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硬盘(HDD):逻辑结构

2014-08-10  codeforacause.net

3D参数

很久以前,硬盘的容量还十分小的时分,人们选用与软盘相似的结构出产硬盘。也便是硬盘盘片的每一条磁道都具有相同的扇区数。由此产生了所谓的3D参数(Disk Geometry),即磁头数(Heads),柱面数(Cylinders),扇区数(Sectors),以及相应的寻址方法。

其间:

磁头数(Heads)表明硬盘总共有几个磁头,也便是有几面盘片, 最大为255 (用8 个二进制位存储)

柱面数(Cylinders) 表明硬盘每一面盘片上有几条磁道,最大为1023(用 10 个二进制位存储)

扇区数(Sectors) 表明每一条磁道上有几个扇区,最大为63(用 6个二进制位存储)

每个扇区一般是512个字节, 理论上讲这不是有必要的,但如同没有取其他值的。

所以磁盘最大容量为:

255 * 1023 * 63 * 512 / 1048576 = 7.837 GB (1M =1048576 Bytes)

或硬盘厂商常用的单位:

255 * 1023 * 63 * 512 / 1000000 = 8.414 GB (1M =1000000 Bytes)

在CHS寻址方法中,磁头,柱面,扇区的取值规模分别为0到 Heads - 1。0 到Cylinders - 1。1 到Sectors (留意是从1 开端)。

Int 13H 调用

BIOS Int 13H 调用是BIOS供给的磁盘根本输入输出中止调用,它能够完结磁盘(包含硬盘和软盘)的复位,读写,校验,定位,确诊,格式化等功能。它运用的便是CHS 寻址方法,因而最大只能拜访 8 GB 左右的硬盘(本文中如不作特别阐明,均以 1M = 1048576 字节为单位)。

现代结构

在旧式硬盘中,因为每个磁道的扇区数持平,所以外道的记载密度要远低于内道,因而会糟蹋许多磁盘空间 (与软盘相同)。为了处理这一问题,进一步进步硬盘容量,人们改用等密度结构出产硬盘。也便是说,外圈磁道的扇区比内圈磁道多,选用这种结构后,硬盘不再具有实践的3D参数,寻址方法也改为线性寻址,即以扇区为单位进行寻址。

为了与运用3D寻址的老软件兼容(如运用BIOSInt13H接口的软件), 在硬盘控制器内部安装了一个地址翻译器,由它担任将旧式3D参数翻译成新的线性参数。这也是为什么硬盘的3D参数能够有多种挑选的原因(不同的作业形式,对应不同的3D参数,如 LBA,LARGE,NORMAL)。

扩展Int 13H

尽管现代硬盘都现已选用了线性寻址,可是因为根本Int13H 的约束,运用BIOS Int 13H 接口的程序,如 DOS 等还只能拜访8 G以内的硬盘空间。为了打破这一约束,West Digital和Phoenix Technologies联合推出了EDD规范(BIOS Enhanced Disk Drive Services),它支撑64位LBA,选用线性寻址方法存取硬盘,所以突破了 8 G的约束,并且还参加了对可拆卸介质(如活动硬盘) 的支撑。