Conceptos Clave de Hardware, Almacenamiento y Sistemas de Archivos

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Comunicación de Datos

  • Comunicación Síncrona vs. Asíncrona: En la comunicación síncrona, además de las líneas de datos, existe una línea dedicada a la sincronización entre el emisor y el receptor. En cambio, la comunicación asíncrona solo utiliza la línea de datos, y la sincronización se realiza mediante señales especiales dentro de la propia transmisión de datos.

Componentes de la Placa Base

  • Componentes Diversos: Se mencionan la Memoria RAM, el bus AGP y el puente sur (Southbridge) como elementos relevantes.
  • Funciones del Chipset: El chipset integra funciones esenciales como:
    • Circuitos de temporización (reloj del sistema).
    • Controlador de Acceso Directo a Memoria (DMA).
    • Controlador del bus del sistema/frontal (FSB).
    • Controlador programable de interrupciones (PIC/APIC).
    • Controlador de periféricos (E/S).

Interfaces y Tecnologías de Almacenamiento

  • SAS (Serial Attached SCSI): Es una interfaz de transferencia de datos en serie, considerada la sucesora del SCSI paralelo. Aunque la interfaz física es serie, utiliza comandos SCSI para la comunicación con los dispositivos.
  • DDR (Double Data Rate): Esta tecnología, aplicada a memorias como la SDRAM (DDR SDRAM), introduce la técnica de transmisión de datos en ambos flancos de la señal de reloj (ascendente y descendente), duplicando efectivamente la tasa de transferencia.
  • ATAPI (AT Attachment Packet Interface): Es una extensión del estándar ATA (IDE) que permite conectar dispositivos como unidades de CD/DVD a la interfaz IDE/PATA de la placa base, utilizando un conjunto de comandos basado en paquetes, similar a SCSI.
  • RAID 1 (Mirroring): Este nivel de RAID crea una copia exacta (espejo) de un conjunto de datos en dos o más discos duros, proporcionando redundancia y tolerancia a fallos.

Medios de Almacenamiento Físico

Discos Duros Magnéticos

  • Cilindro: En un disco duro, un cilindro está formado por el conjunto de todas las pistas (circunferencias) que están alineadas verticalmente en los diferentes platos.
  • Cálculo de Capacidad (Ejemplo): La capacidad se puede calcular multiplicando el número de cabezas (superficies), cilindros (pistas por superficie), sectores por pista y bytes por sector. Ejemplo: 8 cabezas * 13 sectores/pista * 38754 cilindros * 512 bytes/sector = 2.066.090.496 bytes (aproximadamente 1.92 GiB). (Nota: El cálculo original daba 149.01 GB, lo cual podría derivarse de otros parámetros no especificados).

Unidades Ópticas

  • Efecto Kerr: Fenómeno magneto-óptico utilizado en algunos tipos de discos ópticos regrabables.
  • Componente del Láser: Existe un componente en la unidad óptica que permite el paso del rayo láser sin oponer resistencia significativa (es decir, es transparente al láser en esa etapa).
  • Haces Láser Secundarios: El sistema óptico a menudo genera 2 haces secundarios (además del principal) que ayudan en el seguimiento preciso de la pista en el disco.
  • Velocidad de Rotación: Los discos ópticos pueden operar con Velocidad Angular Constante (CAV), donde el disco gira siempre a las mismas RPM, o con Velocidad Lineal Constante (CLV), donde la velocidad de rotación se ajusta para que la velocidad de lectura del láser sobre la pista sea constante.
  • Velocidad de Lectura (Ejemplo 48X): Una velocidad de 48X en una unidad de CD-ROM significa que procesa datos a 48 veces la velocidad estándar de 1X (150 KB/s), es decir, 48 * 150 KB/s = 7200 KB/s.

Organización Lógica del Almacenamiento

Particiones y Arranque

  • Tipos de Particiones: Un disco duro bajo el esquema MBR puede tener hasta 4 particiones primarias, o bien hasta 3 primarias y 1 partición extendida. La partición extendida puede a su vez contener múltiples unidades lógicas.
  • MBR (Master Boot Record): Es el primer sector físico del disco duro (sector 0 absoluto), ocupando los primeros 512 bytes. Contiene una pequeña porción de código ejecutable (el código de arranque) y la tabla de particiones. Al iniciar el sistema, la BIOS carga y ejecuta el código del MBR, el cual examina la tabla de particiones para encontrar la partición activa (arrancable) y cede el control al sector de arranque de dicha partición para cargar el sistema operativo.

Sistemas de Archivos

  • Sistemas Comunes: Algunos sistemas de archivos utilizados son FAT (como FAT16, FAT32) y NTFS.
  • Clúster: Es la unidad mínima de asignación de espacio para un archivo dentro de una partición. Un clúster está formado por uno o varios sectores contiguos del disco.
  • Características de NTFS:
    • Permite utilizar características avanzadas de seguridad y protección de archivos integradas en Windows (listas de control de acceso - ACLs, cifrado EFS, etc.).
    • Es eficiente en particiones grandes (generalmente recomendado para tamaños superiores a 400 MB), aunque sus estructuras internas (como la MFT) consumen una cantidad inicial de espacio.
    • Permite definir el tamaño del clúster (a partir de 512 bytes) de forma independiente al tamaño total de la partición.
    • Almacena la información sobre los archivos y directorios como metadatos, principalmente en la Tabla Maestra de Archivos (MFT).
    • Soporta nombres de archivo largos y el uso de caracteres Unicode.
    • Utiliza estructuras de directorios basadas en árboles B+, lo que acelera el acceso a los archivos y ayuda a reducir la fragmentación.
    • Es soportado nativamente por Windows NT, 2000, XP, Vista, 7 y todas las versiones posteriores de Windows.

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