Master boot record, subdirectorios, sistema de archivo

MASTER BOOT RECORD
Un master boot record (MBR) es el primer sector ("sector cero") de un dispositivo de almacenamiento de datos, como un disco duro. A veces, se emplea para el arranque del sistema operativo con bootstrap, otras veces es usado para almacenar una tabla de particiones y, en ocasiones, se usa sólo para identificar un dispositivo de disco individual, aunque en algunas máquinas esto último no se usa y es ignorado.
En la práctica, el MBR casi siempre se refiere al sector de arranque de 512 bytes, o el partition sector de una partición para ordenadores compatibles con IBM. Debido a la amplia implantación de ordenadores PC clónicos, este tipo de MBR se usa mucho, hasta el punto de ser incorporado en otros tipos de ordenador y en nuevos estándares multi-plataforma para el particionado y el arranque.



Cuando un dispositivo de almacenamiento de datos se ha particionado con un esquema de tabla de particiones del MBR (por ejemplo el esquema convencional de particionado de IBM PC), el MBR contiene las entradas primarias en la tabla de particiones. Las entradas de particiones secundarias se almacenan en registros de particiones extendidas, etiquetas de disco BSD, y particiones de metadatos del Logical Disk Manager que son descritas por esas entradas de particiones primarias.
Por convención, hay exactamente cuatro entradas de particiones primarias en el esquema de la Tabla de Particiones, aunque en algunos sistemas (pocos) se ha extendido ese número a cinco u ocho.4
Cuando un dispositivo de almacenamiento de datos se ha particionado con Tabla de Particiones GUID, el Master Boot Record no contiene la tabla de particiones (aunque contiene modelos de estructuras de datos, una protección del MBR frente a programas que sólo entienden el esquema de la Tabla de Particiones del MBR para que no creen particiones en el disco) y se usa poco debido a lo que puede afectar al particionado de disco.
El código convencional del MBR espera que se use el esquema de la Tabla de Particiones del MBR, y escanea la lista de entradas de particiones (primarias) en la tabla de particiones buscando una que esté marcada con active flag. Luego carga y ejecuta el Volume Boot
Record para esa partición (así que el Master Boot Record, como otros sectores de arranque,
es un blanco para los virus que infectan el sector de arranque).
El código del MBR, modificado por algunos gestores de arranque, puede realizar una serie de tareas que son distintas según el gestor de arranque. Por ejemplo, en algunos gestores, ese código carga el resto del código del gestor de arranque desde la primera pista del disco
(que es espacio libre no asignado a ninguna partición de disco) y lo ejecuta. En otros, usa una tabla de posiciones de disco, que se encuentra en el mismo espacio que el código, para localizar el código del resto del gestor de arranque y poder cargarlo y ejecutarlo. Ambas formas tienen problemas. La primera confía en el comportamiento (que no es el mismo en todas) de las utilidades de particionado de disco y la segunda requiere que la tabla de posiciones de disco se actualice una vez se hayan hecho los cambios para localizar el resto del código.
En los ordenadores que no usan procesadores IA-32, o en ordenadores que usan el esquema de la Tabla de Particiones GUID, ese esquema no es correcto, y el MBR no se utiliza en el arranque del sistema. En su lugar el firmware es capaz de entender directamente el esquema de particionado GPT y el formato de sistema de ficheros FAT, de modo que carga y ejecuta programas guardados como ficheros en la Partición del Sistema. El MBR, por tanto, no interviene en absoluto en el arranque del sistema (excepto indirectamente, en la medida en que podría contener la tabla de particiones si se ha usado el esquema de la Tabla de Particiones del MBR).
MBR e identificación de los discos
Además del código del arranque y la tabla de particiones, hay un tercer campo que puede estar contenido en un MBR: la firma del disco (de Windows NT). Tiene 32 bits para identificar unívocamente el hardware de disco (no confundir con la unidad de disco — no tienen por qué ser lo mismo en discos duros extraíbles).
La firma del disco fue introducida por Windows NT 3.5, pero actualmente la usan varios sistemas operativos, incluida las versiones de la 2.6 en adelante del kernel de Linux. Windows NT usa la firma del disco como un índice en su registro, donde guarda la relación entre particiones y letras de disco. También lo usa en el fichero boot.ini para indicar las particiones con marca bootable en Windows NT.5 Linux usa la firma del disco al arrancar para determinar la posición del volumen de arranque
Consideraciones en la programación
Se asume que el sistema que se está programando usa un esquema MBR para BIOS, como se ha indicado antes, y la BIOS del sistema localiza un MBR válido en un disco particionado
durante la secuencia de arranque (boot sequence). Como se ha visto antes, el código convencional del MBR carga y ejecuta el código del Volume Boot Record del sistema operativo (o bootloader) que se encuentra al principio de la partición activa. El MBR puede asumir simplemente que la partición activa del disco actual es desde la que se arranca o, alternativamente, puede programarse como un MBR de Arranque dual. Un MBR de arranque dual debe interactuar con el usuario para determinar desde qué partición de disco se arranca y tiene que pasarle el control al MBR de otro disco duro.
La BIOS cargará el primer MBR válido que encuentre hacia la dirección física hexadecimal
0x7C00, y salta a esa dirección. Parte de los 512 bytes del sector se reserva para la tabla de particiones y otra información (ver la tabla), así que el código del programa debe ser tan pequeño como para caber en poco más de 400 bytes de memoria. El código debe comunicarse con el usuario, examinar la tabla de particiones, o realizar tareas de gestión como activar la línea A20, o cambiar a modo irreal desde modo real. Eventualmente, el MBR necesitará realizar su tarea y cargar el programa que hará la siguiente fase del arranque, usando la llamada de la BIOS INT 13.
En DR DOS 6 (y posiblemente otras versiones), el programa FDISK tiene una opción para reescribir el MBR ("Re-write Master Boot Record"). Cuando se ejecuta con esa opción se guarda el antiguo MBR en OLDMBR.BIN, que puede ser copiado en un disquete para que FDISK intente restaurar el MBR original desde él, en caso de necesidad.
Arranque
Computadora en fase de arranque.
La secuencia de arranque, (boot o booting en inglés) es el proceso que inicia el sistema operativo cuando el usuario enciende una computadora. Se encarga de la inicialización del sistema y de los dispositivos.
Cargador de arranque
Un cargador de arranque (boot loader en inglés) es un programa sencillo (que no tiene la totalidad de las funcionalidades de un sistema operativo) diseñado exclusivamente para preparar todo lo que necesita el sistema operativo para funcionar. Normalmente se utilizan
los cargadores de arranque multietapas, en los que varios programas pequeños se suman los unos a los otros, hasta que el último de ellos carga el sistema operativo.
En los ordenadores modernos, el proceso de arranque comienza con la CPU ejecutando los programas contenidos en la memoria ROM en una dirección predefinida (se configura la CPU para ejecutar este programa, sin ayuda externa, al encender el ordenador).
Cargador de arranque de segunda-etapa
Este programa contiene funcionalidades rudimentarias para buscar unidades que se puedan seleccionar para participar en el arranque, y cargar un pequeño programa desde una sección especial de la unidad más prometedora. El pequeño programa no es, en sí mismo, un sistema operativo sino, simplemente, un cargador de arranque de segundo nivel, como Lilo_(Linux) o Grub, que es capaz de cargar el sistema operativo propiamente dicho y, finalmente, transferirle el control. El sistema se auto-iniciará y puede cargar los controladores de dispositivos y otros programas que son necesarios para el normal funcionamiento del sistema operativo.
El proceso de arranque se considera completo cuando el ordenador está preparado para contestar a los requerimientos del exterior. El típico ordenador moderno arranca en, aproximadamente, un minuto (del cual, 15 segundos son empleados por los cargadores de arranque preliminares y, el resto, por el cargador del sistema operativo), mientras que los grandes servidores pueden necesitar varios minutos para arrancar y comenzar todos los servicios; para asegurar una alta disponibilidad, ofrecen unos servicios antes que otros.
La mayoría de los sistemas empotrados deben arrancar casi instantáneamente, por ejemplo, esperar un minuto para poder ver la TV se considera inaceptable. Por ello, tienen el sistema operativo en la ROM o memoria flash, gracias a lo que pueden ser ejecutados de forma casi instantánea.
La tabla de particiones está alojada en el MBR ( del inglés Master Boot Record) a partir del byte 446 del sector de arranque y ocupa 64 bytes, contiene 4 particiones (de 16 bytes cada una), llamadas particiones primarias, cada registro ocupa 16 bytes en ese registro se almacena todo lo relacionado con la partición, si es arrancable, si no lo es, el formato, el tamaño y el sector de inicio.

Sistema de archivos
(Redirigido desde Sistemas de archivos)
Los sistemas de archivos (filesystem en inglés), estructuran la información guardada en una unidad de almacenamiento (normalmente un disco duro) de una computadora, que luego será representada ya sea textual o gráficamente utilizando un gestor de archivos. La mayoría de los sistemas operativos poseen su propio sistema de archivos.
Lo habitual es utilizar dispositivos de almacenamiento de datos que permiten el acceso a los datos como una cadena de bloques de un mismo tamaño, a veces llamados sectores, usualmente de 512 bytes de longitud. El software del sistema de archivos es responsable de la organización de estos sectores en archivos y directorios y mantiene un registro de qué sectores pertenecen a qué archivos y cuáles no han sido utilizados. En la práctica, un sistema de archivos también puede ser utilizado para acceder a datos generados dinámicamente, como los recibidos a través de una conexión de red (sin la intervención de un dispositivo de almacenamiento).
Los sistemas de archivos tradicionales proveen métodos para crear, mover, renombrar y eliminar tanto archivos como directorios, pero carecen de métodos para crear, por ejemplo, enlaces adicionales a un directorio o archivo (enlace duro en Unix) o renombrar enlaces padres (".." en Unix).
El acceso seguro a sistemas de archivos básicos puede estar basado en los esquemas de lista de control de acceso o capacidades. Las listas de control de acceso hace décadas que
demostraron ser inseguras, por lo que los sistemas operativos experimentales utilizan el acceso por capacidades. Los sistemas operativos comerciales aún funcionan con listas de control de acceso.
Rutas y nombre de archivos
Generalmente un sistema de archivos tiene directorios que asocian un nombre de archivo a cada archivo, usualmente conectando el nombre de archivo a un índice en una tabla de asignación de archivos de algún tipo —como FAT en sistemas de archivos MS-DOS o los inodos de los sistemas Unix—.
Normalmente los archivos y carpetas se organizan jerárquicamente
La estructura de directorios suele ser jerárquica, ramificada o "en árbol", aunque en algún caso podría ser plana. En algunos sistemas de archivos los nombres de archivos son estructurados, con sintaxis especiales para extensiones de archivos y números de versión. En otros, los nombres de archivos son simplemente cadenas de texto y los metadatos de cada archivo son alojados separadamente.
En los sistemas de archivos jerárquicos, usualmente, se declara la ubicación precisa de un archivo con una cadena de texto llamada "ruta" —o path en inglés—. La nomenclatura para rutas varía ligeramente de sistema en sistema, pero mantienen por lo general una misma estructura. Una ruta viene dada por una sucesión de nombres de directorios y subdirectorios, ordenados jerárquicamente de izquierda a derecha y separados por algún carácter especial que suele ser una barra ('/') o barra invertida ('\') y puede terminar en el nombre de un archivo presente en la última rama de directorios especificada.
Ejemplo de 'ruta' en un sistema Windows
Un ejemplo análogo en un sistema de archivos de Windows(específicamente en
Windows XP) se vería como:
C:\Documents and Settings\pedro\Mis Documentos\Mi música\canción.ogg
donde:
'C:\' es la unidad de almacenamiento en la que se encuentra el archivo.
'Documents and Settings\pedro\Mis Documentos\Mi música\' es la ruta del archivo.
'canción.ogg' es el nombre del archivo.
'.ogg' es la extensión del archivo, este elemento, parte del nombre, es especialmente relevante en los sistemas Windows, ya que sirve para identificar qué aplicación está asociada con el archivo en cuestión, es decir, con qué programa se puede editar o reproducir el archivo.
Tipo de sistemas de archivos
Sistemas de archivos de disco
Un sistema de archivo de disco está diseñado para el almacenamiento de archivos en una unidad de disco, que puede estar conectada directa o indirectamente a la computadora.
En realidad, la elección de un sistema de archivos depende en primer lugar del sistema operativo que esté usando. Generalmente, cuanto más reciente sea el sistema operativo, mayor será el número de archivos que admita. Por esto, se necesita contar con FAT16 en DOS y en las primeras versiones de Windows 95. Empezando por Windows 95 OSR2, usted puede elegir entre los sistemas de archivos FAT16 y FAT32. Si el tamaño de la partición es mayor a 2GB, se excluyen los sistemas de archivos FAT y usted necesitará usar el sistema FAT32 (o modificar el tamaño de la partición).
Por debajo de este límite, se recomienda FAT16 para particiones con una capacidad menor a 500Mb. De lo contrario, es preferible usar FAT32.
En el caso de Windows NT (hasta la versión 4) usted puede elegir entre el sistema FAT16 y NTFS. No se admite FAT32. Por lo general, se recomienda el sistema NTFS ya que brinda una mayor seguridad y un mejor rendimiento que el sistema FAT. Actualmente, Microsoft recomienda el uso de una partición de tipo FAT pequeña (de entre 250 y 500MB) para el sistema operativo, para poder iniciar el sistema desde un disquete DOS de arranque en caso de que ocurra una catástrofe, y el uso de una segunda partición para almacenar sus datos.
En Windows NT5, hay muchas más opciones ya que acepta particiones FAT16, FAT32 y NTFS. Nuevamente, se recomienda el sistema de archivos más reciente
(NTFS 5), ya que ofrece muchas más opciones que los sistemas FAT. Por las mismas razones mencionadas anteriormente, aún puede elegir una partición del tipo FAT.


Sistemas de archivos de red
Un sistema de archivos de red es un sistema de archivos que accede a sus archivos a través de una red. Dentro de esta clasificación encontramos dos tipos de sistemas de archivos: los sistemas de archivos distribuidos (no proporcionan E/S en paralelo) y los sistemas de archivos paralelos (proporcionan una E/S de datos en paralelo).
INSTRUCTOR - SENA
ING. IVAN SAMBONI GOMEZ
MANTENIMIENTO DE COMPUTADORES