Организация адресного пространства

Жесткий диск для ноутбука

Как было сказано в предыдущей статье, жесткий диск для для ноутбука  является главным хранилищем информации, обладающим огромным объемом. Как же разобраться, где искать когда-то загруженную информацию? Рассмотрим принцип организации адресного пространства на жестком диске.

Существует основной способ адресации CHS (Cylinder, Head, Sector):

— поверхность пластин делится на концентрические кольцевые области – дорожки;

— каждая дорожка делится на равные отрезки- секторы (все дорожки в задаваемой зоне диска имеют одинаковое число секторов, объем сектора обычно 512 байт);

— совокупность дорожек одинакового радиуса на всех рабочих поверхностях дисков – цилиндр (например, у двух дисков четыре рабочих поверхности, а значит цилиндр будет состоять из четырех дорожек);

— над каждой рабочей поверхностью движется одна магнитная головка.

Таким образом адрес адресуемой области памяти состоит из номера цилиндра, номера головки (рабочей поверхности) и номера сектора. Общее количество цилиндров, головок и секторов и определяет общий объем памяти.

Жесткий диск для ноутбука

Скорость чтения-записи информации зависит от расположения дорожки. У внешнего края пластины длина дорожки больше и на ней вмещается больше секторов, а значит и количество информации, считываемой за один оборот (скорость считывания). Поэтому корневые разделы операционных систем размещаются в этой области и нумерация адресов начинается с внешнего края диска.

С целью увеличения срока службы диска на каждой дорожке имеются дополнительные резервные секторы. Если в каком-то секторе возникает неустранимая ошибка, то этот сектор может быть подменен резервным. Информация, хранившаяся в нем, может быть потеряна или восстановлена при помощи специальной программы. Информационная емкость диска при этом останется прежней. Для хранения информации о неисправных секторах существуют две таблицы переназначения– одна заполняется при изготовлении диска на заводе, другая формируется в процессе эксплуатации. Данные этих таблиц зашиты в ПЗУ блока электронной обработки.

      При больших объемах (более 504 Мб) координаты CHS перестают соответствовать физическому положению сектора на диске и являются уже «логическими» координатами. Поэтому, для понимания сути процесса, рассмотрим упрощенную модель «с точки зрения» компьютера. Компьютер «видит» накопитель в виде абстрактного диска с равным числом секторов на дорожке (63) и некоторым количеством головок (255), число цилиндров подбирается соответственно ёмкости диска. Или же просто в виде линейного блока ячеек с 64-разрядными адресами.

Жесткий диск для ноутбука

      Для того, чтобы понять, как контроллер жесткого диска определяет свое положение над конкретным сектором, рассмотрим конфигурацию сектора. Сектор представляет собой  магнитную структуру из нескольких зон. Начало каждого сектора определяется особой магнитной меткой – маркером (АМ), затем три метки показывают адрес данного сектора в формате CHS, далее, для контроля целостности сектора, следует код специальной контрольной суммы CRC. Затем идет просто пустой байт SP(чтобы контроллер успел подготовиться к выполнению нужной операции) и уже за ним сами данные (512 байт). Далее следуют несколько десятков служебных байт для коррекции ошибок кодом ECC (Error-correcting code — код коррекции ошибок), затем опять CRC-код контроля данных. В конце сектора есть пустой байт SP, за которым следует маркер следующего сектора.

Жесткий диск для ноутбука

      По мере совершенствования технологий уменьшаются размеры жестких дисков для ноутбука, увеличивается их информационный объем, улучшается качество изготовления, но никак не удается избавиться от болезни, присущей всем жестким дискам – появления нечитаемых bad-областей. О способах борьбы с нечитаемыми bad-блоками будет рассказано в одной из следующих статей.

Перейти на главную->

Метки: . Закладка Постоянная ссылка.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Поставьте галочку и в комментариях появится ссылка на Вашу статью