16. Структура жорсткого магнитного диску

Секторы, головки, цилиндры, кластеры...

Гибкий диск (ГД) - это круглая пластинка, покрытая с двух сторон магнитным материалом. Когда ГД вставляется в дисковод, с обеих сторон (сверху и снизу) к нему прижимаются магнитные головки. Они действительно прижимаются, зазора между головками и поверхностью ГД нет.

С помощью специального шагового двигателя головки могут перемещаться скачкообразно вдоль радиуса диска, как бы образуя на поверхности диска концентрические окружности. Эти окружности называются дорожками, треками или цилиндрами (совокупностями дорожек одного радиуса).

Жесткий диск состоит из нескольких жестких круглых пластинок, покрытых магнитным материалом:

Эти пластинки вращаются с огромной скоростью (5400, 7200 или 10000 оборотов в минуту) в герметичном корпусе. Как и для гибкого диска, около каждой стороны пластинки располагается по одной магнитной головке, но эти головки не соприкасаются с поверхностью диска, а плавают на воздушной подушке в непосредственной близости от диска. Подавая команды дисковому контроллеру, программа может перемещать блок го-ловок вдоль радиуса диска, переходя от одного цилиндра к другому. Такие команды обычно выдаются не прикладной программой, а модулями BIOS, обслуживающими дисковый нако-питель. При необходимости программа может сама управлять положением блока головок.

Перемещаясь вдоль окружности дорожки, магнитная головка может записывать или считывать информацию примерно так, как это происходит в бытовом магнитофоне. Запись производится по битам, при этом добавляется различная служебная информация и информация для контроля правильности данных.

Данные записываются не сплошным потоком, а блоками определенного размера (512 байт)-секторами. Сектор – это наименьший объем данных, который записывается или прочитывается контроллером. Для сектора выполняется контроль правильности записи или чтения. При записи сектора вычисляется контрольная сумма всех байтов, находящихся в секторе, которая записывается на диск в служебную область, находящуюся после сектора. При чтении контрольная сумма вычисляется заново и сравнивается со считанной из служебной области. При несовпадении контроллер сообщает программе об ошибке.

Дорожки нумеруются начиная от нулевой, головки тоже начиная от нулевой, а вот секторы - начиная с первого. Именно такая нумерация используется при работе с контрол-лером диска и функциями прерывания BIOS, обслуживающими дисковую подсистему.

Подведем некоторые итоги.

1.Каждый жесткий диск обслуживают несколько головок, в зависимости от количества круглых пластинок, покрытых магнитным материалом, из которых состоит диск.

2.Информация записывается и читается блоками, поэтому все дорожки как бы разбиты на секторы (обычно по 512 байт).

3.В операциях чтения или записи на физическом уровне необходимо указывать номер головки (0,1,...), дорожки или цилиндра (0,1,...), сектора (1,2,...).

Рис. Структура физического диска

ПРОГРАММИРОВАНИЕ ДИСКОВОЙ ПОДСИСТЕМЫ

По уровням сложности (по убыванию):