double arrow

Структура магнитного диска

НЖМД обычно называется «винчестером» – так в свое время стали называть одну из первых моделей НЖМД, которая имела обозначение «30/30» и этим напоминала маркировку известного оружия. Возможно, также, что название происходит от места первоначальной разработки – филиала фирмы IBM в г. Винчестере (Великобритания), где впервые в 1973 г. была применена технология создания винчестеров.

Начнем с внутреннего строения всех современных жестких дисков. Эта информация полезна для понимания общих принципов хранения данных, поскольку старые файловые системы и схемы формирования разделов используют параметры геометрии диска и другие внутренние данные, скрытые в современных дисках.

Таким образом, знание геометрии диска поможет лучше понять смысл некоторых данных в файловой системе. Жесткий диск состоит из одной или нескольких круглых пластин, расположенных друг над другом и вращающихся одновременно. На рис. 2.5 показано, как выглядит жесткий диск изнутри. Верхняя и нижняя поверхности каждой пластины покрыты магнитным материалом.

Рис. 2.4. Внутреннее устройство диска АТА: справа находятся пластины, а слева – рычаг с магнитной головкой, осуществляющей чтение и запись

Внутри корпуса находится подвижный рычаг. На нем крепятся головки чтения и записи данных, находящиеся у верхней и нижней поверхностей каждой пластины. В любой момент времени только одна головка может выполнять чтение или запись данных.

Пустые пластины размечаются операцией низкоуровневого форматирования, создающей структуры данных дорожек и секторов. Каждая дорожка (track) представляет собой замкнутое «кольцо», проходящее по поверхности пластины. Адреса, присваиваемые дорожкам жесткого диска, увеличиваются по направлению от края к центру. Например, если на каждой пластине размещается по 10 000 дорожек, то внешней дорожке каждой пластины присваивается адрес 0, а внутренней дорожке (возле центра круга) – адрес 9 999. Так как все пластины имеют одинаковое строение, а находящимся на них дорожкам присваиваются одинаковые адреса, совокупность всех дорожек с заданным адресом на всех пластинах называется цилиндром. Так, цилиндр 0 состоит из дорожек 0 от нижней до верхней пластины жесткого диска. Головкам чтения/записи также присваиваются адреса, что позволяет однозначно определить, на какой пластине и с какой стороны должна быть выполнена операция чтения или записи.

Дорожки делятся на секторы наименьшие самостоятельно адресуемые блоки жесткого диска, размер которых обычно составляет 512 байт. Каждому сектору дорожки присваивается адрес, начиная с 1. Таким образом, к конкретному сектору можно обратиться по адресу цилиндра (С), определяющему дорожку, адресу головки (Н), определяющему пластину и ее поверхность, и адресу сектора (S). Схема обращения продемонстрирована на рис. 2.5.

Рис. 2.5. Геометрия отдельной пластины с адресами дорожек (цилиндров) и секторов

Как будет показано в разделе «Типы адресации секторов», схема CHS уже не является основной схемой адресации. Вместо нее используется адресация LBA (Logical Block Address), при которой всем секторам присваиваются последовательные адреса. Адрес LBA никак не связан с физическим расположением сектора.

Поврежденные секторы не могут использоваться для хранения пользовательских данных. Раньше операционная система должна была знать о наличии поврежденных секторов и не выделять их для хранения файлов. Пользователь также мог вручную указать диску, какие секторы необходимо игнорировать из-за наличия повреждений. Многие файловые системы до сих пор предоставляют возможность пометки поврежденных секторов. Впрочем, в наше время это обычно излишне, поскольку современные диски сами выявляют плохие секторы и отображают их адреса на работоспособные секторы в другом месте диска. Пользователь даже не подозревает о происходящем.

Предыдущее описание геометрии диска излишне упрощено: в действительности диски упорядочивают секторы для обеспечения оптимального быстродействия. Это означает, что к секторам и дорожкам может применяться сдвиг, соответствующий времени поиска и скорости диска. Впрочем, для большинства аналитиков упрощенного описания достаточно; мало кто имеет доступ к технологически чистым помещениям и оборудованию для поиска секторов на диске.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: