Форматирование

Файловые системы

Как уже сообщалось ранее, жесткие диски поступают с завода-изготовителя уже отформатированными. Все программы низкоуровнего форматирования на самом деле не выполняют физического форматирования жесткого диска, а только полностью уничтожают содержимое диска. Различные операционные системы же своими программами форматирования создают лишь ЛОГИЧЕСКУЮ структуру диска. В настоящее время наиболее распространены файловые системы - FAT (MS-DOS, Windows 3.X, Windows 95/98), NTFS (Windows NT/2000), FAT32 (Windows 95/98) и HPFS (OS/2), ext2, 3, ReiserFS, WINFS.

 

FAT16

Старые ОС используют FAT для сохранения данных как на жестких дисках, так и гибких. В качестве одного элемента адресации на диске используется кластер, объединяющий несколько секторов(обычно 2). FAT - система с 16-ти разрядной адресацией и максимально возможное количество кластеров на одном логическом диске не превышает 65536. Соответственно максимальный размер одного кластера 32 Kb, так как максимальный размер логического диска 2 Gb.

FAT32
Попытка отказаться от ограничений классической FAT и видоизменить ее была тихо предпринята фирмой Microsoft в версии Windows 95 OEM service Release 2

Пара важных данных про логическую орг:

Загрузочный сектор главного раздела – Master Boot Record (MBR, Главная загрузочная запись) или Partition table (PT, Таблица разделов) – является первым сектором на жестком диске (занимает один или более секторов).

Загрузочная запись (Boot Record) занимает 32 первых сектора каждого логического диска (для первичного раздела – цилиндр 0, головка 1, сектор 1). Загрузочный сектор активного раздела получает управление от MBR. Он выполняет некоторые проверки и запускает с диска первый системный файл io.sys

Таблица размещения файлов (FAT) – основная часть файловой системы, давшая ей название.

 

 

NTFS (NT File System)
 После выхода Windows 2000 NTFS постепенно становится все более и более популярной. Основные отличия от FAT32 - неограниченный размер файлов (до 12 TBytes) и возможность управлять правами доступа к файлам и каталогам.

 

Итак, теперь мы можем определиться, что же на самом деле происходит при форматировании. В процессе низкоуровневого форматирования (заводского или специальными утилитами) дорожки разбиваются на сектора, формируется межсекторное пространство, записываются префиксы и суффиксы секторов. Во всех современных накопителях применяется зонная запись, при которой количество секторов на дорожке является переменным. Дорожки, более удаленные от центра, а значит, и более длинные, содержат большее количество секторов, и наоборот. Однако, BIOS «думает», что секторов на любой дорожке 63, преобразование осуществляется контроллером винчестера. При зонной записи цилиндры разбиваются на группы, которые называются зонами, причем в каждой зоне на дорожках свое количество секторов. Зон бывает 10 и более.

При форматировании высокого уровня в тома заносится загрузочный сектор тома (VBS – volume Boot Sector), записываются или переписываются таблицы FAT и корневой каталог. Как видно, данные не удаляются, всего лишь переписываются загрузочные данные для работы с операционной системой, и теряется их описание и каталог.

 

Установка ОС на винчестер.

S.M.A.R.T.
Self-Monitoring Analysis and Reporting Technolodgy - технология самоанализа и информирования. Заключается в создании механизма предсказания возможного выхода из строя жесткого диска и предотвращения тем самым потери данных. Была предложена фирмами COMPAQ и IBM.

Для анализа надежности жесткого диска используются две группы параметров. Первая характеризует параметры естественного старения жесткого диска:

  • количество циклов включения/выключения (старт/стоп)
  • количество оборотов двигателя за время работы
  • количество перемещений головок

Вторая группа параметров уже информирует о текущем состоянии качества накопителя. К этим параметрам относятся:

  • высота головки над поверхностью диска
  • скорость обмена данными между дисками и кэш-памятью на диске
  • количество переназначений плохих секторов (когда вместо испорченного сектора подставляется свободный исправный)
  • количество ошибок поиска
  • количество операций перекалибровки
  • скорость поиска данных на диске

В силу ограниченности технологии S.M.A.R.T (пользователь ставится перед свершившимся фактом - диск как-то почти сломался, его осталось только заменить), появились расширения способов предотвращения потери данных, разработанных отдельными фирмами-производителями жестких дисков.
Для примера можно рассмотреть технологию Data LifeguardTM фирмы Western Digital. Основная ее идея - проверка через каждые восемь часов работы поверхности всего диска, выявление секторов, которые могут стать плохими и перенос информации на резервные нормальные области диска.

 

Фирма Quantum, начиная с серии жестких дисков Fireball Plus KA применила свою фирменную технологию Data Protection System (DPS), которая отличается от Data LifeguardTM доступной на WEB программой диагностики, позволяющей выявить возможные дефекты и во многих случаях устранить их. Quantum утверждает, что ее диагностическая программа способна "лечить" все диски, выпущенные этой компанией с июня 1996 года