В18 Логическая структура накопителей на жестких дисках. Mbr.

С физической точки "зрения жесткий диск состоит из набора магнитных дисков («бли­нов») вращающейся на общей оси. Каждый диск содержит набор концентрических маг­нитных дорожек, находящихся на разном расстоянии от этой оси. Обычно диски-блины являются двусторонними и содержат магнитные дорожки на обеих сторонах диска.

Каждая дорожка разбивается на сектора, являющиеся минимальными физическими элементами для хранения данных.

Весь пакет магнитных головок способен синхронно читать данные со всех дорожек, на­ходящихся на одинаковом расстоянии от оси вращения. Такая операция чтения не требует перемещения пакета головок и поэтому выполняется достаточно быстро. Из этих сообра­жений принято называть такой набор дорожек, расположенных «друг над другом», цилин­дром. Таким образом, физический адрес сектора на жестком диске состоит из трех чисел: номера цилиндра, номера магнитной головки, определяющего конкретную дорожку, и номера сектора на дорожке.

Каждый сектор несет не только данные, но и служебную информацию. В начале каждого сектора записывается его заголовок (prefix), по которому определяется начало и номер сектора, а в конце – заключение (suffix), в котором находится контрольная сумма (checksum, CRC), необходимая для проверки целостности данных. Заголовок сектора включает в себя идентификатор (ID) сектора, первую CRC (контрольная сумма) и интервал включения записи. Идентификатор содержит информацию о номере цилиндра, головки и сектора. Далее следует интервал включения записи, после которого следует 512 байт данных. За данными располагается вторая CRC и интервал между записями (секторами), необходимый для того, чтобы застраховать следующий сектор от записина предыдущий. Это может произойти из-за неравномерной скорости вращения диска. Завершает сектор прединдексный интервал, который имеет размер от 693 байт, служит для компенсации неравномерности скорости вращения диска. Таким образом, размер сектора увеличивается до 571 байта, из которых 512 байт составляют данные.

Подготовка к использованию жесткого диска происходит в три этапа: 1) низ­коуровневое форматирование. 2) создание разделов и 3) высокоуровневое форматирова­ние.

Разделы диска. В настоящее время логика работы операционных систем с носителями информации такова, что на них должны быть организованы так называемые разделы. Раз­дел (partition) - это часть жёсткого диска, выделенная для удобства работы. На одном же­стком диске может быть организовано до четырех разделов.

Информация о структуре диска хранится в Главной Загрузочной Записи (Master Boot Record - MBR). Главная загрузочная запись (англ. master boot record, MBR) — код и данные, необходимые для последующей загрузки операционной системы и расположенные в первых физических секторах (чаще всего в самом первом) на жёстком диске или другом устройстве хранения информации. MBR содержит небольшой фрагмент исполняемого кода, таблицу разделов (partition table) и специальную сигнатуру. Функция MBR — «переход» в тот раздел жёсткого диска, с которого следует исполнять «дальнейший код» (обычно — загружать ОС). На «стадии MBR» происходит выбор раздела диска, загрузка кода ОС происходит на более поздних этапах алгоритма. В процессе запуска компьютера, после окончания начального теста (Power-on self-test — POST), Базовая система ввода-вывода (BIOS) загружает «код MBR» в оперативную память (в IBM PC обычно с адреса 0000:7c00) и передаёт управление находящемуся в MBR загрузочному коду.

Эта односекторная запись размешается в самом первом секторе жесткого диска по физическому адресу 0-0-1. MBR состоит из трех частей:

- внесистемный загрузчик (Non-System Bootstrap. XSB).- таблица разделов (Partition Table. PT) и

- сигнатура MBR. Последние два байта MBR должны содержать число 0хАА55 Схематически структура MBR представлена в таблице.

Форматирование высокого уровня представляет собой создание файловой системы

на логическом диске.

Файловая система - регламент, определяющий способ организации, хранения и имено­вания данных на носителях информации. Она определяет формат физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая систе­ма определяет размер имени файла, максимальный возможный размер файла, набор атри­бутов файла. Некоторые файловые системы предоставляют сервисные возможности, на­пример, разграничение доступа или шифрование файлов.