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硬盘的逻辑结构

2011-03-28 08:48 来源:未知 作者:admin  阅读:

1. 硬盘参数释疑

 

  到目前为止, 人们常说的硬盘参数还是古老的 CHS(Cylinder/Head/Sector)参数。那么为什么要使用这些参数,它们的意义是什么?它们的取值范围是什么?

 

  很久以前, 硬盘的容量还非常小的时候,人们采用与软盘类似的结构生产硬盘。也就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). 既磁头数(Heads),柱面数(Cylinders),扇区数(Sectors),以及相应的寻址方式。

 

  其中:

 

  磁头数(Heads)表示硬盘总共有几个磁头,也就是有几面盘片, 最大为 255 (用 8 个二进制位存储);

 

  柱面数(Cylinders) 表示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?#20037;?#19968;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, 理论上讲这不是必须的,但好像没有取别的值的。

 

  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 寻址方式中,磁头,柱面,扇区的取值范围分别为 0到 Heads - 1。0 到 Cylinders - 1。 1 到 Sectors (注意是从 1 开始)。

 

  2. 基本 Int 13H 调用简介

 

  BIOS Int 13H 调用是 BIOS提供的磁盘基本输入输出中断调用,它可以完成磁盘(包括硬盘和软盘)的复位,?#21015;矗?#26657;验,定位,诊,格式化等功能。它使用的就是 CHS 寻址方式, 因此最大识能访问 8 GB 左右的硬盘 (本文中如不作特殊说明,均以 1M = 1048576 字节为单位)。

 

  3. 现代硬盘结构简介

 

  在老式硬盘中,由于每个磁道的扇区数相等,所以外道的记录密度要远低于内道, 因此会浪费很多磁盘空间 (与软盘一样)。为了解决这一问题,进一步提高硬盘容量,人们改用等密度结构生产硬盘。也就是说,外圈磁道的扇区比内圈磁道多,采用这种结构后,硬盘不再具有?#23548;?#30340;3D参数,寻址方式也改为线性寻址,即以扇区为单位进行寻址。

 

  为了与使用3D寻址的老软件兼容 (如使用BIOSInt13H接口的软件), 在硬盘控制器内部安装了一个地址翻译器,由它负责将老式3D参数翻译成新的线性参数。这也是为什么现在硬盘的3D参数可以有多种选择的原因(不同的工作模式,对应不同的3D参数, 如 LBA,LARGE,NORMAL)。

 

  4. 扩展 Int 13H 简介

 

  虽然现代硬盘都已经采用了线性寻址,但是由于基本 Int13H 的制约,使用 BIOS Int 13H 接口的程序, 如 DOS 等还只能访问 8 G以内的硬盘空间。为了打破这一限制, Microsoft 等几家公司制定了扩展 Int 13H 标准(Extended Int13H),采用线性寻址方式存取硬盘, 所以突破了 8 G的限制,而且还加入了对可拆卸介质 (如活动硬盘) 的支持。

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