Реферат на тему:

Жорсткі диски

План

1. Будова жорсткого диска.

2. Інтерфейси.

2.1. IDE/ATA.

2.2. SCSI.

2.3. Fibre Channel (оптоволоконний кінал).

2.4. IEEE 1394.

2.5. USB.

2.6. Який інтерфейс вибрати. 2 7. RAID.

3. Зберігання інформації.

3.1. Адресація секторів.

3.2. Розділи.

3.3. Головний завантажувальний запис.

Будова жорсткого диска

Основним пристроєм зберігання інформації у комп’ютерній системі є
жорсткий диск. Великий обсяг і енергонезалежність зробили його найбільш
придатним для зберігання програм і даних.

Повна назва жорсткого диска — НЖМД — накопичувач на жорстких магнітних
дисках. Іноді його ще називають вінчестером. Існує легенда, яка пояснює,
чому за жорсткими дисками закріпилася така вигадлива назва. Перший
жорсткий диск, випущений в Америці на початку 70-х років, мав об’єм на
ЗО МБ інформації на кожній робочій поверхні. У ті самі часи широко
відома знову ж таки в Америці магазинна гвинтівка О. Ф. Вінчестера мала
калібр — 0.30. Напевно, перший вінчестер гуркотів під час роботи, як
автомат, або порохом від нього пахло, але з того часу жорсткі диски
почали називати вінчестерами.

Накопичувач на жорсткому диску зовні являє собою міцний металевий
корпус. Він абсолютно герметичний і захищає дисковод від часточок пилу,
які, потрапивши у вузький зазор між головкою й поверхнею диска, можуть
пошкодити чутливий магнітний шар і вивести диск із ладу. Крім того,
корпус екранує накопичувач від електромагнітних перешкод.

Усередині корпуса знаходяться всі механізми і деякі електронні вузли.

Механізми — це самі диски, на яких зберігається інформація, головки, що
записують і зчитують інформацію з дисків, а також двигуни, що рухають
весь пристрій.

Диск —це кругла металева пластина з дуже рівною поверхнею, вкрита тонким
феромагнітним шаром. У багатьох накопичувачах використовується шар
оксиду заліза (яким вкривається звичайна магнітна стрічка), але новітні
моделі жорстких дисків працюють із шаром кобальту завтовшки приблизно в
десять мікронів. Таке покриття більш міцне і, крім того, дозволяє значно
збільшити Щільність запису. Технологія його нанесення близька до тієї,
що використовується при виробництві інтегральних мікросхем.

Кількість дисків може бути різною — від одного до п’яти, кількість
робочих поверхонь, відповідно, удвічі більшою (по дві на кожному диску).
Останнє (як і матеріал, використаний для магнітного покриття) визначає
об’єм жорсткого диска. Іноді зовнішні поверхні крайніх дисків (або
одного з них) не використовуються, що дозволяє зменшити висоту
накопичувача, але при цьому кількість робочих поверхонь зменшується й
може виявитися непарною.

Магнітні головки зчитують і записують інформацію на диски. Принцип
запису загалом схожий на той, що використовується у звичайному
магнітофоні. Цифрова інформація перетворюється на змінний електричний
струм, що надходить на магнітну головку, а потім передається на
магнітний диск, але вже у вигляді магнітного поля, яке диск може
сприйняти і «запам’ятати».

Магнітне покриття диска являє собою безліч дрібних областей довільної
(спонтанної) намагніченості. Для наочності уявіть собі, що диск вкритий
шаром дуже маленьких стрілок від компаса, спрямованих у різні сторони.
Такі частинки-стрілки називаються доменами. Під впливом зовнішнього
магнітного поля власні магнітні поля доменів орієнтуються відповідно до
його напрямку. \ Після припинення дії зовнішнього поля на поверхні диска
утворюються зони 1 залишкової намагніченості. У такий спосіб
зберігається записана на диск інформація. Ділянки залишкової
намагніченості, опинившись при обертанні диска І напроти зазору
магнітної головки, викликають у ній електрорушійну силу, яка змінюється
в залежності від величини намагніченості. Пакет дисків, змонтований на
осі-шпинделі, рухається спеціальним двигуном, компактно розташованим під
ним. Швидкість обертання дисків, як правило, складає 5400 об/хв, хоча
існують диски і зі швидкістю обертання 7200, 10000 і навіть 15000 об/хв.
Для того щоб скоротити час виходу накопичувача в робочий стан, двигун
при вмиканні якийсь час працює у форсованому режимі. Тому джерело
живлення комп’ютера повинно мати запас пікової потужності.

Тепер про роботу головок. Вони переміщаються за допомогою прецизійного
крокового двигуна і ніби «пливуть» на відстані в частки мікрона від
поверхні диска, не торкаючись його. На поверхні дисків у результаті
запису інформації утворюються намагнічені ділянки, у формі концентричних
кіл. Вони називаються магнітними доріжками. Переміщаючись, головки
зупиняються над кожною наступною доріжкою. Сукупність доріжок,
розташованих одна під одною на всіх поверхнях, називають циліндром. Усі
головки накопичувача перемішаються одночасно, здійснюючи доступ до
однойменних циліндрів з однаковими номерами.

Інтерфейси

Для того щоб обмінюватися даними з комп’ютером, жорсткий диск
підключений кабелями управління, за допомогою яких передаються команди
диску й дані. Розглянемо різні інтерфейси підключення жорстких дисків.

IDE/ATA

IDE (Integrated Drive Electronics) — це назва типу жорстких дисків, шо
мають інтерфейс ATA (AT Attachment). Дешева електроніка IDE у поєднанні
з паралельною передачею даних АТА дозволяє виробляти жорсткі диски, ціна
яких не надто висока. Проте не слід забувати, що АТА не призначений для
зовнішніх підключень і не підтримує кабелів завдовжки більше 60 см.

Один канал АТА може підтримувати до двох дисків, первинний — master

вторинний — slave. Дуже часто ставлять на один канал жорсткий диск як
master й інший, повільніший пристрій, типу CD-ROM, як slave. Але
оскільки IDE може звертатися тільки до одного пристрою на каналі
одночасно, то знижується продуктивність системи загалом. Так що краще не
мати slave-пристроїв у принципі. Тим більше, що зараз усі материнські
плати мають два інтегровані канали IDE, а деякі три і навіть чотири.
Якщо є можливість, то краше підключати жорсткий диск як master на перший
канал, a DVD або CD-ROM — як master на другий канал.

Сьогодні на ринку присутні чотири основні стандарти IDE-дисків: АТА/33,
АТА/66, АТА/100. У цьому випадку число показує максимальну пропускну
здатність у мегабайтах у секунду. Для АТА/66 і АТА/100 потрібен
спеціальний gO-контактний кабель, а зі стандартним 40-контактним
АТА/66/100 диск буде працювати, як АТА/33. Як правило, такий кабель іде
в комплекті з усіма материнськими платами, що підтримують АТА/66/100. Ці
три стандарти називають одним словом — UDMA. Хоча іноді й вживають UDMA,
АТА і IDE як взаємозамінні поняття, але це неправильно.

Усі IDE-диски повинні працювати з усіма варіантами АТА. Диск АТА/100
повинен прекрасно функціонувати з контролером АТА/33, а диск АТА/33
повинен так само прекрасно працювати з контролером АТА/100. Але
працювати вінчестер буде на швидкості найповільнішого компонента. В обох
наведених випадках це буде швидкість АТА/33, тобто максимальна пропускна
здатність дорівнюватиме 33 МБ/с. Іноді можуть виникнути певні
несумісності, наприклад, коли конкретний диск не бажає працювати з
конкретним кабелем або два диски від різних виробників не бажають
співіснувати на одному каналі контролера.

Насправді різниця в продуктивності між АТА/33,66 і 100 не така вже й
велика, тому що йдеться про пікову пропускну здатність, яка під час
реальної роботи досягається дуже рідко Поки не існує дисків АТА/100, що
забезпечують передачу даних навіть у 66 МБ/с, і лише деякі моделі
досягли планки в 33 МБ/с. Тільки кеш-пам’ять жорсткого диска може
скористатися перевагами підвищеної пропускної здатності. Але для цього
розмір кеша повинен бути досить великим. А більшість IDE-дисків має
всього 512 КБ кеш-пам’яті, і тільки деякі, найдорожчі, можуть
похвалитися кешем у 2 або навіть 4 МБ.

Так що головним недоліком IDE, як і раніше, залишається мала швидкість.
Звичайно, сучасні IDE-диски наздогнали за швидкісними характеристиками
старі моделі SCSI-дисків, але з новими SCSI-вінчестерами їм все одно не
зрівнятися. Можна придбати досить швидкий IDE-диск зі швидкістю
обертання 7200 обертів на хвилину (грт), але можна купити і SCSI-привод
зі швидкістю 15, 000 rpm, який буде більш швидким. Крім того, час
напрацювання на відмову, що заявляється виробниками, у IDE-дисків
набагато менший, ніж у SCSI-дисків. Можливо, це просто маркетингові
заходи, але розповсюджена думка, що SCSI-пристрої надійніші, ніж IDE.

Майбутнє АТА, найімовірніше, належить стандарту Serial ATA. Serial ATA
матиме кабель усього з двома контактами (один на прийом, один на
передачу) і повинен забезпечити IDE пропускну здатність до 1.5 ГБ/с, а
можливо, і більше. Це вдвічі перекриває пропускну здатність АТА/100, у
якого контактів у 40 разів більше. Єдиною негативною стороною Serial ATA
є те, що на одному каналі може бути тільки один пристрій, але при
наявності контролера з декількома каналами це не проблема.

SCSI

SCSI давно став стандартним інтерфейсом для діючих станцій і серверів І
хоча за ціною SCSI обходиться значно дорожче IDE, за ці гроші ми
одержуємо набагато більшу пропускну здатність, підтримку більшої
кількості пристроїв на одному каналі, набагато більшу довжину кабелів
(до 12 м), підтримку зовнішніх пристроїв і багатозадачність.

Звичайна (іноді говорять «вузька») шина SCSI може нести на собі до 8 при
строїв, а широка (wide) — до 16. Сам SCSI-контролер займає одну адресу,
а інші 15 залишає для пристроїв, що підключаються (відповідно на вузькій
шині для пристроїв залишається 7 адрес). Старші адреси SCSI мають
більший пріоритет Це трохи ускладнює установку SCSI. Зазвичай краше
надати пріоритет повшь ним пристроям, типу CD-ROM, а не жорстким дискам.

Існує безліч різних варіантів SCSI. З доступних зараз пристроїв можна
назвати Ultra, Ultra2 і UltragО SCSI Ultra SCSI дозволяє передачу 20
МБ/с і має 8 адрес. Широка (wide) версія Ultra SCSI піднімає пропускну
здатність удвічі, тобто до 40 МБ/с. Ultra2 SCSI, відомий також як LVD
(Low Voltage Differential) SCSI, має пропускну здатність 40 МБ/с, і,
відповідно, wide-версія його дає нам 80 МБ/с. Ultral60 SCSI продовжує
традицію подвоєння пропускної здатності, але буває тільки у варіанті
wide, що дає нам 16 пристроїв на каналі й 160 МБ/с SCSI-пристрої, як
правило, мають сумісність зверху вниз. Правда, цього ніхто не гарантує,
але в більшості випадків, наприклад, пристрій SCSI-2 буде прекрасно себе
почувати на контролері Ultra2Wide SCSI. Однак при цьому буває, що за
наявності на одній шині швидкого і повільного пристроїв обидва починають
працювати з максимальною швидкістю повільного. Але насправді те, як
будуть поводитися різні SCSI-пристрої, підвішені поруч, залежить в
основному від контролера.

Із SCSI часто виникають проблеми, що стосуються установки і першого
настроювання, особливо в тих, хто робить це вперше Одночасно усі ці
проблеми з лихвою окупаються надійністю цього інтерфейсу. А поява
активних терміна торів (тобто пристроїв, які обов’язково повинні
завершувати ланцюжок SCSI пристроїв) помітно спростила установку SCSI-
пристроїв

Головна перевага SCSI виражається терміном high-end, тобто більш швидкі,
найбільш об’ємні жорсткі диски мають інтерфейс SCSI Наприклад, Seagate
Cheetah з 15 000 обертів на шпинделі у варіанті IDE ніколи не вироблявся
і навряд чи буде вироблятися. Натомість здатність підтримувати до 15
пристроїв на одному каналі говорить про чудове масштабування, що для
повних цілей теж дуже важливо.

Майбутнє SCSI уже розписане як по нотах З’являються перші пристрої Ultra
320. і наступним кроком буде Ultra 640. Сам стандарт SCSI напочатку
передбачав масштабування і став масштабований настільки, що навряд чи
щось може з ним у цьому зрівнятися.

Fibre channel (оптоволоконний канал)

Fibre channel — це інтерфейс, шо докорінно відрізняється від SCSI і IDE
Узагалі він ближчий до Ethernet і InfiniBand. Коротко кажучи, цей
інтерфейс призначений не тільки для того, щоб приєднувати жорсткі диски
й іншу периферію до системи, а насамперед для організації мереж,
об’єднання віддалений один від одного масивів жорстких дисків й інших
операцій, що вимагають високої пропускної здатності в поєднанні з
великими відстанями. Fibre channel часто використовується для з’єднання
SCSI RAID- масивів із мережею робочої групи або сервером.

Існуючі технології дозволяють пропускну здатність Fibre channel у 100
МБ/с, а теоретична межа цієї технології лежить десь у районі 1.06 ГБ/с.
При цьому вже зараз ряд компаній зайнятий розробкою пристроїв із
пропускною здатністю до 2.12 ГБ/с, але це вже наступне покоління
інтерфейсу Fibre channel. На сьогоднішньому ринку також присутні
рішення, коли для досягнення надвисокої пропускної здатності
використовується цілий ряд каналів Fibre channel одночасно.

На відміну від SCSI, Fibre channel має набагато більшу гнучкість. Якщо
SCSI обмежується всього 12 м, то Fibre channel дозволяє з’єднання
завдовжки до 10 км при використанні оптичного кабелю і трохи менше при
використанні порівняно недорогих мідних сполук.

IEEE 1394

IEEE 1394, він же FireWire (як його назвала Apple), він же iLink (як
його назвала Sony), реально стає стандартом для передачі цифрового
відео, але також може використовуватися для підключення жорстких дисків,
сканерів, мережного устаткування, цифрових камер і всього, що вимагає
високої пропускної здатності Сьогодні FireWire залишається досить
дорогим рішенням (принаймні, для рядового користувача), але стандарт
дедалі більше проникає в усі сфери комп’ютерної периферії і постійно
дешевшає.

FireWire здатний підтримувати до 63 пристроїв на одному каналі 400 МБ/с.
A IEEE 1394b, перша спроба серйозного перегляду FireWire, підтримуватиме
пропускну здатність у 800 МБ/с на канал. FireWire забезпечує велику
продуктивність, але зовнішні пристрої з цим інтерфейсом потребують
окремого зовнішнього джерела живлення.

Перші жорсткі диски FireWire уже починають з’являтися, і вже досить
давно існують моделі, які використовують транслятор IDE/FireWire. А от
для відеокамер, сканерів і принтерів цей інтерфейс використовується вже
дуже широко. Також на базі FireWire можна будувати продуктивні локальні
мережі. Багато моделей комп’ютерів Apple мають один або два
FireWire-порти, однак на PC пей стандарт поки такого визнання не
одержав.

Найприємнішою особливістю FireWire є можливість «гарячого» підключення.
Тобто можна підключати й відключати FireWire-пристрої, не вимикаючи
комп’ютер. Але якщо таким пристроєм є жорсткий диск, то операційна
система повинна вміти монтувати нові жорсткі диски «на льоту».

Майбутнє IEEE 1394 виглядає досить оптимістично, з огляду на молодість
Цього стандарту і вже майже готову специфікацію 1394b, що дозволяє
подвоїти пропускну здатність. А визнання цього стандарту — справа
недалекого майбутнього, популярність його зростає з кожним днем, а ціни,
відповідно, падають.

USB

USB (Universal Serial Bus — універсальна послідовна шина) — стандарт, що
одержав за останні кілька років дуже широке поширення. Складно знайти
комп’ютер, на якому б не було підтримки USB. Цей інтерфейс має два
швидкісні 1 режими. Перший — «високошвидкісний» — забезпечує пропускну
здатність у 1 12 МБ/с і довжину з’єднувальних кабелів до 5 м. Другий —
низькошвидкісний — J пропускну здатність 1.5 МБ/с і довжину кабелів до 3
м. Зрозуміло, що для і жорстких дисків цей стандарт непридатний через
свою повільність, а от для І усіляких пристроїв резервного копіювання,
CD-R, сканерів, мережних пристроїв 1 і пристроїв введення цілком
підходить.

На одному каналі USB може бути до 127 пристроїв, для чого можуть
використовуватися-пристрої, що пропускають через себе сигнал, або
USB-концентра- і тори. USB має так званий майстер-контролер, так що
будь-який сигнал, переданий, скажімо, від USB- жорсткого диска до USB
CDR, повинен пройти через контролер, а вже потім надійти до необхідного
пристрою. Це дуже знижує пропускну здатність при використанні декількох
USB-пристроїв. Крім того, USB-пристрої не можуть використовуватися
кількома комп’ютерами одночасно (у і мережі, наприклад), хоча два
комп’ютери можна з’єднати між собою USB-мережею через USB-міст.

Зате при усіх своїх мінусах USB дозволяє «гаряче» підключення. Правда, І
операційна система все одно зажадає від вас драйвер нового пристрою, але
пере-завантажувати комп’ютер не доведеться.

Сьогодні великого поширення набуває стандарт USB 2.O. Він піднімає
планку пропускної здатності з 12 до 480 МБ/с. Це дозволяє
використовувати USB 2.0 для підключення зовнішніх жорстких дисків, і
такі диски вже з’явилися.

Який інтерфейс вибрати

Насправді вибір уже визначений вашою метою. Якщо ви збираєте домашній
комп’ютер для ігор або для офісної роботи, то IDE-диск дасть вам
найкращу комбінацію ціна/продуктивність. USB добре підійде для
зовнішнього CDR або стрічкового накопичувача для резервного копіювання
(якщо копіювати не занадто багато). Якщо вам потрібен швидкий зовнішній
диск для підключення до ноутбука або для регулярного перенесення між
декількома комп’ютерами і основною вимогою, крім мобільності, є
продуктивність, то ваш вибір — IEEE 1394. Якщо йдеться про оснащення
серйозної робочої станції або сервера, де критичними є надійність і
продуктивність, то кращий вибір — SCSI, особливо у формі RAID, хоча це й
коштує досить дорого. Якщо ви формуєте кластер автоматизованих робочих
місць, яким необхідний високошвидкісний доступ до великого масиву даних,
то Fibre channel забезпечить вам швидкість; віддаленість робочих місць
від масиву інформації практично не має значення. Інша можливість полягає
в створенні мережі Gigabit Ethernet, а для сервера, як правило,
вибирають рішення RAID SCSI; для некритичних серверів — IDE RAID.

RAID

RAID розшифровується як Redundant Array of Inexpensive Disks, або
по-українськи — надлишковий масив недорогих дисків. RAID переслідує дві
основні мети: підвищити швидкість і/або надійність. Існує досить багато
типів RAID, але основні — це RAID 0, 1 і 0+1. RAID 0 дозволяє об’єднати
обсяг двох дисків у єдине ціле, так що операційна система буде бачити їх
і використовувати як один фізичний диск RAID 1 дозволяє створювати
«дзеркало», тобто інформація пишеться відразу як на один, так і на
другий диск, і у випадку, якщо перший, основний, диск вийде з ладу, то
всі дані на другому будуть збережені повністю. Ну і, нарешті, RAID 0+1
використовує одночасно два описані вище режими (не забувайте, що при
цьому потрібно, як мінімум, чотири жорсткі диски, два зливаються в масив
і два використовуються для «дзеркала»). Є ще інші варіанти RAID для
підвищення надійності зберігання інформації, типу парності, для
перевірки цілісності даних.

Зберігання інформації

Зберігання і читання даних з диска вимагає взаємодії між операційною
системою, контролером жорсткого диска й електронними й механічними
компонентами самого нагромаджувача. Операційна система поміщає дані на
зберігання й обслуговує каталог секторів диска,, закріплених за файлами.
Коли ви даєте системі команду зберегти файл або прочитати його з диска,
вона передає її у контролер жорсткого диска, який переміщає магнітні
головки до таблиці розташування файлів відповідного логічного диска.
Потім операційна система зчитує цю таблицю, здійснюючи в залежності від
команди пошук вільного сектора диска, у якому можна зберегти новий
створений файл, або початок призначеного для зчитування файла.

Інформація таблиці розміщення файлів надходить з електронної схеми
нагромаджувача в контролер жорсткого диска і повертається операційній
системі, після чого ОС генерує команду установки магнітних головок над
відповідною доріжкою диска для запису або зчитування потрібного сектора.
Записавши новий файл на вільні сектори диска, ОС повертає магнітні
головки в зону розташування таблиці і вносить у неї зміни, послідовно
перераховуючи всі сектори, на яких записаний файл.

Адресація секторів

Жорсткий диск, як і будь-який інший блоковий пристрій, зберігає
інформацію фіксованими порціями, що називаються блоками. Блок є
найменшою порцією даних, що має унікальну адресу на жорсткому диску. Для
того щоб прочитати або записати необхідну інформацію в потрібне місце,
треба представити адресу блока як параметр команди, що видається
контролеру жорсткого диска. Розмір блока вже віддавна є стандартним для
усіх жорстких дисків — 512 байт. На жаль, досить часто відбувається
плутанина між такими поняттями, як «сектор», «кластер» і «блок».
Фактично між «блоком» і «сектором» різниці немає. Правда, одне поняття
логічне, а друге топологічне. «Кластер» — це кілька секторів, які
операційна система розглядає як одне ціле.

Чому ж відмовилися від простої роботи із секторами? Перехід до кластерів
відбувся тому, що розмір таблиці розміщення файлів був обмежений, а
розмір Диска збільшувався. Наприклад, у файловій системі FAT16 для диска
об’ємом 512 МБ кластер буде складати 8 КБ, до 1 ГБ — 16 КБ, до 2 ГБ — 32
КБ і так Далі. Для того щоб однозначно адресувати блок даних, необхідно
вказати всі три числа (номер циліндра, номер сектора на доріжці, номер
головки). Такий спосіб адресації диска був широко розповсюджений і
одержав згодом позначення абревіатурою CHS (cylinder, head, sector).
Саме цей спосіб був спочатку реалізований у BIOS, тому згодом виникли
обмеження, пов’язані з ним. Справа в тому, що BIOS визначив розрядну
сітку адрес на 63 сектори, 1024 циліндри і 255 головок. Однак розвиток
жорстких дисків у той час обмежувався використанням лише 16 головок у
зв’язку зі складністю виготовлення. Звідси з’явилося перше обмеження на
максимально припустиму для адресації ємність жорсткого диска:
1024x16x63x512 = 504 Мб.

Згодом виробники почали випускати HDD більшого розміру. Відповідно
кількість циліндрів на них перевищила 1024, максимально допустиму
кількість циліндрів (із погляду старих BIOS). Однак адресована частина
диска продовжувала дорівнювати 504 Мб, за умови, що звертання до диска
велося засобами BIOS. Це обмеження згодом було зняте введенням так
званого механізму трансляції адрес.

Проблеми, що виникли з обмеженістю BIOS щодо частини фізичної геометрії
дисків, призвели, зрештою, до появи нового способу адресації блоків на
диску. Цей спосіб досить простий. Блоки на диску описуються одним
параметром — лінійною адресою блока. Адресація диска лінійно одержала
абревіатуру LBA (logical block addressing). Лінійна адреса блока
однозначно пов’язана з його CHS-адресою:

Іbа = (Циліндр х Всього Головок + Головка) х Секторів + (Сектор-1).
Введення підтримки лінійної адресації у контролери жорстких дисків дало
можливість BIOS зайнятися трансляцією адрес. Суть цього методу полягає в
тому, що якщо в наведеній вище формулі збільшити параметр Всього
Головок, то буде потрібно менше циліндрів, щоб адресувати ту ж саму
кількість блоків диска. Але зате буде потрібно більше головок. Однак
головок використовувалося всього 16 з 255. Тому BIOS почали переводити
надлишкові циліндри в головки, зменшуючи кількість одних і збільшуючи
кількість інших. Це дозволило їм використовувати розрядну сітку головок
повністю і відсунуло межу адресованого BIOS дискового простору до 8 ГБ.

Не можна не сказати кілька слів і про Large Mode. Цей режим роботи
призначений для роботи жорстких дисків обсягом до 1 ГБ. У Large Mode
кількість логічних головок збільшується до 32, а кількість логічних
циліндрів зменшується вдвічі. При цьому звертання до логічних головок
0.. F транслюються в парні фізичні циліндри, а звертання до головок 10..
IF — у непарні. Вінчестер, розмічений у режимі LBA, несумісний з режимом
Large, і навпаки.

Подальше збільшення адресованих об’ємів диска з використанням колишніх
сервісів BIOS стало принципово неможливим. Справді, всі параметри
задіяні за максимальною «планкою» (63 сектори, 1024 циліндри і 255
головок). Тоді був розроблений новий розширений інтерфейс BIOS, що
враховує можливість дуже великих адрес блоків. Однак цей інтерфейс уже
не сумісний з колишнім, унаслідок чого старі операційні системи, такі як
DOS, що користуються старими інтерфейсами BIOS, не змогли і не зможуть
переступити межу в 8 ГБ.

Практично всі сучасні системи вже не користуються BIOS, а використовують
власні драйвери для роботи з дисками. Тому це обмеження на них не
поширюється. Але слід розуміти, що, перш ніж система зможе
використовувати власний драйвер, вона повинна, як мінімум, його
завантажити. У зв’язку з цим на етапі початкового завантаження будь-яка
система змушена користуватися BIOS. Це викликає обмеження на розміщення
багатьох систем за межами 8 ГБ, вони не можуть звідтіля завантажуватися,
але можуть читати й писати інформацію (наприклад DOS, який працює з
диском через BIOS).

Розділи

Розглянемо розміщення операційних систем на жорстких дисках. Для
організації систем дисковий адресний простір блоків ділиться на частини,
що називаються розділами (partitions) Розділи повністю подібні до цілого
диску в тому, що вони складаються із суміжних блоків. Завдяки такій
організації для опису розділу досить указати початок розділу і його
довжину в блоках Жорсткий диск може містити чотири первинні розділи.

Під час завантаження комп’ютера BIOS завантажує перший сектор головного
розділу (завантажувальний сектор) і передає йому управління. На початку
цього сектора розташований завантажник (завантажувальний код), що
прочитує таблицю розділів і визначає завантажувальний розділ (активний).
А далі все повторюється Тобто він завантажує завантажувальний сектор
цього розділу на цю ж адресу і знову передає йому управління.

Розділи є контейнерами усього свого вмісту. Цим вмістом є. як правило,
файлова система Під файловою системою, з точки зору диска, мається на
увазі система розмічання блоків для зберігання файлів. Після того як на
розділі створена файлова система й у ній розміщені файли операційної
системи, розділ може стати завантажувальним Такий розділ має у своєму
першому блоці невелику програму, що здійснює завантаження операційної
системи. Однак для завантаження певної системи потрібно запустити її
завантажувальну програму з першого блоку

Розділи з файловими системами не повинні перетинатися. Це пов’язано з
тим, що дві різні файлові системи мають кожна своє уявлення про
розміщення файлів, але коли це розміщення припадає на одне й те фізичне
місце на диску, між файловими системами виникає конфлікт. Цей конфлікт
виникає не відразу, а лише в міру того, як файли починають розміщатися в
тому місці диска, де розділи перетинаються Тому треба уважно ставитися
до розмічання диска на розділи.

Само по собі перетинання розділів нічим не загрожує. Але небезпечним є
саме розміщення декількох файлових систем на перехресних розділах.
Розмічання диска на розділи ще не означає створення файлових систем.
Однак уже сама спроба створення порожньої файлової системи (тобто
форматування) на одному з перехресних розділів може призвести до
виникнення помилок у файловій системі іншого розділу Усе сказане
стосується однаковою мірою всіх операційних систем, а не тільки
найпопулярніших.

Диск розбивається на розділи за програмою, тобто ви можете створити
довільну конфігурацію розділів Інформація про розмічання диска
зберігається в першому блоці жорсткого диска, який називається головним
завантажувальним записом (Master Boot Record (MBR))

Головний завантажувальний запис

MBR є основним засобом завантаження з жорсткого диска, що підтримується
BIOS Тільки один із розділів диска мас право бути позначеним як
активний, Що означатиме, що програма завантаження повинна завантажити в
пам’ять перший сектор саме цього розділу і передати туди управління.
Програма завантаження переглядає таблицю розділів, вибирає з них
активний, завантажує перший блок цього розділу і передає туди управління

Розглянемо, як операційні системи класу MS-DOS і Windows 9x оперують із
розділами. ОС забирає у своє користування два з чотирьох розділів:
Primary DOS partition, Extended DOS partition. Перший з них (primary)
одержує букву С Другий — це контейнер логічних дисків. Вони усі
знаходяться там у вигляді ланцюжка підрозділів, які так і іменуються:
D:, Е: і т. д. Логічні диски можуть мати і сторонні файлові системи,
відмінні від файлової системи FAT. яка застосовується в DOS/Windows 9x.
Однак, я-к правило, сторонність файлової системи пов’язана з присутністю
ще однієї операційної системи, яку, узагалі кажучи, варто було б
помістити у свій власний розділ (не extended DOS), але для таких дій
часто виявляється занадто маленькою таблиця розділів.

Відзначимо ще одну важливу обставину. Коли на чистий жорсткий диск
установлюється DOS/Windows 9х, то при завантаженні немає ніяких
альтернатив v виборі операційних систем. Тому завантажувач виглядає
досить примітивно, йому не треба запитувати в користувача, яку систему
той хоче завантажити. З бажанням мати відразу кілька систем виникає
необхідність заводити програму, яка дозволяє вибирати систему для
завантаження.

В операційних системах Windows NT/2000/XP завантажувач міститься в
зaвантажувальному записі активного розділу. У завантажувачі передбачена
можливість вибору як завантажувальної операційної системи, так і
розділу, де вона знаходиться. За розділами в операційній системі також
закріплюються певні букви, однак вони можуть бути змінені користувачем.

Похожие записи