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  ¿Qué significa Sector de disco? - Información sobre Sector de disco

Definición de Sector de disco

Leandro Alegsa (Contacto) 2019-06-04

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Un sector de disco es una subdivisión de una pista (track) en un disco magnético o un disco óptico. Cada sector almacena una cantidad fija de datos.

Típicamente cada sector provee un espacio fijo de 512 bytes (en discos duros y disquetes), o 2048 bytes (en discos ópticos).

Los discos duros más nuevos utilizan sectores de 4096 bytes (4 KB), que se conocen como de Advanced Format (AF), y son las unidades que más prevalecen hoy.

En inglés: disk sector.


Sector de disco en discos duros

Un grupo de sectores de disco constituye un bloque de disco (también llamado clúster de disco o grupo de sectores).

Muchas veces el tamaño del sector de disco puede coincidir con el tamaño del bloque de disco. Por ejemplo, en un disco que usa sectores de 512 bytes, un bloque de disco de 512 bytes contiene un sector.

El tamaño se puede configurar al formatear una unidad de almacenamiento, en la opción de tamaño de unidad de asignación.

También puede formatearse haciendo que un bloque de disco tenga 4 kilobytes (KB) y este contendrá ocho sectores de 512 bytes.

A partir de 2007 la Asociación Internacional de Unidades, Equipo y Materiales de Disco (IDEMA) recomienda un tamaño de bloque de disco de 4 KB, desaconsejando los 512 bytes que se habían usualmente empleado los anteriores 30 años. Esto permite aprovechar mejor los discos modernos y también aumentar la velocidad de acceso y reducir errores.


Estructura de disco duro

Estructura de disco en (A) una pista (roja), (B) un sector geométrico (azul), (C) un sector de una pista (magenta), (D) un grupo de sectores o clúster (verde).


Geométricamente, la palabra sector significa una porción de un disco entre un centro, dos radios y un arco correspondiente (ver Figura 1, ítem B), que tiene la forma de una rebanada de pastel. Por lo tanto, el sector del disco (Figura 1, ítem C) se refiere a la intersección de una pista y un sector geométrico.


Características de cada sector físico del disco duro

El sector es la unidad de almacenamiento mínima de un disco duro. La mayoría de los esquemas de partición de disco están diseñados para que los archivos ocupen un número integral de sectores, independientemente del tamaño real del archivo. Los archivos que no llenan todo un sector tendrán el resto de su último sector lleno de ceros. En la práctica, los sistemas operativos suelen funcionar con bloques de datos que pueden abarcar varios sectores.

En las unidades de disco modernas, cada sector físico se compone de dos partes básicas, el área de cabecera del sector (normalmente llamada "ID") y el área de datos.

La encabezado o cabecera del sector contiene información utilizada por el convertidor y el controlador; esta información incluye bytes de sincronización, identificación de dirección, indicador de error e información de detección y corrección de errores. El encabezado también puede incluir una dirección alternativa que se utilizará si el área de datos no es fiable. La identificación de la dirección se utiliza para asegurar que la mecánica de la unidad ha posicionado el cabezal de lectura/escritura sobre la ubicación correcta.

El área de datos contiene los bytes de sincronización, los datos de usuario y un código de corrección de errores (ECC) que se utiliza para comprobar y posiblemente corregir los errores que puedan haberse introducido en los datos.


Historia

La primera unidad de disco, la IBM 350 de 1957, tenía diez sectores de 100 caracteres por pista; cada carácter era de seis bits e incluía un bit de paridad. El número de sectores por pista era idéntico en todas las superficies de grabación. No se registraba ningún campo identificador (ID) asociado a cada sector.

El almacenamiento en disco IBM 1301 de 1961 introdujo sectores de longitud variable, denominados registros por IBM, y añadió a cada registro un campo de dirección de registro separado de los datos de un registro (sector). Todas las unidades de disco modernas tienen campos de dirección de sector, denominados campos ID, separados de los datos de un sector.

También en 1961 Bryant, con su serie 4000, introdujo el concepto de grabación por zonas, que permitía que el número de sectores por pista variara en función del diámetro de la pista: hay más sectores en una pista exterior que en una interior, lo que se convirtió en una práctica industrial en la década de 1990 y hoy en día es estándar.

Las unidades de disco anunciadas con el IBM System/360 en 1964 detectaron errores en todos los campos de sus sectores (registros) con una comprobación de redundancia cíclica (CRC) reemplazando la detección de paridad por carácter de generaciones anteriores. Los sectores (registros) de IBM en este momento añadieron un tercer campo al sector físico, un campo clave para ayudar en la búsqueda de datos. Estos sectores físicos de IBM, llamados registros, tienen tres partes básicas, un campo Count que actúa como campo ID, un campo Key no presente en la mayoría de los sectores de unidades de disco y un campo Data, frecuentemente llamado el formato CKD para un registro.

El almacenamiento en disco IBM 3330 de 1970 reemplazó al CRC en el campo de datos del sector con un código de corrección de errores (ECC) para mejorar la integridad de los datos al detectar la mayoría de los errores y permitir la corrección de muchos de ellos. En última instancia, todos los campos de los sectores del disco tenían ECC.

Antes de la década de 1980 había poca estandarización de los tamaños de sector; las unidades de disco tenían un número máximo de bits por pista y varios fabricantes de sistemas subdividían la pista en diferentes tamaños de sector para adaptarse a sus sistemas operativos y aplicaciones. La popularidad del PC a partir de los años 80 y el advenimiento de la interfaz IDE a finales de los 80 llevó a que un sector de 512 bytes se convirtiera en un sector de tamaño estándar de la industria para discos duros y dispositivos de almacenamiento similares.

En la década de 1970, IBM añadió la arquitectura de bloques fijos Direct Access Storage Devices (DASDs FBA) a su línea de DASD CKD. CKD DASD soporta múltiples sectores de longitud variable, mientras que IBM FBA DASD soporta tamaños de sector de 512, 1024, 2048 o 4096 bytes.

En el año 2000, la organización comercial de la industria, International Disk Drive Equipment and Materials Association (IDEMA), comenzó a trabajar para definir la implementación y los estándares que regirían los formatos de tamaño del sector que excedieran los 512 bytes para acomodar los futuros incrementos en las capacidades de almacenamiento de datos.

A finales de 2007, anticipándose a un futuro estándar de IDEMA, Samsung y Toshiba iniciaron los envíos de unidades de disco duro de 1,8 pulgadas con sectores de 4096 bytes.

En 2010 IDEMA completó el estándar de Advanced Format (Formato Avanzado) para 4096 unidades sectoriales, fijando la fecha de transición de los sectores de 512 a 4096 bytes en enero de 2011 para todos los fabricantes, y las unidades de Formato Avanzado pronto se hicieron las dominantes.

Esta imagen, tomada de Wikipedia, muestra la eficiencia del nuevo formato.
Esta imagen, tomada de Wikipedia, muestra la eficiencia en el formato de la unidad de disco duro con tecnología Advanced Format 4K y ECC distribuido. Licencia CC


Para más información sobre este tema leer: Advanced Format.


Sectores vs bloques

Mientras que el sector significa específicamente el área física del disco, el término bloque se ha utilizado vagamente para referirse a un pequeño pedazo de datos. El bloque tiene múltiples significados dependiendo del contexto. En el contexto del almacenamiento de datos, un bloque de sistema de archivos es una abstracción sobre sectores de disco que posiblemente abarque múltiples sectores.

En otros contextos, puede ser una unidad de un flujo de datos o una unidad de operación para una utilidad. Por ejemplo, el programa Unix dd permite establecer el tamaño de bloque a utilizar durante la ejecución con el parámetro bs=bytes. Esto especifica el tamaño de los trozos de datos tal y como son entregados por dd, y no está relacionado con los sectores o bloques del sistema de archivos.

En Linux, el tamaño del sector del disco se puede determinar con fdisk -l | grep "Tamaño del sector" y el tamaño del bloque se puede determinar con blockdev --getbsz /dev/sda


Sectores de disco y tamaño de la unidad de asignación

Al formatear un disco duro, ya sea usando las herramientas básicas de Windows o a través de una herramienta de particionado de disco libre, puede definir un tamaño de unidad de asignación personalizado (AUS). Esto esencialmente le dice al sistema de archivos cuál es la porción más pequeña del disco que se puede usar para almacenar datos.

Por ejemplo, en Windows, puede elegir formatear un disco duro en cualquiera de los siguientes tamaños: 512, 1024, 2048, 4096, o 8192 bytes, o 16, 32, o 64 kilobytes.

Supongamos que tiene un archivo de documento de 1 MB (1.000.000 bytes). Puede almacenar este documento en algo como un disquete que almacena 512 bytes de información en cada sector, o en una unidad de disco duro que tenga 4096 bytes por sector. Realmente no importa cuán grande es cada sector, sino sólo cuán grande es el dispositivo completo.

La única diferencia entre el dispositivo cuyo tamaño de asignación es de 512 bytes y el de 4096 bytes (o 1024, 2048, etc.), es que el archivo de 1 MB debe abarcar más sectores del disco que en el dispositivo 4096. Esto se debe a que 512 es más pequeño que 4096, lo que significa que pueden existir menos "piezas" del archivo en cada sector.

En este ejemplo, si el documento de 1 MB se edita y ahora se convierte en un archivo de 5 MB, esto supone un aumento de tamaño de 4 MB. Si el archivo se almacena en la unidad de disco usando el tamaño de unidad de asignación de 512 bytes, partes de ese archivo de 4 MB se extenderán por el disco duro a otros sectores, posiblemente en sectores más alejados del grupo original de sectores que contienen los primeros 1 MB, causando algo llamado fragmentación.

Sin embargo, usando el mismo ejemplo que antes pero con el tamaño de la unidad de asignación de 4096 bytes, menos áreas del disco contendrán los 4 MB de datos (porque cada tamaño de bloque es mayor), creando así un grupo de sectores que están más cerca entre sí, minimizando la probabilidad de que ocurra fragmentación.

En otras palabras, un AUS más grande generalmente significa que es más probable que los archivos permanezcan más juntos en el disco duro, lo que a su vez resultará en un acceso más rápido al disco y un mejor rendimiento general del equipo.


Sector de disco dañado

Uno o más sectores dañados físicamente del disco duro pueden ocurrir por golpes que ha recibido este o por el simple uso. Un corte de energía eléctrica repentino ya no daña los disco duros modernos, como sí podía ocurrir con los antiguos de los 90.

Si hay sectores defectuosos estos pueden ser marcados como tales por aplicaciones de escaneo del disco duro (scandisk de Windows lo hace), para que no sean usados.

De todas maneras que haya sectores defectuosos no es buena señal para un disco duro y se sugiere comprar uno nuevo.


Terminología relacionada

Advanced Format




Fuentes:
Wikipedia
Lifewire

Citar la definición:
Alegsa.com.ar (2019). Definición de Sector de disco - ALEGSA © 2019-06-04 url: http://www.alegsa.com.ar/Dic/sector de disco.php


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Esquema gráfico de un sector de disco de almacenamiento
En la imagen se aprecia un sector de disco (clúster) de almacenamiento.

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