Как узнать геометрию образа диска
Обновлено: 06.07.2024
Достался брендовый системник на Socket 4 с Pentium 60 на борту.
IDE в нем не предусмотрено в принципе, есть только SCSI 50pin. Винт с ним достался вышеупомянутый Seagate ST3610N.
Проблема вся в том, что биос матери не умеет делать автодетект (хоть и 94г.), среди заложенных настроек нужных нет.
Вопрос: как определить параметры этого винта? На этикетках нигде они не указаны.
Вклад в сообщество
Вклад в сообщество
Либо я что-то не понимаю, либо в TH99 неполные сведения.
Есть только:
Cylinders 1827
Heads 7
Bytes/Sector 512
Параметров Sector/track и Landing Zone нет
Вклад в сообщество
Меня, правда, несколько смущает "AVERAGE SECTORS PER TRACK ________________79 rounded down", т.е. там что ли может быть разное количество секторов на трек?А Landing Zone у него можно не указывать или поставить, к примеру, количество_цилиндров+1.
Вклад в сообщество
Fasterpast писал(а): А в CHS разве больше 504мб "влезало"?Конечно. Органичение в 504Mb вылезает из за одновременного "наложения" двух органичений - IDE (без LBA) и BIOS INT13 (без трансляции). На SCSI такого вобщем не было, только в очень древних контроллерах с кривым BIOS.
uav1606 У SCSI прямая посекторная адресация, ему без разницы как его BIOS разрежет, "вдоль" или "поперек". Главное чтобы не превышало число секторов на диске: 1046205. Большинство SCSI контроллеров для такого диска поставят H=32, S=63, тогда получается 1046205/(32*63)=518 дорожек. При этом 1046205-(518*32*63)=1917 секторов будут "потеряны" из за разбиения.
Вполне. Зонирование появилось именно на scsi-винчах. Чем ближе ко шпинделю, тем меньше секторов на дорожке, ибо длина её меньше, порой - втрое.
Landing Zone у винча может не быть, из-за автопарковки, например. Тогда ставится в биосе либо "-1", либо 65535, зависит от биоса. Новые понимают -1, старые принимают ключ "65535" как отсутствие значения.
То-ж и со параметром Write Precompensation. 65535 ему назначить. У сказёвых винчей сей параметр неактуален, управляется контроллером автоматически, если вообще используется.
Лучший способ - подцепить сей винч на относительно современный "адаптек" контроллер, автодетектировать и расформатировать на нём. На весь объём, даже если он выползет за барьер 512М. Тогда любою прогой поглядеть геометрию винча и записать её на стикере на самом винче.
Данные с винча наверняка будут потеряны. Если там нечто важное - сперва сделай бекап.
Внутри диска обычно находится целый пакет пластин, расположенных одна над другой, поэтому дорожки можно представить как цилиндр (Cylinder – C). Поверхность каждой стороны каждой пластины обслуживает отдельная головка (Head – H). Любой диск можно условно разделить на сектора (Sector – S). Таким образом, если представлять, что в одном секторе записан один блок данных, этот блок всегда можно указать сочетанием трех «адресов»: номера цилиндра, номера головки и номера сектора – сокращенно CHS (рис. 2.3). Чтобы прочитать или записать определенный блок данных, достаточно сообщить контроллеру жесткого диска эти три значения – головки перейдут на нужный цилиндр, а когда под ними окажется необходимый сектор, определенная головка прочитает или запишет информацию. Чтобы сообщить BIOS размер жесткого диска и то, как к нему следует обращаться, достаточно привести всего три значения: число цилиндров, головок и секторов на этом диске. Размер каждого сектора всегда неизменен – 512 байтов. Такая адресация называется адресацией CHS. Она является наиболее старой, стандартной и универсальной. Ее называют геометрией жесткого диска.
Рис. 2.3. Цилиндры, головки и сектора
В начале использования жестких дисков их емкость ограничивалась десятками мегабайтов, поэтому речь шла действительно о настоящих физических дорожках (цилиндрах), головках и секторах. Со временем плотность записи на каждой пластине возросла во много раз, и контроллеры жестких дисков научилась пересчитывать эти параметры и представлять BIOS совершенно условную конфигурацию диска, где, например, головок в четыре раза больше, а цилиндров в четыре раза меньше, чем имеется в действительности. Произведение всех трех величин всегда остается таким, каким оно является в действительности. Причиной, которая заставила отойти от реальной, физической геометрии, стала сама история развития компьютерной техники. То производители винчестеров опережали в своих разработках создателей контроллеров IDE и BIOS материнских плат, то наоборот. Поиски совместимости и компромиссов привели к тому, что сегодня отображаемое число цилиндров, головок и секторов винчестера никак не соответствует настоящему устройству гермоблока. У современных дисков даже число секторов может быть переменной величиной. Дорожки, расположенные ближе к центру диска, разбиты на меньшее, а находящиеся на периферии – на большее количество секторов.
Адресация ECHS (Extended CHS), или Large, – дальнейшее развитие адресации CHS. Иначе ее называют «фиктивной адресацией» – число цилиндров, головок и секторов назначается изготовителем винчестера совершенно произвольно и записывается в CMOS контроллера.
Наряду с трехмерной адресацией CHS была придумана адресация логических блоков LBA – Logical Block Adress. С одной стороны, при этом типе адресации данные считываются логическими блоками, состоящими из нескольких секторов. Соответственно, число цилиндров делается меньше, а головок – больше, чем в действительности. С другой стороны, эта адресация линейная: каждому логическому блоку присваивается порядковый номер LBA. За нулевой принимается блок, который начинается с первого сектора нулевой головки нулевого цилиндра. Далее номера блоков определяются по формуле:
LBA = (CYL ? HDS + HD) ? SPT + SEC – 1,
где CYL, HD, SEC – номера цилиндра, головки и сектора в пространстве CHS; HDS – количество головок; SPT – количество секторов на дорожке.
Примечание
Блоки, цилиндры и дорожки нумеруются, начиная с нуля, а сектора – с первого номера. Такая нумерация сложилась исторически.
Современные винчестеры, как правило, поддерживают все три типа адресации, а выбор используемого типа остается за BIOS материнской платы. Если в настройках BIOS выбран один из типов адресации, то винчестер за счет внутренней обработки и преобразования данных представляется контроллеру именно таким образом. Если взять три возможные конфигурации одного и того же диска, можно убедиться, что произведение CxHxS остается во всех трех случаях практически неизменным, а умноженное на размер сектора (512 байтов), оно составляет как раз емкость винчестера.
Нужно помнить, что ни число головок, ни количество физических секторов на «блинах» внутри гермоблока от выбора той или иной адресации не меняется. Электроника винчестера (его микропрограмма) «создает» несуществующие головки и соответствующим образом «подставляет» под них сектора и цилиндры. Этот процесс называют трансляцией адресов, а таблица трансляции обычно хранится во flash-памяти на плате электроники, но может быть записана и на скрытых служебных дорожках.
Если предложить контроллеру автоматически выбрать тип адресации, то он выберет CHS – универсальную адресацию. Если, как было сказано ранее, позволить BIOS выбирать настройки автоматически (auto), то адресация жестких дисков, как правило, происходит именно в CHS.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРес
17.5.2. Адресация IPv4
17.5.2. Адресация IPv4 Соединения IPv4 представляют собой кортеж из 4-х элементов (локальный хост, локальный порт, удаленный хост, удаленный порт). До установки соединения необходимо определить каждую его часть. Элементы локальный хост и удаленный хост являются IPv4-адресами.
17.5.3. Адресация IPv6
Адресация на базе возможностей
Адресация на базе возможностей Системный указатель может также содержать сведения о типе операций, которые выполнимы над объектом. Обычно, такая информация называется полномочиями (authority). Указатель, содержащий адрес объекта и полномочия, называется возможностью
Адресация
Адресация Каждый IP-адрес можно представить состоящим из двух частей: адреса (или идентификатора) сети и адреса хоста в этой сети. Существует пять возможных форматов IP-адреса, отличающихся по числу бит, которые отводятся на адрес сети и адрес хоста. Эти форматы определяют
А.4. Адресация IPv4
А.4. Адресация IPv4 Адреса IPv4 состоят из 32 разрядов и обычно записываются в виде последовательности из четырех чисел в десятичной форме, разделенных точками. Такая запись называется точечно-десятичной. Первое из четырех чисел определяет тип адреса (табл. А.1). Исторически
А.5. Адресация IPv6
3.6.1. Адресация в Linux
3.6.1. Адресация в Linux Основным для Linux является ставший стандартом для Интернета протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol, протокол управления передачей/протокол Интернета), который уже установлен, и достаточно его только настроить. Если вы еще не встречались с этим
2.3.1. Что такое "геометрия диска"?
2.3.1. Что такое "геометрия диска"? Как вы знаете, жесткие диски представляют собой несколько пластин с магнитным покрытием, расположенных на одной оси и вращающихся с большой скоростью. Считывание/запись информации осуществляется с помощью головок диска, расположенных
Глава 5 Именование и адресация
Глава 5 Именование и адресация 5.1 Введение Каждый сетевой узел должен иметь имя и адрес. Каким образом производится их присваивание? Для небольшой независимой локальной сети это не проблема, но если количество компьютеров составляет сотни или тысячи, выбор хорошей схемы
22.4.4 Адресация провайдеров
22.4.4 Адресация провайдеров В настоящее время для адресов провайдеров предложена простая иерархическая структура: 3 бита n бит m бит o бит 125-n-m-o бит 010 Идентификатор регистратора Идентификатор провайдера Идентификатор подписчика Идентификатор
6.1.3. Протокол TCP/IP и IP-адресация
6.1.3. Протокол TCP/IP и IP-адресация Любому компьютеру в IP-сети (TCP/IP-сети) назначен уникальный адрес, который называется IP-адресом. IP-адрес — это 32-разрядное двоичное число, которое принято записывать в виде четырех десятичных чисел, разделенных точками, например, 111.111.213.232 или
Вспомогательная геометрия и трехмерные кривые
Вспомогательная геометрия и трехмерные кривые Надеюсь, вы уже хорошо освоили принцип создания трехмерных моделей в КОМПАС: все построение детали состоит из последовательного рисования эскизов и выполнения над ними (или же без них) формообразующих операций. Все вроде бы
Адресация в Интернете
Адресация в Интернете Каждый компьютер имеет в Интернете свой уникальный адрес. Это четырехбайтовое слово, которое выглядит примерно так: 175,240,14,37. Людям работать с такими «цифровыми» адресами не очень-то удобно, поэтому для использования «в быту» они по особой схеме,
В посте собран перечень 20 лучших бесплатных инструментов разбивки, диагностики, шифрования, восстановления, клонирования, форматирования дисков. Вообщем практически все что нужно для базовой работы с ними.
1. TestDisk
TestDisk позволяет восстанавливать загрузочные разделы, удаленные разделы, фиксировать поврежденные таблицы разделов и восстанавливать данные, а также создавать копии файлов с удаленных/недоступных разделов.
Примечание: PhotoRec ето связанное с TestDisk приложением. С его помощью возможно восстановить данные в памяти цифровой камеры на жестких дисках и компакт-дисках. Кроме того можно восстановить основные форматы изображений, аудиофайлы, текстовые документы, HTML-файлы и различные архивы.
При запуске TestDisk предоставляется список разделов жесткого диска, с которыми можно работать. Выбор доступных действий, осуществляемых в разделах, включает: анализ для корректировки структуры (и последующее восстановление, в случае обнаружения проблемы); изменение дисковой геометрии; удаление всех данных в таблице разделов; восстановление загрузочного раздела; перечисление и копирование файлов; восстановление удаленных файлов; создание снапшота раздела.
2. EaseUS Partition Master
EaseUS Partition Master — инструмент для работы с разделами жесткого диска. Он позволяет создавать, перемещать, объединять, разделять, форматировать, изменяя их размер и расположение без потери данных. Также помогает восстанавливать удаленные или потерянные данные, проверять разделы, перемещать ОС на другой HDD/SSD и т.д.
Слева представлен перечень операций, которые можно выполнить с выбранным разделом.
3. WinDirStat
Бесплатная программа WinDirStat проводит анализ использованного места на диске. Демонстрирует, как данные распределяются и какие из них занимают больше места.
Клик по полю в диаграмме выведет на экран рассматриваемый файл в структурном виде.
После загрузки WinDirStat и выбора дисков для анализа, программа сканирует дерево каталога и предоставляет статистику в таких вариантах: список каталогов; карта каталогов; список расширений.
4. Clonezilla
Clonezilla создает образ диска с инструментом клонирования, который также упакован с Parted Magic и первоначально доступен, как автономный инструмент. Представлен в двух версиях: Clonezilla Live и Clonezilla SE (Server Edition).
Clonezilla Live является загрузочным дистрибутивом Linux, позволяющим клонировать отдельные устройства.
Clonezilla SE — это пакет, который устанавливается на дистрибутиве Linux. Он используется для одновременного клонирования множества компьютеров по сети.
5. OSFMount
Использование данной утилиты дает возможность монтировать ранее сделанные образы дисков и представлять их в виде виртуальных приводов, непосредственно просмотривая сами данные. OSFMount поддерживает файлы образов, такие как: DD, ISO, BIN, IMG, DD, 00n, NRG, SDI, AFF, AFM, AFD и VMDK.
Дополнительная функция OSFMount — создание RAM-дисков, находящихся в оперативной памяти компьютера, что существенно ускоряет работу с ними. Для запуска процесса нужно перейти в File > Mount new virtual disk.
6. Defraggler
Defraggler — бесплатная программа для дефрагментации жесткого диска, которая способствует увеличению его скорости и срока службы. Особенностью программы является возможность дефрагментации также и отдельных файлов.
Поддерживает файловые системы NTFS, FAT32 и exFAT.
7. SSDLife
SSDLife — проводит диагностику твердотельного диска, выводит на экран информацию о его состоянии и оценивает предполагаемый срок службы. Поддерживает удаленный мониторинг, управляет уровнем производительности на некоторых моделях жестких дисков.
Благодаря контролю износа SSD можно повысить уровень безопасности данных, вовремя выявлять проблемы. На основе анализа программа делает вывод насколько часто используется твердотельный диск.
8. Darik’s Boot And Nuke (DBAN)
Довольно популярная бесплатная утилита DBAN, применяется для очистки жестких дисков.
В DBAN два основных режима: интерактивный (interactive mode) и автоматический (аutomatic mode). Интерактивный режим позволяет подготовить диск к удалнию данных и выбирать необходимые опции стирания. Автоматический режим очищает все обнаруженные диски.
9. HD Tune
Утилита HD Tune предназначена для работы с жестким диском и SSD. Измеряет уровень чтения-записи HDD/SSD, сканирует ошибки, проверяет состояние диска и выводит на экран информацию о нем.
При запуске приложения, нужно выбрать диск из выпадающего списка и перейти к надлежащей вкладке, чтобы просмотреть информацию.
10. VeraCrypt
VeraCrypt — бесплатное приложение для шифрования с открытым исходным кодом. Используется шифрование на лету.
Проект VeraCrypt создался на основе TrueCrypt с целью усиления методов защиты ключей шифрования.
11. CrystalDiskInfo
CrystalDiskInfo отображает состояние жестких дисков, поддерживающих технологию S.M.A.R.T. Утилита проводит мониторинг, оценивает общее состояние и отображает детальную информацию о жестких дисках (версия прошивки, серийный номер, стандарт, интерфейс, общее время работы и т. д.). У CrystalDiskInfo есть поддержка внешних жестких дисков.
В верхней панели на экране отображаются все активные жесткие диски. Щелчок по каждому из них показывает информацию. Иконки Health Status и Temperature меняют цвет в зависимости от значения.
12. Recuva
Утилита Recuva служит для восстановления случайно удаленных или потерянных файлов. Она сканирует нужный носитель информации, после чего выводит на экран список удаленных файлов. Каждый файл имеет свои параметры (имя, тип, путь, вероятность восстановления, состояние).
Необходимые файлы определяются с помощью функции предпросмотра и отмечаются флажками. Результат поиска можно отсортировать по типу (графика, музыка, документы, видео, архивы) и сразу просмотреть содержимое.
13. TreeSize
Программа TreeSize показывает дерево находящихся на жестком диске директорий с предоставлением информации об их размерах, а также проводит анализ использования дискового пространства.
Размеры папок выводятся на экран от самых больших до самых маленьких. Таким образом становится понятно, какие папки занимают большую часть места.
Примечание: При наличии Defraggler, Recuva и TreeSize, можно инициировать функции Defraggler и Recuva для определенной папки непосредственно из TreeSize — все три приложения эффективно интегрируются.
14. HDDScan
HDDScan — утилита диагностики жесткого диска, используется для тестирования накопителей информации (HDD, RAID, Flash) с целью выявления ошибок. Просматривает S.M.A.R.T. атрибуты, выводит показания датчиков температуры жестких дисков в панель задач и выполняет сравнительный тест чтения-записи.
HDDScan предназначена для тестирования накопителей SATA, IDE, SCSI, USB, FifeWire (IEEE 1394).
15. Disk2vhd
Бесплатная утилита Disk2vhd преобразует действующую физический диск в виртуальный Virtual Hard Disk (VHD) для платформы Microsoft Hyper-V. Причем, VHD-образ можно создавать прямо с запущенной операционной системы.
Disk2vhd создает один VHD-файл для каждого диска с избранными томами, сохраняя информацию о разделах диска и копируя только те данные, которые относятся к выбранному тому.
16. NTFSWalker
Портативная утилита NTFSWalker позволяет проводить анализ всех записей (включая и удаленные данные) в главной файловой таблице MFT диска NTFS.
Наличие собственных драйверов NTFS дает возможность просматривать файловую структуру без помощи Windows на любых носителях чтения компьютера. К просмотру доступны удаленные файлы, обычные файлы, а также подробные атрибуты для каждого файла.
17. GParted
GParted — редактор дисковых разделов с открытым исходным кодом. Осуществляет эффективное и безопасное управление разделами (создание, удаление, изменение размера, перемещение, копирование, проверка) без потери данных.
GParted позволяет создавать таблицы разделов (MS-DOS или GPT), включать, отключать и изменять атрибуты, выравнивать разделы, восстанавливать данные с поврежденных разделов и многое другое.
18. SpeedFan
Компьютерная программа SpeedFan следит за показателями датчиков материнской платы, видеокарты и жёстких дисков, с возможностью регулирования скорости вращения установленных вентиляторов. Есть возможность проводить автоматическую и ручную регулировку.
SpeedFan работает с жесткими дисками с интерфейсом SATA, EIDE и SCSI.
19. MyDefrag
MyDefrag — бесплатный дисковой дефрагментатор, который используется для упорядочивания данных, размещенных на жестких дисках, дискетах, дисках USB и картах памяти.
У программы есть удобная функция работы в режиме скринсейвера, в результате чего дефрагментация будет производится во время, назначенное для запуска хранителя экрана. MyDefrag также позволяет создавать или настраивать собственные сценарии.
20. DiskCryptor
С помощью шифровальной программы DiskCryptor с открытым исходным кодом, можно полностью зашифровать диск (все дисковые разделы, включая системный).
У DiskCryptor довольно высокая производительность — это один из самых быстрых драйверов шифрования дисковых томов. Программа поддерживает FAT12, FAT16, FAT32, NTFS и exFAT файловые системы, позволяя шифровать внутренние или внешние диски.
Головка (Head) - электромагнит, скользящий над поверхностью диска, для каждой поверхности используется своя головка. Нумерация начинается с 0.
Продольная (верхний рисунок) и перпендикулярная (нижний рисунок) запись информации на диске
Примерно с 2005 года идет переход с продольной на перпендикулярную запись информации на диске, что обеспечивает большую плотность записи данных.
С 2011-2013 планируется переход на "тепловую магнитную запись", место записи будет предварительно нагреваться лазером, что уменьшит размер домена и повысит надежность хранения. Предположительная максимальная емкость от 30 до 50 ТБ.
Дорожка (Track) - концентрическая окружность, которое может прочитать головка в одной позиции. Нумерация дорожек начинается с внешней (первая имеет номер - 0).
Цилиндр (Cylinder) - совокупность всех дорожек с одинаковым номером на всех дисках, т.к. дисков может быть много и на каждом диске запись может быть с двух сторон.
Маркер - от него начинается нумерация дорожек, есть на каждом диске.
Сектор - на сектора разбивается каждая дорожка, сектор содержит минимальный блок информации. Нумерация секторов начинается от маркера.
Дорожки, цилиндры, сектора, головки
Геометрия жесткого диска - набор параметров диска, количество головок, количество цилиндров и количество секторов.
У современных жестких дисков контроллер встроен в само устройство, и берет на себя большую часть работы, которую не видит ОС.
Например, скрывают физическую геометрию диска, предоставляя виртуальную геометрии.
Физическая и виртуальная геометрия диска
На внешних дорожках число секторов делают больше, а на внутренних меньше. На реальных дисках таких зон может быть несколько десятков.
1.1.2 RAID (Redundant Array of Independent Disk - массив независимых дисков с избыточностью)
Для увеличения производительности или надежности операций ввода-вывода с диском был разработан стандарт для распараллеливания или дублирования этих операций
Основные шесть уровней RAID:
RAID 0 - чередующий набор, соединение нескольких дисков в один большой логический диск, но логический диск разбит так, что запись и чтение происходит сразу с несколько дисков. Например, записываем блок 1, 2, 3, 4, 5, каждый блок будет записываться на свой диск.
Преимущества
- удобство одного диска
- увеличивает скорость записи и чтения
Недостатки
- уменьшает надежность (в случае выхода одного диска, массив будет разрушен), избыточность не предусмотрена.
RAID 1 - зеркальный набор, параллельная запись и чтение на несколько дисков с дублированием (избыточность).
Преимущества
- дублирование записей
- увеличивает скорость чтения (но не записи)
Недостатки
- требует в два раза больше дисковых накопителей
RAID 2 - работает на уровне слов и даже байт. Например, берется полбайта (4 бита) и прибавляется 3 бита четности (1, 2, 4 - рассчитанные по Хэммингу), образуется 7-битовое слово. В случае семи дисков слово записывается побитно на каждый диск. Так как слово пишется сразу на все диски, они должны быть синхронизированы.
Преимущества
- надежность
- увеличивает скорость записи и чтения (при потоке, но при отдельных запросах не увеличивает)
Недостатки
- нужна синхронизация дисков.
RAID 3 - упрощенная версия RAID 2, для каждого слова считается только один бит четности.
Преимущества
- надежность
- увеличивает скорость записи и чтения (при потоке, но при отдельных запросах не увеличивает)
Недостатки
- нужна синхронизация дисков.
RAID 4 - аналогичен уровню RAID 0, но с добавлением диска четности. Если любой из дисков выйдет из строя, его можно восстановить с помощью диска четности.
Преимущества
- надежность
- не нужна синхронизация дисков
Недостатки
- не дает увеличения производительности, узким местом становится диск четности при постоянных пересчетах контрольных сумм.
RAID 5 - аналогичен уровню RAID 4, но биты четности равномерно распределены по дискам.
На практике, как правило, используют RAID 0, 1 и 5.
Системы RAID уровней от 0 до 5.
1.1.3 Компакт-диски
Фото устройства для работы с дисками
Устройство в работе
Демонстрация работы CD-drive
Запись на CD-ROM диски производятся с помощью штамповки.
CD-ROM под электронным микроскопом.
Длина пита варьируется от 850 нм до 3,5 мкм
Сначала CD-диски использовались только для записи звука, стандарт которого был описан ISO 10149 ("Красная книга").
Пит - единица записи информации (впадина при штамповке, темное пятно, прожженное в слое краски в CD-R, область фазового перехода)
Запись на CD-ROM производится спирально
В 1984 году была опубликована "Желтая книга", в которой описан следующий стандарт.
Для записи данных было необходимо повысить надежность, для этого каждый байт (8 бит) стали кодировать в 14 разрядное число (по размеру почти дублирование записи, но за счет кодирования эффективность может быть, как при тройной записи), чтобы можно было восстановить потерянные биты.
Логическое расположение данных на CD-ROM для режима 1
Первые 12-ть байт заголовка содержат 00FFFFFFFFFFFFFFFFFFFF00, чтобы считывающее устройство могло распознать начало сектора.
Следующие три байта содержат номер сектора.
Последний байт содержит код режима
ECC (Error Correction Code) - код исправления ошибок.
В режиме 2 поле данных объединено с полем ECC в 2336-байтное поле данных. Этот режим можно использовать, если не требуется коррекция ошибок, например, видео и аудио запись.
Коррекция ошибок осуществляется на трех уровнях:
Поэтому 7203 байта содержат только 2048 байта полезной нагрузки, около 28%.
В 1986 году была выпущена "Зеленая книга", к стандарту была добавлена графика, и возможность совмещения в одном секторе аудио, видео и данных.
Файловая система для CD-ROM называется High Sierra , которая оформлена в стандарт ISO 9660.
Файловая система имеет три уровня:
1 уровень - файлы имеют имена формата, схожего с MS-DOS - 8 символов имя файла плюс до трех символов расширения, файлы должны быть непрерывными. Глубина вложенности каталогов ограничена восемью. Этот уровень понимают почти все операционные системы.
2 уровень - имена файлов могут быть до 31 символов, файлы должны быть непрерывными.
3 уровень - позволяет использовать сегментированные файлы.
Для этого стандарта существуют расширения:
Rock Ridge - позволяет использовать длинные файлы, а также UID, GID и символические ссылки.
1.1.3.1 Компакт-диски с возможностью записи CD-R
Запись на CD-R диски производятся с помощью локального прожигания нанесенного слоя красителя.
В 1989 году была выпущена "Оранжевая книга", это документ определяет формат CD-R, а также новый формат CD-ROM XA , который позволяет посекторно дописывать информацию на CD-R.
CD-R-дорожка - последовательно записанные за один раз секторы. Для каждой такой дорожки создается свой VTOC (Volume Table of Contents - таблица содержания тома), в котором перечисляются записанные файлы.
Каждая запись производится за одну непрерывную операцию, поэтому если у вас будет слишком загружен компьютер (мало памяти или медленный диск), то вы можете испортить диск, т.к. данные не будут поспевать поступать на CD-ROM.
1.1.3.2 Многократно перезаписываемые компакт-диски CD-RW
Запись на CD-RW диски производятся локального перевода слоя из кристаллического в аморфное состояние.
Используются лазеры с тремя уровнями разной мощности.
Эти диски можно отформатировать (UDF), использовать их в место дискет и дисков.
1.1.3.3 Универсальный цифровой диск DVD (Digital Versatile Disk)
Были сделаны следующие изменения:
Размер пита уменьшили в два раза (с 0.8 мкм до 0.4мкм)
Более тугая спираль (0.74 мкм между дорожками, вместо 1.6 у компакт-дисков)
Уменьшение длины волны лазера (650 нм вместо 780 нм)
Это позволило увеличить объем с 650 Мбайт до 4.7 Гбайт.
Определены четыре следующих формата:
Односторонний, одноуровневый (4.7 Гбайт)
Односторонний, двухуровневый (8.5 Гбайт), размеры пита второго уровня приходится делать больше, иначе не будут считаны, т.к. первый полуотражающий слой половину потока отразит и частично рассеет.
Двухсторонний, одноуровневый (9.4 Гбайт)
Двухсторонний, двухуровневый (17 Гбайт)
1.1.3.4 Универсальный цифровой диск Blu-ray (blue ray — синий)
Были сделаны следующие изменения:
Размер пита уменьшили
Более тугая спираль ( 0,32 мкм между дорожками, вместо 0.72 у DVD)
Уменьшение длины волны лазера (405 нм вместо 650 нм в DVD), «синего» (технически сине-фиолетового) лазера, отсюда и название
Определены следующие формата:
однослойный диск 23,3/25/27 или 33 Гб
двухслойный диск 46,6/50/54 или 66 Гб
четырёх слойный 100 Гб
восьми слойный 200 Гб
1.1.4 Твердотельные накопители (Flash, SSD, . )
Устройство ячейки памяти:
Используются полевые транзисторы с плавающим затвором.
Устройство ячейки памяти
Считывание информации:
Если ток через npn-переход идет, то "считывается 0".
Ток идет за счет туннельного эффекта, который возникает под действием управляющего затвора, на который подается "+".
Если ток через npn-переход не идет, то "считывается 1".
Ток не идет за счет "экранирования" управляющего затвора плавающим затвором, на котором накоплен "-".
Запись информации:
"Запись" делается накоплением электронов в плавающем затворе, за счет повышенного напряжения на управляющем затворе и стоке.
Затирание информации:
"Затирание" делается "изъятием" электронов из плавающего затворе, за счет положительного напряжения на истоке и отрицательного на управляющем затворе, но стоке 0В.
1.2 Форматирование дисков (программная часть)
1.2.1 Низкоуровневое форматирование
Низкоуровневое форматирование - разбивка диска на сектора, производится производителями дисков.
Каждый сектор состоит из:
Заголовка (Prefix portion) - по которому определяется начало (последовательность определенных битов) сектора и его номер, и номер цилиндра.
Область данных (как правило, 512 байт, планируют перейти на 4 Кб (к 2010г.))
На диске могут быть запасные сектора, которые могут быть использованы для замены секторов с дефектами (а они почти всегда есть). За счет этого обеспечивается одинаковая емкость на выходе.
При низкоуровневом форматировании часть полезного объема уменьшается, примерно до 80%.
Перекос цилиндров
Перекос цилиндров - сдвиг 0-го сектора каждой последующей дорожки, относительно предыдущей. служит для увеличения скорости. Головка тратит, какое то время на смену дорожки, и если 0-й сектор будет начинаться в том же месте, что и предыдущий, то головка уже проскочит его, и будет ждать целый круг.
Перекос цилиндров делают разным в зависимости скоростей вращения и перемещения головок.
Перекос головок - приходится применять, т.к. на переключение с головки на головку тратится время..
Чередование секторов
Если, например, один сектор прочитан, а для второго нет в буфере места, пока данные копируются из буфера в память, второй сектор уже проскочит головку.
Чтобы этого не случилось, применяют чередование секторов.
Если копирование очень медленное, может применяться двукратное чередование, или больше.
1.2.2 Разделы диска
После низкоуровневого форматирования диск разбивается на разделы, эти разделы воспринимаются ОС как отдельные диски.
Для чего можно использовать разделы:
Отделить системные файлы от пользовательских (например, своп-файлы)
Более эффективно использовать пространство (например, для администрирования).
На разные разделы можно установить разные ОС.
Основные разделы диска:
Первичный (Primary partition) - некоторые ОС могут загружаться только с первичного раздела. (В MBR под таблицу разделов выделено 64 байта. Каждая запись занимает 16 байт. Таким образом, всего на жестком диске может быть создано не более 4 разделов. Раньше это считалось достаточным.)
Расширенный (Extended partition) - непосредственно данные не содержит, служит для создания логических дисков (создается, что бы обойти ограничение в 4-ре раздела).
Логический (Logical partition) - может быть любое количество.
Информация о разделах записывается в 0-м секторе 0-го цилиндра, головка 0. И называется таблицей разделов.
Таблица разделов (Partition Table) - содержит информацию о разделах, номер начальных секторов и размеры разделов. На Pentium-компьютерах в таблице есть место только для четырех записей, т.е. может быть только 4 раздела (к логическим это не относится, их может быть не ограниченное количество).
Этот сектор называется главной загрузочной записью.
Т.к. MBR может работать только с разделами до 2.2 ТБ (2.2 ? 1012 байт), насмену приходит GPT.
Активный раздел - раздел, с которого загружается ОС, может быть и логическим. В одном сеансе загрузки может быть только один активный раздел.
Пример структуры разделов
В Windows разделы будут называться (для пользователей) устройствами C:, D:, E: и т.д.
1.2.3 Высокоуровневое форматирование
Высокоуровневое форматирование (создание файловой системы) - проводится для каждого раздела в отдельности, и выполняет следующее:
Создает загрузочный сектор (Boot Sector)
Создает список свободных блоков (для UNIX) или таблицу (ы) размещения файлов (для FAT или NTFS)
Создает корневой каталог
Создает, пустую файловую систему
Указывает, какая файловая система
Помечает дефектные кластеры
Кластеры и блоки - единица хранения информации в файловых системах, файлы записываются на диск, разбитыми на блоки ли кластеры.
При загрузке системы, происходит следующее:
BIOS считывает главную загрузочную запись, и передает ей управление
Загрузочная программа определяет, какой раздел активный
Из этого раздела считывается и запускается загрузочный сектор
Программа загрузочного сектора находит в корневом каталоге определенный файл (загрузочный файл)
Этот файл загружается в память и запускается (ОС начинает загрузку)
1.3 Алгоритмы планирования перемещения головок
Факторы, влияющие на время считывания или записи на диск:
Время поиска (время перемещения головки на нужный цилиндр)
Время переключения головок
Задержка вращения (время, требуемое для поворота нужного сектора под головку)
Время передачи данных
Для большинства дисков самое большое, это время поиска. Поэтому, оптимизируя время поиска можно существенно повысить быстродействие.
Алгоритмы могут быть реализованы в контроллере, в драйверах, в самой ОС.
1.3.1 Алгоритм "первый пришел - первым обслужен" FCFS (First Come, First Served)
Рассмотрим пример. Пусть у нас на диске из 28 цилиндров (от 0 до 27) есть следующая очередь запросов:
и головки в начальный момент находятся на 1 цилиндре. Тогда положение головок будет меняться следующим образом:
Как видно алгоритм не очень эффективный, но простой в реализации.
1.3.2 Алгоритм короткое время поиска первым (или ближайший цилиндр первым) SSF (Shortest Seek First)
Для предыдущего примера алгоритм даст следующую последовательность положений головок:
Как видим, этот алгоритм более эффективен. Но у него есть не достаток, если будут поступать постоянно новые запросы, то головка будет всегда находиться в локальном месте, вероятнее всего в средней части диска, а крайние цилиндры могут быть не обслужены никогда.
1.3.3 Алгоритмы сканирования (SCAN, C-SCAN, LOOK, C-LOOK)
SCAN – головки постоянно перемещаются от одного края диска до его другого края, по ходу дела обслуживая все встречающиеся запросы. Просто, но не всегда эффективно.
LOOK - если мы знаем, что обслужили последний попутный запрос в направлении движения головок, то мы можем не доходить до края диска, а сразу изменить направление движения на обратное
C-SCAN - циклическое сканирование. Когда головка достигает одного из краев диска, она без чтения попутных запросов перемещается на 0-й цилиндр, откуда вновь начинает свое движение.
C-LOOK - по аналогии с предыдущим.
1.4 Обработка ошибок
Т.к. создать диск без дефектов сложно, а вовремя использования появляются новые дефекты.
Поэтому системе приходится контролировать и исправлять ошибки.
Ошибки могут быть обнаружены на трех уровнях:
На уровне дефектного сектора ECC (используются запасные, делает сам производитель)
Дефектные блоки или кластеры могут обрабатываться контроллером или самой ОС.
Блоки и кластеры не должны содержать дефектные сектора, поэтому система должна уметь помечать дефектные сектора.
Читайте также: