Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2008 №6 - Журнал «Домашняя лаборатория»

Магнитные головки объединены в единый блок (блок магнитных головок). Этот блок по отношению к дискам перемещается радиально. Во время работы PC Пакет Дисков все время вращается с постоянной скоростью (3600 об/мин). При считывании/записи информации блок магнитных головок перемещается (позиционируется) в заданную область, где производиться посекторное считывание/запись информации.

В силу инерционности процесса обработки информации и большой скорости вращения пакета дисков возможна ситуация, когда блок магнитных головок не успеет считать очередной сектор. Для решения этой проблемы используется метод чередования секторов (секторы нумеруются не по порядку, а с пропусками). Например, вместо того, чтобы нумеровать секторы по порядку: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14… их нумеруют так: 1 7 13 28 14 3 9…

В последнее время появились более скоростные SCSI-контроллеры[32], которые обеспечивают достаточную скорость обработки информации, и необходимость в чередовании секторов — отпадает.

Флоппи (FDD) (разработка фирмы IBM) — накопитель на съемном гибком магнитном диске (флоппи). Флоппи-диск имеет пластиковую основу и находится в спец. пластиковом кожухе. Флоппи-диск вставляется в FDD вместе с кожухом. Флоппи-диск (в FDD) вращается внутри кожуха со скоростью 300 об/мин.

На данный момент в IBM PC используются 2 типа FDD: 5.25" и 3.5"

Дискета 5.25" заключена в гибкий пластиковый кожух.

Дискета 3.5" заключена в жесткий пластиковый кожух.

HDD являются более скоростными устройствами, чем FDD.

МАГНИТНЫЕ ДИСКИ

Флоппи-диски (дискеты)

В качестве носителя информации используется магнитная поверхность диска. Магнитная поверхность "разбита" на дорожки (концентрические окружности, см. рис. 1). Дорожки нумеруются начиная с 0-ой (максимальный радиус). Магнитная поверхность "разбита" также на секторы (см. Рис. 1). Секторы нумеруются, начиная с 1-го.

Принято, что каждая дорожка "разбита" на секторы. Размер каждого сектора = 512 байт (для MS-DOS). Таким образом, объем дискеты:

V = P*D*S*512 (байт), где

V — объем дискеты (байт),

Р — кол-во поверхностей дискеты (1-а или 2-е),

D — кол-во дорожек на одной поверхности,

S — кол-во секторов на одной дорожке.

Если Дискета является системной, то ядро MS-DOS размещается начиная с 0-й дорожки, как более надежной (меньшая плотность записи).

Физический Адрес Сектора = Nповерхности + Nдорожки + Nсектора

Кол-во поверхностей "задается" при изготовлении Дискеты (может быть 1-а или 2-е). Кол-во дорожек и кол-во секторов на дорожке "задается" при форматировании дискеты. Форматирование дискет производится Пользователем с помощью спец. программ.

В табл. 1 приведен перечень стандартных форматов флоппи-дисков, применяемых в IBM PC.

Важнейшими характеристиками дискеты являются:

— тип (5.25" или 3.5")

— формат (и, соответственно, емкость)

Винчестеры

Организация хранения информации на Винчестере, с точки зрения Пользователя, не сильно отличается от Флоппи-дисков. Разница лишь в том, что количество поверхностей, дорожек и секторов значительно больше (соответственно больше и емкость).

Физический Адрес Сектора = Nцилиндра + Nдорожки + Nсектора

Важнейшими характеристиками Винчестера являются:

— емкость (от 10 Мб до 10 Гб),

— быстродействие (время произвольного доступа к информации, чем меньше этот показатель, тем "быстрее" Винчестер) (8-24 мсек)

Когда говорят (о Винчестере) 1 физический диск — имеется в виду весь пакет дисков данного Винчестера. С помощью спец. программ 1 физический диск Винчестера можно "разбить" на несколько разделов (логических дисков).

ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА MS-DOS

Файл (по английски File) — папка, скоросшиватель.

Файл — это поименованная область памяти на каком-либо физическом носителе, предназначенная для хранения информации. Совокупность средств MS-DOS, обеспечивающих доступ к информации на внешних носителях называется системой управления файлами или файловой системой.

Одно из понятий файловой системы MS-DOS — логический диск.

Логические диски:

В некотором приближении можно считать, что, "с точки зрения" MS-DOS, каждый логический диск это отдельный магнитный диск. Каждый логический диск имеет свое уникальное имя. В качестве имени логического диска используются буквы английского алфавита от А до Z (включительно).

Кол-во логических дисков, таким образом, не более 26. Буквы А и В — отведены строго под имеющиеся в IBM PC FDD. Начиная с буквы С именуются логические диски (разделы) HDD.

В случае, если данный IBM PC имеет только один FDD, буква В пропускается (см. рис. 4).

Как правило, только логические диски А и С могут быть системными.

Файловая структура логического диска:

Чтобы обратиться к информации на диске (находящейся в файле), надо знать физический адрес первого сектора (Nповерхности + Nдорожки + Nсектора), общее кол-во кластеров, занимаемое данным файлом, адрес следующего кластера, если размер файла больше, чем размер одного кластера и т. д. Все это очень туманно, трудно и не нужно.

MS-DOS избавляет Пользователя от такой работы и ведет ее сама. Для обеспечения доступа к файлам — файловая система MS-DOS организует и поддерживает на логическом диске определенную файловую структуру.

— стартовый сектор (сектор начальной загрузки, Boot-сектор),

— таблица размещения файлов (FAT — File Allocation Table),

— корневой каталог (Root-Directory),

— область данных (оставшееся свободным дисковое пространство)

Эти элементы создаются спец. программами (в среде MS-DOS) в процессе инициализации диска.

(Аналогично и для других дискет.)

Здесь записана информация, необходимая MS-DOS для работы с диском:

— идентификатор OS (если диск системный),

— размер сектора диска,

— кол-во секторов в кластере,

— кол-во резервных секторов в начале диска,

— кол-во копий FAT на диске (стандарт — две),

— кол-во элементов в каталоге,

— кол-во секторов на диске,

— тип формата диска,

— кол-во секторов в FAT,

— кол-во секторов на дорожку,

— кол-во поверхностей,

— блок начальной загрузки OS,

За стартовым сектором располагается FAT.

Область данных диска (см. выше) представлена в MS-DOS как последовательность пронумерованных кластеров.

FAT — это массив элементов, адресующих кластеры области данных диска. Каждому кластеру области данных соответствует один элемент FAT. Элементы FAT служат в качестве цепочки ссылок на кластеры файла в области данных.

FAT — крайне важный элемент Файловой Структуры!!! Нарушения в FAT могут привести к ПОЛНОЙ или ЧАСТИЧНОЙ потери информации на ВСЕМ логическом диске!!! Именно поэтому, на диске хранится две копии FAT.

Существуют спец. программы, которые контролируют состояние FAT и исправляют нарушения.

Это определенная область Диска,