tanto 4,294,967,295 x 32 = 137,438,953,440 bits = 15.99 GB por cada copia. Este tamaño tan grande no nos debe preocupar, ya que se ha realizado para el máximo tamaño posible de esta FAT.

El Directorio

• Es la última área administrativa en el disco.
• Siempre hay 512 entradas de archivos en el directorio, es del mismo tamaño para todos los discos duros.
• La estructura del directorio consiste en un número de entradas de directorio.
  • Cada entrada ocupa 32 bytes.
  • Las entradas son idénticas, ya sea que estén en el directorio raíz o en algún subdirectorio.
  • Contienen información como:
    • El nombre del archivo (en el formato 8.3).
    • Tamaño del archivo en bytes.
    • Fecha y hora de la última revisión.

Estructura del Directorio

• Los 32 bytes están agrupados en secciones, válido para todas las secciones, ya sea que se trate de archivos o directorios (directorio raíz y subdirectorios).
• Se cuenta con el número del primer cluster, importante ya que a partir de eso empieza a buscar al archivo.
• El primer cluster es leído de la entrada del directorio, los siguientes números de clusters son leídos del FAT.
• En discos duros formateados como FAT16, el directorio raíz ocupa 512 entradas, las cuales son de 32 bytes cada una.

El Área de Datos

• El resto del disco alberga la parte más importante, el área de datos, donde todos los archivos y subdirectorios son almacenados.
• El área de datos es la parte más grande del disco.
• Los sectores del área de datos están conjuntos en clusters.
• Como se dijo antes, el máximo número de clusters para datos con FAT-16 es 2¹⁶ = 65,535.
• Si el disco duro es de 160 MB: 160 x 1024 = 163,840 KB / 65,535 = 2.5 KB, se redondea a 4 KB (8 sectores).
• Se tienen 40,960 clusters: de 8 sectores cada uno: 163,840 KB / 4 KB = 40,960.

El Concepto de Volumen

• Un volumen es el nombre que DOS le da a una partición.
• A un volumen se le asigna una letra para que el Sistema de Archivos pueda tener acceso a él como una entidad independiente.
• Los volúmenes pueden crearse para optimizar y organizar la información o bien para acceder a zonas del disco duro que rebasan la capacidad de acceso del sistema operativo.

Particiones

Una partición de disco es el nombre genérico que recibe cada división presente en una sola unidad física de almacenamiento de datos. Toda partición tiene su propio sistema de archivos.

Tabla de Partición GUID (GPT)

Es un estándar para la colocación de la tabla de particiones en un disco duro físico. La GPT sustituye al Master Boot Record (MBR). GPT usa un moderno modo de direccionamiento lógico (LBA, logical block addressing) en lugar del modelo cilindro-cabeza-sector (CHS) usado con el MBR.

La información de MBR heredado está almacenada en el LBA 0, la cabecera GTP está en el LBA 1, y la tabla de particiones en sí en los bloques sucesivos.

En los sistemas operativos Windows de 64 bits, 32 sectores están reservados para la GPT, dejando el bloque LBA 34 como el primer sector usable del disco. GPT proporciona así mismo redundancia. La cabecera GPT y la tabla de particiones están escritas tanto al principio como al final del disco.

Etiquetas: Clusters, FAT, FAT16, FAT32, GPT, MBR, Sistemas de archivos