накопитель на жестком диске плотность записи Способы кодирования данных Частотная модуляция Форматирование дисков Зонная запись Форматирование высокого уровня Температурная нестабильность Характеристики накопителей Парковка головок Интерфейсы накопителей на жестких дисках Кабели питания

Накопители на жестких магнитных дисках являются одним из наиболее сложных компонентов современного компьютера. Собственно, жесткий диск сам является компьютером - у него есть свой процессор, постоянная и оперативная память, своя операционная система, которая хранится в недоступной пользователю зоне. При старте накопитель, как и персональный компьютер, загружает свою операционную систему, проверяет и корректирует рабочие параметры и только после этого открывает доступ к пользовательским данным.

Воспользовавшись дискетой расширенной диагностики IBM, мы запустили программу безусловного форматирования с последующим анализом поверхности. Она работала всего около часа, и в итоге по результатам анализа поверхности в накопителе был обнаружен всего лишь один дефектный сектор. После этого мы запустили программу FDISK, которая на этот раз сработала безукоризненно, и всему диску по умолчанию был присвоен статус первичного активного раздела (тома) DOS. После форматирования высокого уровня (программой FORMAT из DOS 5.0) кластер, в котором оказался обнаруженный ранее дефектный сектор, был отмечен в FAT как испорченный. Закончив форматирование на уровне DOS, мы вновь запустили CHKDISK и выяснили, что "емкость" плохих секторов на диске составляет 2048 байт, т.е., как и ожидалось, помеченным оказался только один кластер. Насколько мне известно, этот накопитель успешно служит своему владельцу до сих пор.

Мораль сей басни такова: не торопитесь выбрасывать "сломавшийся" накопитель, не попытавшись переформатировать его на низком уровне с помощью программы, которая обращается непосредственно к регистрам контроллера. Не стоит использовать для этих целей программы так сказать "косвенного" форматирования (через BIOS) — толку от них зачастую бывает мало.

Разбиение жестких дисков

Разбиение накопителя — это определение областей диска, которые будут восприниматься операционной системой в качестве отдельных разделов или томов. С точки зрения DOS томом является участок диска, обозначенный какой-либо буквой. Некоторые пользователи считают, что проводить разбиение диска нужно только в том случае, если он разделяется на несколько томов. Это неправильно — диск необходимо логически разбивать даже в том случае, если весь он будет представлять из себя один единственный том.

При разбиении диска в его первый сектор (цилиндр 0, головка 0, сектор 1) заносится главная загрузочная запись MBR (Master Boot Record). В ней содержатся сведения о том, с каких цилиндров, головок и секторов начинаются и на каких заканчиваются имеющиеся на диске разделы. В этой таблице разбиения также содержатся указания для системной BIOS, какой из разделов является загрузочным, т.е. где ей следует искать основные файлы операционной системы. Количество разделов на всех жестких дисках в системе может достигать 24. Это означает, что в компьютере могут быть установлены либо 24 отдельных накопителя, в каждом из которых имеется по одному разделу, либо один жесткий диск с 24 разделами, или несколько накопителей с разными количествами разделов — но при условии, что общее количество последних не превышает 24. Если общее количество разделов превысит эту цифру, DOS просто проигнорирует их, хотя другие операционные системы могут работать и с большим количеством томов. Единственное, с чем связано такое ограничение DOS — это количество букв в латинском алфавите (от С до Z).

Программа FDISK. Эта программа принята в качестве стандартного "инструмента" для разбиения накопителей на жестких дисках. При выполнении этой процедуры в загрузочный сектор (первый сектор на диске, в который заносится MBR) записывается таблица разбиения, что необходимо для нормальной работы программы DOS FORMAT; кроме того, обеспечивается возможность сосуществования на одном диске нескольких операционных систем.

Если диск разбивается на два или более разделов, программа FDISK сообщает только о двух разделах DOS: первичном (primary partition) и расширенном (extended partition). Расширенный раздел затем делится на логические тома (logical volume) DOS, которые собственно и являются разделами. Программа FDISK создает у пользователей неправильное впечатление о структуре накопителя. Она сообщает о том, что диск, разбитый на тома С, D, Е и F, состоит из двух разделов, причем первичный раздел обозначен как С, а расширенный раздел разбит на логические тома D, Е и F. Однако в реальной структуре диска каждый логический том DOS является отдельным расширенным разделом со своей загрузочной записью (EBR — Extended Boot Record), причем в каждой из них содержится указание на последующий раздел.

В различных версиях DOS возможности для разбиения диска разные.

В DOS 1.x вообще не предусмотрено существование жестких дисков.

В DOS 2.x впервые была предусмотрена возможность работы с жесткими дисками, причем накопитель мог быть представлен только в виде единого тома с максимальным объемом 16 М. Ограничение размера тома величиной 16 М связано со сложностями, возникавшими при использовании 12-разрядной FAT. Максимальное количество кластеров на диске при такой структуре FAT равно 4096.

Предел в 16 М объясняется не разрядностью FAT как таковой, а особенностями команды FORMAT, которая при размере раздела более 16 М прекращала работу и выдавала сообщение "Invalid media or Track 0 bad - disk unusable" (Носитель непригоден или испорчена нулевая дорожка - диск использовать нельзя). Если на диске не было дефектных секторов, расположенных в пространстве диска после первых 16 М, это сообщение об ошибке можно было проигнорировать и продолжить подготовку диска к использованию, введя команду SYS. Если же на диске были дефекты, расположенные после первых 16 М, они не отмечались в таблице FAT. Многие фирмы в те времена продавали модифицированные программы форматирования высокого уровня, позволявшие правильно отформатировать разделы размером до 32 М. К сожалению, из-за ограниченной разрядности FAT размер каждого кластера оказывался равным 8192 байтам (8 К).

Average Seek Time — среднее время позиционирования головки на цилиндр (дорожку). Для того чтобы начать читать информацию, головка жесткого диска должна быть перемещена на нужный цилиндр, где она потом находит нужный сектор и начинает чтение. Нужные цилиндры могут быть расположены на разных участках диска, их порядок размещения хаотичен, поэтому поиск каждого из них занимает разное время.

Расчет характеристик надежности Надежность информационных систем Типовые примеры и их решения Контроллеры и накопители на жестких дисках