Логическая структура диска

С аппаратной точки зрения любой жесткий диск можно представить как совокупность секторов, адресуемых тем или иным способом(CHS или LBA), и каждый сектор может быть записан и считан независимо от других. Но для большинства прикладных программ представляет интерес не обращение к отдельным секторам, а возможность обращения к файлам, которые могут занимать произвольное, в том числе и не целое количество секторов. Для облегчения обращения к файлам и упорядочения использования пространства секторов диска в состав любой операционной системы входит файловая система, тесно связанная с логической структурой диска

Логический диск — это совокупность секторов с последовательно нарастающими номерами. Самый первый сектор логического диска называется загрузочным (boot sector). Если на диске с загрузчиком присутствуют и соответствую­щие файлы ОС, и эта ОС может быть загружена с него на компьютер, такой диск называется системным.

ОС позволяет разбить HDD разбить жесткий диск на несколько независимых частей – разделов причём каждый из них будет рассматриваться OS как отдельный «логический» диск.. Разбиение винчестера на логические диски используют и для упорядочивания использования дискового пространства.

Существуют и другие причины, по которым может быть полезно разделение большого диска на части:

в случае повреждения логического диска теряется только информация, которая находилась на логическом диске;

реорганизация и выгрузка диска маленького размера выполняется быстрее, чем большого;

на одном физическом диске может находиться несколько различных OS с разной файловой системой, расположенные на различных логических дисках (в разных разделах). В ходе загрузки операционной системы можно указать, с какого раздела должна загружаться OS.

Разбение физическиого диска на логические осуществляется обычно помощью программы FDISK

1. Главная загрузочная запись

Первый сектор жёсткого диска (сектор 1, головка 0, дорожка 0) содержит так называемую главную загрузочную запись (Master Boot Record = MBR). В начале этого сектора расположена программа IPL1 (Initial Program Loading 1), необходимая для распознавания логических разделов диска. Во время выполнения эта программа сканирует таблицу разделов диска (Partition table), котрая располагается в конце главнуой загрузочно записи после программы IPL1. Эта таблица содержит до четырёх элементов, описывающих разделы диска.

Таблица разделов состоит из структур размером 16 байт, соответствующих частям диска, называемых разделами. В структуре располагается информация о расположении (причем в двух системах: CHS (координаты начала и конца) и LBA (начало и длина)) и размере раздела в секторах, а так же о назначении раздела.

Разделы бывают активными и неактивными. Активный раздел может быть использован для загрузки операционной системы. Диск может содержать одновременно несколько активных разделов, которые могут принадлежать различным операционным системам.

Все элементы таблицы имеют одинаковый формат:

Смещение (байт)	Размер (байт)	Описание
0	1	Признак активного раздела: 0 — раздел неактивный 80h — раздел активен
1	1	Номер головки для начального сектора раздела
2	2	Номер сектора и дорожки для начального сектора раздела в формате функции чтения сектора INT 13h
4	1	Код системы: 0 — неизвестная система 1, 4 — MS-DOS 5 — расширенный раздел MS-DOS
5	1	Номер дорожки для последнего сектора раздела
6	2	Номер сектора и дорожки для последнего сектора раздела в формате функции чтения сектора INT 13h
8	4	Относительный номер сектора начала раздела
12	4	Размер раздела в секторах

Таблица 1 Элементы таблицы разделов

Байт поля Признак активного раздела указывает программе IPL1, какой раздел диска содержит загружаемую операционную систему

В поле начало раздела храняться номера головки, сектора и цилиндра стартового сектора цилиндра

В поле конец раздела – соответствущие величины для конечного сектора даного раздела.

Поле Код системы указывает тип раздела, т.е. код в этом поле указывает какой именно операционной системе принадлежит данный раздел.