Форматирование диска
Формати́рование ди́ска — процесс разметки устройств хранения или носителей информации: жёстких дисков, дискет, устройств хранения на основе флеш-памяти, оптических носителей и др. Существуют разные способы этого процесса.
Рисунок 77
Само форматирование заключается в создании (формировании) структур доступа к данным, например структур файловой системы. При этом, вся находящаяся на носителе информация теряется или уничтожается. В процессе форматирования также может проверяться целостность носителя.
Два шага форматирования
Форматирование жесткого диска включает в себя три этапа:
1.Форматирование диска на низком уровне (низкоуровневое форматирование). Это единственный «настоящий» метод форматирования диска. При этом процессе на жестком диске создаются физические структуры: треки (дорожки), сектора, управляющая информация. Этот процесс выполняется заводом-изготовителем на пластинах, которые не содержат ещё никакой информации.
2.Разбиение на разделы. Этот процесс разбивает объём винчестера на логические диски (C, D, и т. д.). Этим обычно занимается операционная система, и метод разбиения сильно зависит от операционной системы.
3.Высокоуровневое форматирование. Этот процесс также контролируется операционной системой и зависит как от типа операционной системы, так и от утилиты, используемой для форматирования. Процесс записывает логические структуры, ответственные за правильное хранение файлов, а также, в некоторых случаях, системные загрузочные файлы в начало диска. Это форматирование можно разделить на два вида: быстрое и полное. При быстром форматировании перезаписывается лишь таблица файловой системы, при полном же — сначала производится верификация (проверка) поверхности накопителя, а уже потом производится запись таблицы файловой системы.
Из выше сказанного следует, что два из трех шагов — это форматирование, и такое двойное значение этого слова приводит к некоторому непониманию при использовании термина «форматирование».
Низкоуровневое форматирование
Низкоуровневое форматирование (англ. Low level format) — операция, в процессе которой на магнитную поверхность диска наносятся так называемые сервометки — служебная информация, которая используется для позиционирования головок жёсткого диска. Выполняется в процессе изготовления жёсткого диска, на специальном оборудовании, называемом серворайтером.
Низкоуровневое форматирование — это процесс нанесения информации о позиции треков и секторов, а также запись служебной информации для сервосистемы. Этот процесс иногда называется «настоящим» форматированием, потому что он создает физический формат, который определяет дальнейшее расположение данных. Когда в первый раз запускается процесс низкоуровневого форматирования винчестера, пластины жесткого диска пусты, то есть не содержат абсолютно никакой информации о секторах, треках и так далее. Это последний момент, когда у жесткого диска абсолютно пустые пластины. Информация, записанная во время этого процесса, больше никогда не будет переписана.
Старые жёсткие диски имели одинаковое количество секторов на трек и не имели встроенных контроллеров, так что низкоуровневым форматированием занимался внешний контроллер жесткого диска, и единственной нужной ему информацией было количество треков и количество секторов на трек. Используя эту информацию, внешний контроллер мог отформатировать жесткий диск. Современные жёсткие диски имеют сложную внутреннюю структуру, включая изменение количества секторов на трек при движении от внешних треков к внутренним, а также встроенную сервоинформацию для контроля за приводом головок. Также современные накопители используют технологию «невидимых» плохих секторов, могут незаметно для пользователя и системы автоматически пропускать плохие сектора. Вследствие такой сложной структуры данных, все современные жесткие диски проходят низкоуровневое форматирование только один раз — на заводе-изготовителе. Нет никакого способа в домашних условиях произвести настоящее низкоуровневое форматирование любого современного жесткого диска, будь это IDE/ATA, SATA или SCSI винчестер. Причем это невозможно сделать даже в условиях хорошего сервисного центра (в сервисном центре можно произвести как бы «среднеуровневое» форматирование, которое может заменить информацию о пропускаемых сбойных секторах, но перезаписать физическое распределение секторов и служебную сервоинформацию не получится).
Старые жёсткие диски нуждались в неоднократном низкоуровневом форматировании на протяжении всей своей жизни, в связи с эффектами температурного расширения, связанного с применением шаговых моторов в приводе головок, у которых перемещение головок было разбито на сетку с фиксированным шагом. С течением времени у таких накопителей смещалось физическое расположение секторов и треков, что не позволяло правильно считывать информацию, применяя шаговый двигатель в приводе магнитных головок. Головка выходила на нужную, по мнению контроллера, позицию, в то время как позиция заданного трека уже сместилась, что приводило к появлению сбойных секторов. Эта проблема решалась переформатированием накопителя на низком уровне, перезаписывая треки и сектора по новой сетке шагов привода головок. В современных накопителях, использующих в приводе головок звуковую катушку, проблема температурного расширения ушла на второй план, вынуждая производить лишь температурную перекалибровку рабочих параметров привода головок. Результатом выполнения «низкоуровневого форматирования» из BIOS может быть:
Отсутствие результата, то есть полное игнорирование винчестером этой процедуры. Позиционирование будет отработано, но никаких действий на дисках произведено не будет.
Запись нулей во все сектора, то есть простое стирание информации пользователя.
Возникновение проблем с жёсткими дисками старых серий, не обеспечивающих надёжную защиту от пользователя. Некоторые старые жёсткие диски ёмкостью 40—80 Мб могут на 50h отвечать ошибкой, что может привести к маркировке всех секторов как «bad», или наоборот, записать нулями часть служебных треков, что приведёт к неработоспособности накопителя.
Информацию после проведения реального низкоуровневого форматирования восстановить нельзя никаким образом.
Высокоуровневое форматирование
Высокоуровневое форматирование — процесс, который заключается в создании главной загрузочной записи с таблицей разделов и (или) структур пустой файловой системы, установке загрузочного сектора и тому подобных действий. В процессе форматирования также проверяется целостность носителя для блокировки дефектных секторов. Известен также способ без проверки носителя, который называется «быстрое форматирование».
После завершения процесса низкоуровневого форматирования винчестера, пользователь получает диск с треками и секторами, но содержимое секторов будет заполнено случайной информацией. Высокоуровневое форматирование — это процесс записи структуры файловой системы на диск, которая позволяет использовать диск в операционной системе для хранения программ и данных. В случае использования операционной системы DOS, для примера, команда format выполняет эту работу, записывая в качестве такой структуры главную загрузочную запись и таблицу размещения файлов. Высокоуровневое форматирование выполняется после процесса разбивки диска на партиции (разделы), даже если будет использоваться только один раздел, занимающий весь объём накопителя. В современных операционных системах процесс разбиения винчестера на разделы и форматирования может выполнятся как в процессе установки операционной системы, так и на уже установленной системе, используя графический интуитивно понятный интерфейс.
Как часто производится форматирование дисков?
Обычно только при установке нового жесткого диска на компьютер. При установке нового жесткого диска его необходимо отформатировать под определенную файловую систему, например NTFS. Windows сможет хранить файлы на диске только после его форматирования.
Что такое переформатирование жесткого диска?
Переформатирование – это форматирование жесткого диска или раздела, уже отформатированного или содержащего данные. Переформатирование диска удаляет все данные на диске.
Переформатирование жесткого диска и переустановка Windows раньше иногда рекомендовались как способ решения серьезных компьютерных проблем. Переформатирование решало проблему, но за счет удаления всего содержимого. Затем пришлось бы переустанавливать свои программы с помощью исходных установочных файлов или дисков и восстанавливать по заблаговременно сделанным резервным копиям свои личные файлы, такие как документы, музыка и рисунки.
Сегодня эта версия Windows предлагает ряд менее радикальных вариантов восстановления, обеспечивающих лучшие стартовые возможности для решения компьютерных проблем. Для получения дополнительных сведений выполните поиск по ключевому сочетанию «параметры восстановления системы» в окне справки и поддержки Windows. Переформатирование и переустановку следует рассматривать как крайнюю меру, только для случаев, когда все другие варианты восстановления или диагностики не принесли положительного результата.
Какой файловой системой следует пользоваться?
Для жестких дисков в этой версии Windows оптимальна файловая система NTFS. Для некоторых предыдущих версий Windows требовалась система FAT32, поэтому в некоторых случаях (например, при создании конфигурации с несколькими операционными системами) диск должен форматироваться под систему FAT32.
Что требуется для форматирования жесткого диска?
Перед форматированием жесткого диска необходимо создать на нем один или несколько разделов. После создания разделов можно приступать к форматированию каждого из них. (Термины «том» и «раздел» часто взаимозаменяемы.) На жестком диске можно создать один или несколько разделов. Каждому тому присваивается буква диска.
Что такое быстрое форматирование?
Быстрое форматирование — это способ форматирования, при котором новая таблица файлов создается без полной перезаписи или стирания информации жесткого диска. Быстрое форматирование занимает значительно меньше времени, чем обычное форматирование, при котором происходит полное стирание всей информации жесткого диска.
Что такое разделы и тома?
Раздел — это область жесткого диска, которой после форматирования присваивается буква диска. На базовом диске (самый распространенный на персональных компьютера тип диска) томом является форматированный основной раздел или логический диск. (Термины «раздел» и «том» часто взаимозаменяемы.) Системному разделу обычно присваивается буква C. Буквы A и B зарезервированы для съемных дисков или дисководов гибких дисков. На жестких дисках некоторых компьютеров имеется только один раздел, в этом случае весь жесткий диск обозначен буквой «C». На других компьютерах может быть дополнительный раздел, содержащий средства восстановления на случай, если информация на диске C повредится или станет нечитаемой.
Как создать дополнительные разделы?
Создание дополнительных разделов возможно только в том случае, если на диске есть невыделенное пространство (неотформатированное пространство, не входящее в существующий раздел или том). Для создания невыделенного пространства можно сжать существующий том или воспользоваться сторонним средством перераспределения разделов.
Как установить новый жесткий диск?
Если происходит установка внутреннего жесткого диска, обратитесь к сопроводительной документации диска. При установке внешнего жесткого диска, подключенного через USB-кабель, эта версия Windows должна распознать жесткий диск.