Glosario¶

Este glosario recoge conceptos clave relacionados con UEFI, BIOS, particiones, sistemas de archivos y arranque, con explicaciones ampliadas, ejemplos y diagramas simplificados.

Arranque¶

El arranque es el proceso por el cual un ordenador pasa de estar apagado a ejecutar un sistema operativo.
Incluye varias fases:

POST (Power-On Self Test): comprobaciones de hardware (RAM, CPU, dispositivos básicos).
Firmware (BIOS/UEFI): inicializa hardware y busca un medio de arranque válido.
Gestor de arranque: programa que indica qué sistema operativo o kernel cargar.
Carga del kernel: el sistema operativo toma el control del hardware.

1	`[Encendido] → [POST] → [Firmware] → [Gestor de arranque] → [Kernel] → [Sistema operativo]`

Ejemplo: En un PC moderno con UEFI, el firmware busca en la partición EFI (ESP) un archivo .efi (por ejemplo, grubx64.efi) y lo ejecuta.

BCD (Boot Configuration Data)¶

El BCD es la base de datos de configuración de arranque de Windows, que sustituye al antiguo boot.ini.
Se guarda en la partición EFI (ESP) y es gestionado por Windows Boot Manager.

Herramientas: - bcdboot: genera los ficheros de arranque.

bcdboot C:\Windows /s S: /f UEFI

- bcdedit: permite inspeccionar y modificar las entradas del BCD.

Ejemplo de consulta con bcdedit:

Windows Boot Loader
-------------------
identifier              {current}
device                  partition=C:
path                    \Windows\system32\winload.efi
description             Windows 10

BIOS¶

La BIOS (Basic Input/Output System) es el firmware tradicional en PCs (desde 1975).
Funciones principales: - Inicializa el hardware.
- Localiza un dispositivo de arranque.
- Carga el MBR y transfiere el control.

Limitaciones: - Máx. discos de 2 TB (por usar direcciones de 32 bits en MBR).
- Solo 4 particiones primarias.
- Interfaz básica y lenta.

Ejemplo visual de arranque BIOS:

1	`[BIOS] → [MBR (primer sector de disco)] → [Bootloader] → [Sistema operativo]`

Bootloader (Cargador de arranque)¶

Un bootloader es un programa muy pequeño que se ejecuta al inicio del ordenador. Carga el núcleo del sistema operativo (kernel) en memoria y le da el control. Se encuentra en el primer sector del disco (MBR) o en la partición EFI (UEFI).

Es común que, al ser un código muy pequeño, el bootloader cargue un segundo bootloader más completo (como GRUB2) al que se suele llamar gestor de arranque y que permita seleccionar entre varios sistemas operativos, entre otras cosas. Esta estructura de dos fases es típica en sistemas BIOS/MBR.

Así, el gestor de arranque puede tener sus propios bootloaders para cada sistema operativo instalado que ya cargan el kernel correspondiente.

De modo que, por precisar, se va distinguir entre cargador (muy pequeño y directo para cargar un kernel o similar) y gestor de arranque (más completo).

Estructrura típica en MBR:

+---------------------------+
| Primer sector del disco   |
| (512 bytes)               |
+---------------------------+
| Código de arranque        | <- Bootloader
+---------------------------+
| Tabla de particiones      | <- Máx. 4 entradas
+---------------------------+
    │
    ▼
Partición activa / Núcleo del SO
    │
    ▼
Sistema operativo cargado

Flujo de arranque:

La BIOS/UEFI lee el primer sector del disco.
Localiza y ejecuta el bootloader.
El bootloader analiza la tabla de particiones o la partición EFI.
Carga el núcleo del sistema operativo (o el de un gestor de arranque) en memoria y transfiere el control.

EFI (Extensible Firmware Interface)¶

Desarrollada por Intel en 2000 para Itanium, reemplazó la BIOS clásica.
Ventajas frente a BIOS: - Soporte para discos grandes (GPT).
- Entorno modular y extensible.
- Drivers cargables en tiempo de arranque.

Ejemplo: Apple usó EFI antes de la estandarización como UEFI.

ESP (EFI System Partition)¶

La partición del sistema EFI (ESP) es obligatoria en discos con GPT para sistemas que usen UEFI.

Características: - Formato: FAT32.
- Tamaño habitual: 100-550 MB.
- Contiene bootloaders, drivers y ficheros .efi.

Ejemplo de estructura de ESP:

/EFI
 ├── Microsoft/Boot/bootmgfw.efi
 ├── Boot/bootx64.efi
 └── grub/grubx64.efi

Estructura de un disco¶

Un disco (HDD o SSD) se organiza en unidades jerárquicas de almacenamiento que permiten al sistema operativo gestionar la información.

A grandes rasgos:

Sector: unidad física mínima que gestiona el disco (512B o 4K).
Bloque / Clúster: agrupación de sectores utilizada por el sistema de archivos (ej. 4K, 8K, 64K).
Pista y cilindro (en HDD): divisiones físicas circulares en los platos de un disco duro.
Archivo: se construye combinando varios bloques o clústeres.

Esquema global

Disco
├── Platos (en HDD) o chips NAND (en SSD)
│ └── Pistas → Sectores (512B / 4K)
│
└── Sistema de Archivos
└── Bloques o Clústeres (agrupan sectores)
└── Archivos y directorios

Imagen	Explicación
	- A: una pista del disco - B: un sector geométrico - C: un sector de una pista - D: un grupo de sectores o clúster

Idea clave:

El sector es la pieza más pequeña (el “ladrillo”).
Los bloques o clústeres son conjuntos de sectores (la “pared”).
Los archivos se almacenan usando múltiples bloques (el “edificio”).

Firmware UEFI¶

Es la implementación del estándar UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) que está codificada y almacenada en un chip de memoria no volátil (flash ROM) en la placa base del ordenador.

Formato / Formatear¶

Formatear es preparar una unidad o partición para almacenar datos creando un sistema de archivos.

El formato determina la estructura de almacenamiento, compatibilidad y características del sistema de archivos.

Formatear una partición con ext4 en Linux:
1
mkfs.ext4 /dev/sda2
Ejemplo: Formatear una partición con FAT32 en Linux:
1
mkfs.fat -F32 /dev/sda1
Formatear una partición con NTFS en Windows:
1
format D: /FS:NTFS

Gestor de arranque¶

Un gestor de arranque permite seleccionar y cargar sistemas operativos.

Ejemplos:

GRUB2: usado en Linux.
Windows Boot Manager: carga Windows.
rEFInd: alternativo y multiplataforma.

Ejemplo visual:

1	`UEFI → grubx64.efi → menú de GRUB → elegir Ubuntu → cargar kernel Linux`

GPT (GUID Partition Table)¶

Tabla de particiones moderna, usada con UEFI.

Características:

Identifica particiones con GUID (identificadores únicos).
Soporta discos de hasta 9.4 ZB.
Hasta 128 particiones en Windows (sin necesidad de particiones extendidas).

Ejemplo visual de disco GPT (3 particiones):

1	`[ ESP \| Partición Linux \| Partición Datos ]`

LBA (Logical Block Addressing)¶

Internamente un disco está dividido en areas llamadas sectores (normalmente 512 bytes o 4K).

Cada sector tiene una dirección única (un número) que permite al sistema operativo leer o escribir datos en esa ubicación específica.

Antes se usaba el sistema CHS (Cylinder-Head-Sector) para direccionar sectores y que se expresaban con 24 bits, lo que da lugar a limitaciones para discos grandes (típicamente, no podía usarse con discos de más de 2TB).

LBA es el método de direccionamiento que usa bloques lógicos en lugar de sectores físicos y permite superar las limitaciones de tamaño de disco (más allá de los 2 TB). El direccionamiento se hace típicamente con 64 bits, lo que permite un límite teórico de 8 Zettabytes (ZB).

Así, tanto el firmware como sistema operativo interpretan las direcciones LBA como bloques lógicos, no como sectores físicos. Los bloques se numeran secuencialmente desde LBA 0 hasta LBA N-1 (donde N es el número total de bloques). Por ejemplo: LBA 0, LBA 1, LBA 2, etc.

MBR (Master Boot Record)¶

Tabla de particiones tradicional usada con BIOS.

Características: - Usa 32 bits → discos hasta 2 TB.
- 4 particiones primarias.
- Primer sector del disco (512 bytes) contiene: código de arranque + tabla de particiones.

Ejemplo visual de disco MBR:

1	`[ MBR \| Partición 1 \| Partición 2 \| Partición 3 \| Partición 4 ]`

Nota

De los 512 bytes, el código de arranque ocupa 446 bytes y la tabla de particiones ocupa 64 bytes.

NVRAM (Non-Volatile Random-Access Memory)¶

La NVRAM es una pequeña memoria no volátil, típicamente ubicada en la placa base, que guarda la configuración del firmware UEFI.

Su función clave es almacenar las entradas de arranque: un nombre de entrada y la ubicación del fichero .efi correspondiente.

Estas entradas pueden ser gestionadas con distintas herramientas como efibootmgr (GNU/Linux) o bcdedit (Windows).

Ejemplos de entradas almacenadas en NVRAM:

Nombre de entrada	Ubicación en la ESP
Windows Boot Manager	\EFI\Microsoft\Boot\bootmgfw.efi
Ubuntu	\EFI\ubuntu\grubx64.efi

Partición¶

Una partición es una división lógica de un disco físico.
Permite tener distintos sistemas operativos o separar datos.

Ejemplo:

Disco de 1 TB:
- 200 GB → Windows (Típicamente NTFS)
- 200 GB → Linux (Típicamente ext4)
- 600 GB → Datos compartidos (Típicamente exFAT o NTFS)

Sistema de archivos¶

El sistema de archivos define cómo se organizan y almacenan los datos dentro de una partición.

Ejemplos:
- FAT32: usado en ESP (partición EFI) por compatibilidad.
- NTFS: Windows.
- ext4: Linux.

Diagrama simplificado de un archivo en un FS:

1 2	`[Tabla de inodos] → [Bloques de datos] archivo.txt → apunta a → bloque #123, bloque #124...`

Sistema de arvhivo virtual EFIVARFS¶

EFIVARFS es un sistema de archivos virtual en Linux que expone las variables EFI almacenadas en la NVRAM del sistema UEFI.

El kernel de Linux utiliza este sistema de archivos para permitir que utilidades como efibootmgr puedan leer, escribir y modificar las variables de configuración del firmware UEFI.

Se monta típicamente en /sys/firmware/efi/efivars/ y cada variable EFI se representa como un archivo individual dentro de este directorio.

Unidad¶

El término unidad puede referirse a:

Un dispositivo físico de almacenamiento (ej. disco duro, SSD, pendrive).
Una partición lógica identificada por el sistema operativo (ej. C:, /dev/sda1).

Ejemplo en Linux:

1 2	`Dispositivo físico: /dev/sda Particiones: /dev/sda1, /dev/sda2`

Ejemplo en Windows:

1
2
3

Disco físico 0
  C: → Sistema
  D: → Datos

UEFI (Unified Extensible Firmware Interface)¶

Estandarización de EFI (2005 en adelante).
Especificación que reemplaza BIOS con un entorno modular y moderno.

Características:
- Interfaz gráfica posible (mouse y drivers).
- Soporte para GPT.
- Entorno de prearranque con aplicaciones .efi.

Ejemplo: instalar Linux en modo UEFI requiere crear una partición ESP.

Variables EFI¶

Son una colección de pares clave-valor almacenados en la NVRAM del sistema UEFI que almacenan ajustes de configuración del firmware y del proceso de arranque. Por ejemplo:

BootOrder: define el orden de las entradas de arranque.
BootXXXX: entradas individuales que apuntan a archivos .efi en la ESP.

Tanto bcdedit (Windows) como efibootmgr (Linux) acceden y modifican estas variables para manipular el proceso de arranque. En los sistemas GNU/Linux, estas variables EFI se exponen a través del un sistema de archivos virtual de tipo efivarfs montado típicamente en /sys/firmware/efi/efivars/.

📅 Documento escrito el 01/10/2025 · Última revisión: 31/10/2025 · Versión: v1.0