АРХИВ СТАТЕЙ ЖУРНАЛА «МОЙ КОМПЬЮТЕР» ЗА 2002 ГОД

Мягкая начинка жесткого диска

• Все журналы \ Номер 50/221 `2002 от 16.12.2002 \ Мягкая начинка жесткого диска

Андрей АНДРУХИВ andrprog@yv.lv.ukrtel.net

Жесткий диск — один из важнейших элементов компьютера. Сама мысль о том, что он сбойнет, ужасает многих пользователей. В этой статье мы рассмотрим структуру HDD, а в следующей расскажем, что же нужно делать при отказе винчестера.

Что у него внутри?

Структурно жесткие диски сложнее, чем гибкие. Пространство на винте может быть организовано в виде одного (основного) или нескольких разделов (рис. 1). Основной раздел (Primary) всегда представлен одним логическим диском, а дополнительный (Extended) может содержать несколько логических дисков (рис. 2).

Разделы на HDD обычно размещаются в следующем порядке:

основной (Primary Partition);

дополнительный (Extended Partition);

разделы других операционных систем (Non-DOS Partitions).

Основной раздел присутствует на диске в обязательном порядке, а все остальные создаются по усмотрению пользователя (рис. 3).

Давайте разберемся с организацией хранения данных на жестком диске. Итак, независимо от установленного на диске набора ПО, для управления разделами HDD используется структура в виде упорядоченного списка. В начальном секторе винта размещается главная загрузочная запись (Master Boot Record, MBR), куда входят собственно загрузочная запись (MSB), «таблица разделов» (Partition Table, PT) и типовая сигнатура загрузочного сектора (AA55h). MSB обеспечивает передачу управления на загрузочный сектор активного раздела, а PT содержит список указателей на «дерево» разделов.

Описатель раздела содержит признак активности (то есть должна ли операционная система загружаться из данного раздела), координаты начала раздела в форматах CHS и LBA, а также сведения о размере раздела. Структура описателя приведена в таблице 1.

Нужно учитывать, что номера цилиндра и сектора задаются в формате прерывания Int 13h, то есть биты 0–5 содержат номер сектора, биты 6–7 — старшие два бита 10-разрядного номера цилиндра, биты 8–15 — младшие восемь бит номера цилиндра. Ну вот и все? что я хотел сказать о структуре жесткого диска.

Описатель основного раздела указывает сразу на загрузочный сектор логического диска (в Primary Partition всегда имеется один и только один диск). А описатель дополнительного раздела — на список логических дисков, составленный из структур, называющихся «вторичными MBR» (Secondary MBR, SMBR). Свой блок SMBR имеется у каждого диска Extended Partition. SMBR по структуре аналогичен MBR, но загрузочная запись у него отсутствует (заполнена нулями), а из четырех полей описателей используются только два. Первый описатель раздела при этом указывает на логический диск, а второй — на следующую структуру SMBR в списке.

Чтобы получить доступ к данным, размещенным на логическом диске в расширенном разделе, нужно сначала произвести поиск по списку SMBR.

FAT — где я это слышал ?

Файловая система FAT (File Allocation Table) была разработана для MS-DOS. Грубо говоря, в FAT хранятся списки кластеров, как занятых «полезной» информацией, так и свободных (последние отмечены нулями). В первоначальном варианте этой системы —FAT12 — для хранения информации об одном кластере отводилось 12 бит. При использовании FAT12 на диске можно разместить до 4096 кластеров по 32 Кб, т.е. максимальный раздел диска мог составить 128 Мб. Но в этом случае файл в 1 байт займет 32 Кб дискового пространства. Этот формат, ввиду малого объема, занимаемого таблицей размещения файлов, удобен для дисков с небольшим количеством секторов, например, для гибких магнитных.

Когда в ПК стали использовать довольно емкие жесткие диски, возникла потребность в расширении возможностей файловой системы. Появился второй вариант FAT —FAT16. Принцип его организации схож с FAT12, но один элемент занимает не 12, а 16 бит, что позволяет увеличить максимальный объем логического диска до 2 Гб. Недостаток FAT16 заключается в том, что при создании раздела, превышающего 1 Гб, размер кластера получается максимальным (32 Кб) — редкое расточительство места на диске. Чтобы устранить этот «изъян» для ОС Windows 95 OSR2 был разработан третий вариант файловой системы —FAT32. В ней один элемент FAT занимает 4 байта, что дает возможность оперировать со значительно большим количеством кластеров. Принципиальным отличием также является то, что FAT32 эффективнее расходует дисковое пространство. Для разделов до 8 Гб используются кластеры объемом 4 Кб.

ОС выбирает способ организации хранения информации на носителе в зависимости от его типа и объема, а также пожеланий юзера.

Логический диск (том) файловой системы типа FAT состоит из четырех основных областей, расположенных в следующем порядке:

резервная область;

область таблиц размещения файлов (FAT1 и FAT2);

область корневого каталога (отсутствует в FAT32);

область файлов и каталогов.

В первом секторе логического диска располагаются загрузочный сектор и блок параметров BIOS. В документации Microsoft они обозначаются как Boot Sector (BS) и BIOS Parameter Block (BPB). Чтобы не утомлять читателя долгим рассказом, привожу структуру FAT на рисунке (рис. 4).

Ну а теперь желательно выяснить самое интересное, что делать, если BIOS начинает лихорадочно пищать, DOS выдает замысловатые аварийные сообщения, а Windows вообще не запускается? Если ваш день начался так неудачно, то вам помогут советы, которые вы сможете найти в следующей статье. До скорой встречи!

(Продолжение следует)

Идёт загрузка...

Данную страницу никто не комментировал. Вы можете стать первым.

Ваше имя:
Ваша почта:
Комментарий:
Введите символы или вычислите пример: * Обновить