Операционная система MS-DOS

1.2. Секторы, головки, цилиндры...

Что же, собственно, представляет из себя диск?

Флоппи-диск - это круглая пластинка, покрытая с двух сторон магнитным материалом, напоминающим используемый в магнитных лентах для обычных бытовых магнитофонов, только отличающимся по некоторым характеристикам (например, по форме и ширине петли гистерезиза). Ближе к центру в диске находится маленькое отверстие, предназначенное для синхронизации:

Когда флоппи-диск вставляется в дисковод, с обеих сторон (сверху и снизу) к нему прижимаются магнитные головки. Они действительно прижимаются, зазора между головками и поверхностью флоппи-диска нет.

С помощью специального шагового двигателя головки могут перемещаться скачкообразно вдоль радиуса диска, как бы прочерчивая по поверхности диска концентрические окружности. Эти окружности называются дорожками, треками или цилиндрами - в литературе можно встретить различные названия:

Жесткий диск состоит из нескольких жестких круглых пластинок, покрытых магнитным материалом:

Эти пластинки вращаются с огромной скоростью (порядка 3600 оборотов в минуту) в герметичном корпусе. Как и для флоппи-диска, около каждой стороны пластинки располагается по одной магнитной головке, но эти головки не соприкасаются с поверхностью диска, а плавают на воздушной подушке в непосредственной близости от диска.

Подавая команды дисковому контроллеру, программа может перемещать блок головок вдоль радиуса диска, переходя таким образом от одного цилиндра к другому. Такие команды обычно выдаются не прикладной программой, а модулями BIOSBIOS, обслуживающими дисковый накопитель. Однако при необходимости программа может сама управлять положением блока головок.

Перемещаясь вдоль окружности дорожки, магнитная головка может записывать или считывать информацию примерно так, как это происходит в бытовом магнитофоне. Запись производится по битам, при этом добавляется различная служебная информация и информация для контроля правильности данных.

Данные записываются не сплошным потоком, а блоками определенного размера. Эти блоки называются секторами. Сектор - это наименьший объем данных, который записывается или прочитывается контроллером. Для сектора выполняется контроль правильности записи или чтения. При записи сектора вычисляется контрольная сумма всех байтов, находящихся в секторе, и эта контрольная сумма записывается на диск в служебную область, находящуюся после сектора. При чтении эта контрольная сумма вычисляется заново и сравнивается со считанной из служебной области. При несовпадении контроллер сообщает программе об ошибке.

Дорожки нумеруются начиная от нулевой, головки тоже начиная от нулевой, а вот сектора - начиная с первого. Почему так было сделано - сказать трудно, но именно такая нумерация используется при работе с контроллером диска и функциями прерывания BIOSBIOS, обслуживающими дисковую подсистему.

Итак, подведем некоторые итоги.

• С точки зрения программы, работающей с контроллером НГМД или НМД, диск разбит на дорожки.
• Каждый диск обслуживают несколько головок, в зависимости от количества круглых пластинок, покрытых магнитным материалом, из которых состоит диск.
• Информация записывается и читается блоками, поэтому все дорожки как бы разбиты на сектора.
• В операциях чтения или записи на физическом уровне необходимо указывать номер дорожки (0,1,...), головки (0,1,...), номер сектора (1,2,...).

На самом деле для правильной работы с дисками на физическом уровне программа должна располагать существенно большей информацией о дисках, чем просто номера дорожек или головок. Например, она должна знать, сколько головок и сколько дорожек имеет то или иное дисковое устройство, сколько байтов содержится в одном секторе и многое другое.

Следущий раздел книги посвящен тому, как узнать конфигурацию дисковой подсистемы и основные параметры установленных дисковых накопителей.