5. Структура магнитного диска. Главная и вторичная загрузочные записи

Информация на магнитных дисках размещается и передается блоками, которые называются секторами. Секторы расположены на дорожках диска (концентрические окружности).

Современный НЖМД содержит два или три диска.

Группа дорожек одного радиуса образует цилиндр.

Современные жесткие диски могут иметь несколько десятков тысяч цилиндров, на поверхности дискеты всего 80 цилиндров (дорожек).

Каждый сектор состоит из поля данных и поля служебной информации, ограничивающей и идентифицирующей его.

В большинстве ОС размер сектора выбирается равным 512 байт.

Физический адрес сектора на диске определяется триадой [c-h-s], где c - номер цилиндра (cylinder), h - номер рабочей поверхности диска (магнитной головки, head), s - номер сектора на дорожке (sector).

 

В самом первом секторе на винчестере (по физическому адресу [0-0-1]) располагается главный загрузочный сектор.

В главном загрузочном секторе содержится главная загрузочная запись винчестера - Master Boot Record (MBR).

Формирование главной загрузочной записи происходит во время первоначальной установки компьютера и разделения его жесткого диска на разделы (логические диски).

 MBR обычно не зависит от ОС (на платформе Intel она используется для запуска любой из ОС).

Главная загрузочная запись - MBR - состоит из

       выполняемого кода - программы начальной загрузки (внесистемный загрузчик -

non-system bootstrap)

       и таблицы разделов, или  таблицы разбиения диска (Disk Partition Table).

 

Главный загрузочный сектор заканчивается специальной сигнатурой АА55h (2 байта).

По наличию этой сигнатуры BIOS проверяет, что первый сектор был загружен успешно.

Сигнатура выбрана не случайно. Ее успешная проверка позволяет установить, что все линии передачи данных могут передавать и нули, и единицы.

 

6. Процесс загрузки операционной системы.

Сразу после того, как включается питание компьютера, начинает работать процедура проверки POST (Power On Self Test). В ходе проверки определяется конфигурация компьютера, проверяется работоспособность основных подсистем. Процедура POST записана в микросхеме постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), расположенного на системной плате компьютера. Часто ее называют системным загрузчиком.

Процедура начальной загрузки вызывается как программной прерывание (BIOS INT 19h).

Затем из CMOS-памяти считываются значения текущей даты и времени, конфигурация дисковой подсистемы.

Затем процедура определяет первое готовое устройство из списка разрешенных и доступных (гибкий или жесткий диск, CD-ROM, сетевой адаптер или другое устройство) и пытается загрузить с него в ОП главную программу загрузчик.

Необходимо заметить, что почти все современные системные платы и версии программы Setup позволяют изменить порядок загрузки компьютера.

 

Для жесткого диска - это программа-загрузчик из MBR. Повторим, что она анализирует таблицу разбиения диска, выбирает активный (Bootable) раздел и считывает загрузочную запись активного раздела (Boot Record). Эта (system bootstrap) загрузочная запись продолжает загрузку операционной системы. Она заключается просто в считывании с диска необходимых файлов операционной системы и передачи им управления.

Заметим, что в случае загрузки с гибкого диска - программа-загрузчик, записанная в загрузочном секторе дискеты, аналогична загрузочной записи активного раздела. Таким образом, при загрузке с дискеты опускается этап анализа таблицы разбиения и поиска активного раздела.

Для ОС DOS считываютcя и загружаются в оперативную память файлы IO.SYS  и MSDOS.SYS. Оба эти файла являются скрытыми системными файлами. Для операционных систем, совместимых с MS-DOS, эти имена могут отличаться. Например, в ОС  IBM PC-DOS загружаются файлы IBMIO.COM  и IBMSYS.COM. Для упрощения работы этой программы оба файла размещаются в определенных постоянных местах на дискете. Это избавляет программу загрузки от необходимости искать их в справочнике дискеты.