Сектор диска

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 09:43, 16 июня 2016.
Структура диска: (A) дорожка (B) геометрический сектор (C) сектор дорожки (D) кластер

Сектор диска — минимальная адресуемая единица хранения информации на дисковых запоминающих устройствах (НЖМД, дискета, CD). Является частью дорожки диска. У большинства устройств размер сектора составляет 512 байт(например, у жестких и гибких дисков), либо 2048 байт (например, у оптических дисков). Новые жесткие диски используют размер сектора 4096 байт (4 КиБ), известный как расширенный формат (Advanced Format).

Для более эффективного использования места на диске файловая система может объединять секторы в кластеры, размером от 512 байт (один сектор) до 64 кбайт (128 секторов). Переход к кластерам произошел потому, что размер таблицы FAT был ограничен, а размер диска увеличивался. В случае FAT16 для диска объемом 512 Мб кластер будет составлять 8 Кб, до 1 Гб — 16 Кб, до 2 Гб — 32 Кб и так далее.

Количество секторов на цилиндрах ранее было одинаковым, на современных дисках количество секторов на цилиндрах разное, но контроллер жёсткого диска сообщает о некоем условном количестве дорожек, секторов и сторон, хотя позднее была создана система обращения к дискам, в которой все секторы пронумерованы. Первый сектор диска обычно является загрузочным.

Существует 2 основных способа адресации секторов на диске: цилиндр-головка-сектор (англ. cylinder-head-sector, CHS) и линейная адресация блоков (англ. linear block addressing, LBA).

CHS

В этой системе сектор адресуется кортежем из трёх координат: цилиндр-головка-сектор (Cylinder, Head, Sector), именно так, как он физически расположен на диске.

Под цилиндром понимается совокупность дорожек одинакового радиуса на всех магнитных поверхностях пластин одного накопителя. Контроллер жёсткого диска интерпретирует значение в радиус, на который передвигается магнитная головка чтения. С каждой магнитной поверхности магнитного диска чтение производит только одна головка, следовательно, указывая головку, мы также указываем ту поверхность, с которой следует считывать информацию. Сектор диска, как понятно из геометричекого определения, интерпретируется как диапазон градуса поворота диска.

Очевидно, что такая схема плохо подходит к недисковым устройствам хранения (ленты, сетевые хранилища), потому и не используется для них. Схема CHS и её расширенная версия ECHS использовались на ранних приводах ATA использующих интерфейс ESDI.

LBA

При данном способе адресации системному контроллеру нет необходимости учитывать геометрию самого жесткого диска (количество цилиндров, сторон (головок), секторов на дорожке). Контроллеры современных IDE дисков в качестве основного режима трансляции адреса используют LBA.

Суть LBA состоит в том, что каждый блок, адресуемый на жёстком диске имеет свой номер, целое число, начиная с нуля и т. д. (то есть первый блок LBA=0, второй LBA=1, ...) LBA 0 = Цилиндр 0/Головка 0/Сектор 1

Еще одно преимущество метода адресования LBA — то, что ограничение размера диска обусловлено лишь разрядностью LBA. В настоящее время для задания номера блока используется 48 бит, что при использовании двоичной системы исчисления даёт возможность адресовать на приводе (248) 281 474 976 710 656 блоков (то есть, при блоке в 512 байт, 128 ПиБ).

  • LBA — адрес блока по LBA.
  • Cylinder — номер цилиндра.
  • noofheads — количество головок.
  • heads — номер выбранной головки.
  • sectors/track — количество секторов на одной дорожке.
  • Sector — номер сектора.

Преобразование CHS в LBA

Кортежи CHS можно преобразовать в адреса LBA и обратно по следующим формулам:

где номер цилиндра,
номер головки,
номер сектора,
число головок,
число секторов на дорожке,
— операция взятия остатка от деления.

Ссылки

  • Жёсткий диск [Электронный ресурс] : Материал из Википедии — свободной энциклопедии : Версия 78616074, сохранённая в 13:22 UTC 27 мая 2016 / Авторы Википедии // Википедия, свободная энциклопедия. — Электрон. дан. — Сан-Франциско: Фонд Викимедиа, 2016. — Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/?oldid=78616074
  • Сектор диска [Электронный ресурс] : Материал из Википедии — свободной энциклопедии : Версия 78131822, сохранённая в 14:56 UTC 2 мая 2016 / Авторы Википедии // Википедия, свободная энциклопедия. — Электрон. дан. — Сан-Франциско: Фонд Викимедиа, 2016. — Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/?oldid=78131822
  • CHS
  • LBA [Электронный ресурс] : Материал из Википедии — свободной энциклопедии : Версия 75333979, сохранённая в 10:53 UTC 26 декабря 2015 / Авторы Википедии // Википедия, свободная энциклопедия. — Электрон. дан. — Сан-Франциско: Фонд Викимедиа, 2015. — Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/?oldid=75333979