Кілька слів про наочні порівняння

Вам, можливо, доводилося читати книги або статті, у яких для опису взаємодії голівки й диска використовується аналогія з "Боінгом-747", що летить у декількох метрах над землею зі швидкістю 800 км/год. Я сам протягом декількох років частенько до неї прибігав, але ніколи не замислювався над тим, наскільки точно вона відповідає сучасним накопичувачам.

Правда, порівняння голівки з літаком, що летить, завжди здавалося мені некоректним. Вона нікуди не летить, а плаває на повітряній подушці, що створюється на поверхні обертового диска.

Вірніше було б зрівняти її із судном на повітряній подушці. Завдяки спеціальному профілю голівки товщина повітряної подушки, що створюється, автоматично підтримується постійною. Іноді такий спосіб взаємодії двох рухливих об'єктів називають повітряною підвіскою.

Перерахуємо тепер всі геометричні розміри накопичувача відповідно до масштабу, при якому величина зазору між диском і голівкою складе точно 5 мм. Це означає, що всі відповідні числа необхідно помножити на 333 333 - саме в стільки разів 5 мм більше, ніж 15 нм.

Уявіть собі цю голівку: при такому збільшенні її довжина складе близько 410 м, ширина - 325 м, а висота - 100 м (це приблизно розміри хмарочоса Sears, покладеного на бік). Переміщається вона зі швидкістю 9187 км/с на відстані всього лише 5 мм над землею (тобто над диском) і зчитує біти даних, проміжки між якими рівні 2,16 см. Ці біти даних розташовані на доріжках, відстань між якими становить усього лише 29,9 см.

Швидкість переміщення цієї гіпотетичної голівки навіть важко собі представити, тому я приведу конкретний приклад. Діаметр Землі становить 12 742 км, тобто довжина навколоземної орбіти, що проходить на відстані одного дюйма від поверхні, буде дорівнює приблизно 40 000 км. Таким чином, розвиваючи швидкість 9 187 км/сек, ця голівка зробить виток навколо Землі менше ніж за п'ять секунд.

Не правда, хочеться викликнути: "Бачив чудеса техніки, але такі!..". И дійсно, сучасний жорсткий диск - це дійсне чудо техніки! Як бачите, приклад з авіалайнером виявився лише жалюгідною подобою того, що є насправді (не говорячи про його некоректність із погляду фізики).

Доріжки й сектори

Доріжка - це одне "кільце" даних на одній стороні диска. Доріжка запису на диску занадто велика, щоб використовувати її як одиницю зберігання інформації. У багатьох накопичувачах її ємність перевищує 100 тис. байт, і відводити такий блок для зберігання невеликого файлу вкрай марнотратно. Тому доріжки на диску розбивають на нумеровані відрізки, називані секторами.

Кількість секторів може бути різною залежно від щільності доріжок і типу накопичувача. Наприклад, доріжка гнучких дисків може містити від 8 до 36 секторів, а доріжка жорсткого диска - від 380 до 700. Сектори, створювані за допомогою стандартних програм форматування, мають ємність 512 байт, але не виключено, що в майбутньому ця величина зміниться.

Нумерація секторів на доріжці починається з одиниці, на відміну від голівок і циліндрів, відлік яких ведеться з нуля. Наприклад, дискета HD (Hіgh Densіty) формату 3,5 дюйми (ємністю 1,44 Мбайт) містить 80 циліндрів, пронумерованих від 0 до 79, у дисководі встановлені дві голівки (з номерами 0 й 1), і кожна доріжка циліндра розбита на 18 секторів (1-18).

При форматуванні диска на початку й кінці кожного сектора створюються додаткові області для запису їхніх номерів, а також інша службова інформація, завдяки якій контролер ідентифікує початок і кінець сектора. Це дозволяє відрізняти неформатовану й форматовану ємності диска. Після форматування ємність диска зменшується, і з цим доводиться миритися, оскільки для забезпечення нормальної роботи накопичувача деякий простір на диску повинен бути зарезервований для службової інформації.

На початку кожного сектора записується його заголовок (або префікс - prefix portion), по якому визначається початок і номер сектора, а наприкінці - висновок (або суфікс - suffіx portіon), у якому перебуває контрольна сума (checksum), необхідна для перевірки цілісності даних. У більшості нових дисководів замість заголовка використовується так називаний запис NO-ID, що вміщає в себе більший об’єм даних. Крім зазначених областей службової інформації, кожен сектор містить область даних ємністю 512 байт. При низькорівневому (фізичному) форматуванні всім байтам даних привласнюється деяке значення, наприклад F6h.