Накопители на жестких магнитных дисках предназначены для удовлетворения поистине неограниченных потребностей пользователей и разработчиков персональных компьютеров в устройствах для длительного (в идеале — постоянного) хранения больших объемов данных и программных файлов. Первоначально для этих целей использовались накопители на гибких дисках. Они были просты и относительно недороги, но работали очень медленно, а объемы программ быстро выросли настолько, что необходимые файлы перестали помещаться на одной дискете. Использование нескольких переключаемых дисководов оказалось лишь временным выходом из положения и, к тому же, весьма обременительным. С начала 1980-х годов жесткие диски (рис. 13.1) стали одними из важнейших компонентов персональных компьютеров. Их широкое распространение дало зеленый свет разработке новых операционных систем и прикладных программ. Сегодня жесткий диск — это абсолютно необходимая часть компьютера. На него устанавливается операционная система, загружаемая при включении компьютера, на нем же хранятся прикладные программы и создаваемые с их помощью файлы объемом в десятки и сотни мегабайт. Часть дискового пространства используется для создания виртуальной памяти, которая является расширением системной оперативной памяти. От быстродействия и емкости жесткого диска существенно зависит общая производительность системы. Нетрудно догадаться, что неисправность или нестабильная работа жесткого диска может запросто нарушить функционирование всего компьютера.
Большинство современных жестких дисков используют интерфейсы IDE или SCSI. Эти два стандарта подробно описаны в гл. 11 и 12 соответственно. В этой же главе рассказано об устройстве и основных принципах работы накопителей на жестких дисках, а также даны рекомендации по их проверке и поиску неисправностей.
Рис. 13.1 Современный жесткий диск (NEC Technologies, Inc.)
Основные принципы работы накопителей
Для того чтобы понять, как работают накопители на жестких дисках, нужно сначала разобраться с основными концепциями и принципами, положенными в основу их работы. Многие понятия и термины, относящиеся к накопителям на гибких дисках, применимы и к жестким дискам. Однако предъявляемые к жестким дискам повышенные требования — в первую очередь с точки зрения производительности и емкости — привели к тому, что при их разработке было реализовано множество новых важных идей. Вообще говоря,
Накопители на жестких дисках
физические принципы работы накопителей на жестких и гибких дисках одинаковы. Диски из немагнитного материала (подложки) с нанесенным на них магнитным рабочим слоем вращаются с высокой скоростью. Головки чтения/записи, которые могут быстро (ступенчато или непрерывно) перемешаться перпендикулярно направлению вращения дисков, регистрируют изменения остаточной намагниченности вдоль дорожки записи (при считывании) или создают магнитный поток, необходимый для перемагничивания участков рабочего слоя носителя (при записи). Однако при более детальном рассмотрении становится очевидно, что различия между накопителями на гибких и жестких дисках весьма существенны.
Двоичные и десятичные мегабайты
Все знают, что емкость жесткого диска измеряется в мегабайтах (обозначаются как М, MB или Мбайт) или гигабайтах (Г, GB или Гбайт). Однако и начинающие, и опытные пользователи часто не понимают разницу между «двоичными» и «десятичными» мегабайтами и гигабайтами. Предположим, что вы установили в компьютер новый жесткий диск, в паспорте которого указана емкость 4 Гбайт. Вы тут же заметите, что некоторые программы — в частности, программа настройки BIOS, FDISK и Проводник Windows (Explorer) — выводят одно значение емкости накопителя (3,73 Гбайт), а другие программы — например, CHKDSK — ее паспортную величину (4 Гб). Такие разночтения могут сбить с толку кого угодно. Происходят они из-за того, что производители аппаратных средств и программного обеспечения по-разному подсчитывают емкости дисков. Формально емкость жесткого диска в байтах вычисляется как произведение количества цилиндров, секторов и головок, умноженное на количество байт в секторе (512), то есть:
Емкость = цилиндры х секторы х головки х 512
Например, емкость накопителя (238216 цилиндра, 16 головок, 63 сектора) будет равна:
238216x16x63x512 = 122 942 324 736 байт
Все дальнейшие расхождения объясняются лишь трюками с кратными единицами. Производители аппаратных средств выражают емкости своих жестких дисков в десятичных мегабайтах (или гигабайтах). Чтобы перейти к мегабайтам, надо полученные выше значения разделить на 1 000 000, а для перехода к гигабайтам — на 1 000 000 000. Для накопителя АС34000 получим:
122 942 324 736 / 1 000 000 000 = 122,9 Гб
Разработчики же программного обеспечения при подсчете емкостей накопителей используют двоичные мегабайты и гигабайты. Двоичный мегабайт равен 1 048 576 байт, а двоичный гигабайт — 1 073 741 824 байт. Именно поэтому большинство программ сообщит, что емкость накопителя Maxtor 4G120J6 равна:
122 942 324 736 / 1 048 576 =• 114,5 Мбайт
Таким образом, мы имеем дело с представлением одной и той же величины (емкости накопителя) в разных единицах измерения — и оба эти способа правильные. К сожалению, изменить что-либо в сложившейся ситуации не представляется возможным. Просто надо помнить о существовании разных мегабайтов и не впадать в панику по поводу несуществующих неисправностей жесткого диска.
Путаница в данном вопросе связана с тем, что стандартные приставки мега и гига используются для обозначения как десятичных, так и двоичных кратных величин, и не существует общепринятого способа отличить их друг от друга. Поэтому, в зависимости от обстоятельств, одна и та же аббревиатура Мбайт (или Гбайт) может обозначать разные единицы измерения. Изготовители накопителей используют десятичные мегабайты, так как численное значение емкости при этом получается несколько большим. В данной книге десятичные кратные величины обозначаются сокращенно: Кб, Мб, Гб и Тб (килобайт, мегабайт, гигабайт и терабайт соответственно), а двоичные—полностью (Кбайт, Мбайт и т.д.). Магнитные диски и рабочий слой
В отличие от дискет, которые представляют собой тонкие гибкие лавсановые (или иные полимерные) подложки с нанесенным магниточувствительным слоем, в накопителях на жестких дисках в качестве носителей используются пластины из твердых материалов, которые мы вдальнейшем будем называть магнитными дисками (platters). Они хорошо видны на разрезе накопителя, показанном на рис. 13.2. Раньше магнитные диски изготавливались из алюминия, поскольку он достаточно легок, хорошо обрабатывается до необходимой точности и сохраняет свою форму под действием больших центробежных сил, возникающих при высоких скоростях вращения. Сейчас большинство магнитных дисков делают из стекла или керамических композиционных материалов. Эти легкие и прочные носители отличаются высокой температурной стабильностью (небольшим коэффициентом теплового расширения), что практически исключает проблемы, связанные с тепловой деформацией дисков. Кроме того, стеклокерамические диски выдерживают более значительные центробежные силы, чем алюминиевые. Поскольку одним из главных параметров, характеризующих качество накопителя, является его быстродействие, в современных моделях магнитные диски вращаются с частотами от 7200 до 10000 об/мин (в старых устройствах частоты вращения лежали в пределах от 3600 до 5200 об/мин). Магнитных дисков в накопителях, как правило, несколько, но в некоторых малогабаритных моделях используется только один диск.
Рис. 13.2 Схематическое изображение жесткого диска (Maxtor Corporation)
Магнитное покрытие носителей в накопителях на жестких дисках должно допускать очень высокую линейную плотность записи — свыше 100000 BPI1. Для достижения таких плотностей записи качество рабочего слоя магнитного диска должно быть значительно выше, чем оксидного рабочего слоя дискет. Во-первых, рабочий слой должен обладать высокой коэрцитивной силой для того, чтобы полезные изменения остаточной намагниченности носителя уверенно детектировались на фоне шумов и помех. Как правило, коэр-
BPI (Bits Per Inch) — бит на дюйм. Единица плотности размещения данных вдоль дорожки записи. 100000 BPI эквивалентны примерно 4000 бит/мм. — Прим. ред.
инициативная сила магнитного покрытия в накопителях на жестких дисках превышает 1400 Э (эрстед). Во-вторых, поверхность рабочего слоя должна быть максимально гладкой, а его толщина постоянной по всей площади магнитного диска (допустимые отклонения составляют сотые доли микрометра). Головки чтения/записи накопителей на жестких дисках, в отличие от головок дисководов гибких дисков, непосредственно не касаются рабочего слоя, а «парят» над ним на небольшой высоте, поддерживаемые формирующимся в результате вращения носителей воздушным потоком. Столкновение головки с микроскопическим дефектом поверхности или инородным телом (например, с частицей пыли) может вывести из строя либо саму головку, либо участок поверхности рабочего слоя. Повреждение головки, как правило, является неустранимой неисправностью, и жесткий диск приходится заменять целиком. Более подробно о воздушной подвеске головок, способах их перемещения и дефектах рабочей поверхности рассказано в последующих разделах этой главы.
В первых моделях накопителей на жестких дисках рабочие слои были оксидными (на основе окислов ферромагнитных металлов — железа, кобальта, хрома). В настоящее время рабочие слои представляют собой тонкие пленки — покрытия из чистых металлов (или их сплавов), нанесенные на покрытые слоем промежуточного сцепляющего состава подложки. Поверх слоя металла наносится защитное покрытие, позволяющее в какой-то степени сгладить неприятные последствия столкновений головок с поверхностными дефектами и инородными телами. Качество поверхности у тонкопленочных рабочих слоев значительно выше, чем у оксидных, что позволяет уменьшить высоту «полета» головок чтения/записи (толщину воздушной подушки). Циркуляция воздуха и воздушная подвеска головок
Головки чтения/записи должны располагаться на минимальном расстоянии от поверхностей магнитных дисков, но не должны касаться их рабочего слоя в процессе работы накопителя. В принципе, их можно было бы закрепить чисто механически, но при фиксированном зазоре пришлось бы самым тщательным образом оберегать накопители от неизбежных вибраций и ударов — что сделать практически невозможно. По этой причине головки чтения/записи «подвешиваются» над поверхностью магнитного диска на воздушной подушке, возникающей в результате движения слоя воздуха, непосредственно прилегающего к вращающемуся носителю. Она создается в микронном слое между головкой и носителем за счет ползунка (slider) специальной формы — детали конструкции, благодаря которой головка поддерживается на нужном расстоянии от поверхности магнитного диска. Сам ползунок при этом тоже не соприкасается непосредственно с поверхностью носителя. В большинстве случаев эта деталь по форме напоминает катамаран с двумя боковыми «поплавками» и центральной «рулевой рубкой» — магнитной головкой. На рис. 13.3 показана типичная картина макроскопической циркуляции воздуха в накопителе на жестком диске. Как нетрудно заметить, часть воздуха проходит сквозь мелкопористый фильтр рециркуляции, очищающий пространство внутри жесткого диска от посторонних частиц.
Во всех накопителях блоки головок и магнитных дисков (HDA — Head Disk Assembly) помещаются в изолированные (но в большинстве случаев не герметизированные) корпуса. Воздухообмен с атмосферой, необходимый для выравнивания давлений внутри и вне блока HDA, осуществляется через мелкопористый барометрический фильтр. Делается это для того, чтобы предотвратить проникновение внутрь блока пыли, грязи, волосков и т.п. Блоки HDA, предназначенные для работы в безвоздушном пространстве или в особо тяжелых условиях, делаются герметичными. Как уже говорилось выше, головки чтения/записи могут столкнуться с посторонними частицами, оседающими на поверхности магнитного диска. Такое столкновение может привести к повреждению либо самой головки,
Направления воздушных потоков Фильтр рециркуляции
Рис. 13.3 Воздушные потоки в накопителе на жестких дисках (Maxtor Corporation)
либо рабочего слоя, либо и того, и другого — а любое физическое повреждение означает частичную или полную непригодность накопителя. На рис. 13.4 показаны сравнительные размеры посторонних частиц и воздушной подушки, на которой подвешивается головка (сама головка изображена в уменьшенном масштабе). В процессе работы накопителя головки чтения/записи «парят» над рабочим слоем на высоте в доли микрометров. Их можно образно сравнить с «реактивными дирижаблями», летящими на высоте 1 метров над землей со скоростью 1000 км/ч.
Из рисунка и приведенного сравнения следует, что даже самые незначительные отклонения поверхности от идеальной плоскости, возникающие в результате загрязнения или деформации рабочего слоя, могут иметь катастрофические последствия для головки. Даже частица табачного дыма по размеру раз в десять раз больше, чем толщина воздушной подушки. С учетом этих пропорций легко понять, почему так важно, чтобы блок HDA был изолирован от окружающей среды. Его можно вскрывать только в «чистых комнатах» (небольших изолированных помещениях, воздух в которых очищается от всех частиц, размеры которых превышают 3 мкм). Сборщики накопителей на жестких дисках в таких помещениях работают в перчатках, спецодежде и масках, закрывающих органы дыхания. Все это делается для того, чтобы предотвратить загрязнение магнитных дисков пылью и конденсатом водяных паров.
Рис. 13.4 Сравнение размеров инородных объектов на поверхности магнитного диска накопителя
Плотность записи
На рабочей поверхности жесткого диска желательно разместить как можно больше информации. Поверхностная плотность записи характеризует максимальную информационную емкость рабочего слоя и измеряется в мегабайтах или даже гигабайтах на квадратный дюйм1 (GBSI или MBSI — GigaBytes/MegaBytes per Square Inch). Для рабочих слоев современных жестких дисков, используемых в большинстве компьютеров, эта величина достигает 15 GBSI (при емкости диска в 40 Гбайт). А всего несколько лет назад поверхностная плотность записи лежала в пределах от 400 до 800 MBS1. Нетрудно понять, что с повышением допустимой плотности записи рабочего слоя при неизменных габаритах накопителей в них удается поместить большее количество информации и наоборот — можно уменьшить размеры жестких дисков без снижения их емкости.
Поверхностная плотность записи зависит от нескольких основных факторов. Ее предельная величина, в первую очередь, определяется размерами ферромагнитных частиц (доменов) рабочего слоя — их уменьшение позволяет добиться больших значений поверхностной плотности записи данных. Следующими по значимости факторами являются коэрцитивная сила рабочего слоя и размеры головок чтения/записи (точнее, ширина их магнитного зазора. — Прим. ред.). Увеличение коэрцитивной силы позволяет повысить соотношение сигнал/шум при считывании, а уменьшение ширины зазора — более компактный «профиль» поля намагничивания головки в режиме записи, что позволяет уменьшить расстояние между зонами смены знака остаточной намагниченности на поверхности носителя и, следовательно, получить более высокие значения плотности записи. Наконец, плотность записи зависит от толщины воздушной подушки — расстояния между головкой чтения/записи и поверхностью носителя. Чем ближе головка чтения/записи располагается к магнитному слою, тем выше может быть поверхностная плотность записи. Чем толще подушка — тем сильнее сказывается рассеивание магнитного поля, а это приводит к снижению остаточной намагниченности, размыванию границ между зонами смены знака в режиме записи и снижению соотношения сигнал/шум в режиме считывается
Хотя это и непривычно для нас—измерять что-либо в квадратных дюймах (с линейными английскими мерами мы уже в какой-то степени свыклись) — в данном случае проще оставить именно эту единицу измерения, поскольку линейная и радиальная плотность записи в книге тоже выражаются в английской системе. Для вычисления поверхностной плотности записи в мегабайтах на квадратный сантиметр следует разделить приводимые величины примерно на 6,23. — Прим. ред.
В свою очередь, уменьшить толщину подушки и позволить головке чтения/записи «летать» над рабочим слоем на меньшей высоте можно только при повышении качества поверхности носителя. Таким образом, гладкость поверхности магнитного диска является важным фактором, влияющим на плотность записи.
Существуют и другие параметры, характеризующие плотность упаковки данных на диске, большинство из которых так или иначе связано с поверхностной плотностью записи. Плотность дорожек — это величина, измеряемая в единицах дорожек на дюйм (777 — Tracks Per Inch) и указывающая на то, какое количество дорожек размещается на единице длины радиуса диска. Плотность дорожек зависит как от перечисленных выше факторов, так и от точности работы механизма привода головок чтения/записи — чем она выше, тем больше концентрических дорожек может быть «уложено» на носителе. Плотность зон смены знака определяет количество переходов между участками с постоянной остаточной намагниченностью, которые можно расположить на единице длины дорожки записи. Она измеряется в количестве переходов магнитного потока на дюйм (FCI — Flux Changes per Inch или в кратных единицах — KFCI, 1 KFCI = 1000 FCI). Наконец, вы можете столкнуться с ранее упоминавшейся плотностью записи вдоль дорожки, которая измеряется в битах на дюйм длины дорожки записи (2М7или в кратных единицах — KBPI, 1 КВР1 = 1000 BPI). Для жесткого диска в 40 Гбайт плотность дорожек составляет 34000 TPI, а плотность записи 449000 BPI. Для вдвое большего диска в 80 Гбайт те же параметры составляют 60000 TPI и 570000 BPI соответственно.
Запаздывание и позиционирование
Каким бы быстродействующим не был жесткий диск, он не может работать с бесконечной скоростью. Между моментом выдачи команды считывания или записи на интерфейс накопителя и моментом, когда соответствующая информация становится доступной или физически сохраняется на носителе, проходит определенное время. Эту задержку называют запаздыванием (latency). Оно определяется временем, необходимым для того, чтобы участок с подлежащей считыванию информацией (или предназначенный для записи новых данных) прошел под головкой чтения/записи. Если искомое место на момент выдачи команды приближается к головке, то время запаздывания будет достаточно небольшим. Если же оно только что «проскочило» под головкой, то в следующий раз этот участок носителя окажется в нужном месте примерно через один оборот диска — и запаздывание окажется значительным. В общем случае, исходя из вероятностных соображений, дисковые накопители характеризуются средним временем запаздывания, которое принимается равным половине периода вращения носителя. У накопителя, диски которого вращаются с частотой 5400 об/мин (90 об/с), длительность оборота равна 1/90 с или 11,1 мс. Среднее время запаздывания составит при этом 11,1/2 = 5,6 мс. Для диска, вращающегося с частотой 7200 об/мин, запаздывание составит примерно 4,2 мс и тд. Одним словом, чем быстрее вращается диск, тем меньше будет его время запаздывания. Уменьшить запаздывание можно, увеличивая частоту вращения дисков, но она, в конечном счете, ограничивается пределом устойчивости носителей к центробежным силам.
Помимо времени запаздывания на производительность оказывает влияние скорость перемещения магнитных головок по диску, что отражается во времени позиционирования (используют также термин «время поиска»). Время позиционирования между соседними дорожками диска (Track-to-Track Seek) относительно мало (не превышает 0,8 мс для современных дисков). Время полного позиционирования (Full Stroke Seek) определяет длительность движения магнитных головок через весь диск, его значение находится в пределах порядка 20 мс. Среднее время позиционирования (Average Seek) обычно принимается половине времени полного позиционирования и составляет в данном примере 10 мс.
Если начала и концы дорожек на всех цилиндрах расположить вдоль одного радиуса, то вполне может случиться так, что к моменту окончания перехода головок начало дорожки нового цилиндра уже «проскочит» вперед. В итоге накопитель вынужден будет ждать почти полный оборот, прежде чем под головкой пройдет метка начала новой дорожки. Сместив начала и концы дорожек на разных цилиндрах на некоторый угол друг относительно друга, можно создать запас времени, необходимый для перемещения головок с одного цилиндра на другой, и избавиться от необходимости выжидать, пока диски совершат холостой оборот (рис. 13.5). Этот метод смещения цилиндров (или концентрического смещения) позволяет существенно увеличить быстродействие накопителей на жестких дисках.
Помимо концентрического смещения, в накопителях используется и послойное смещение. Суть его сводится к тому, что начала и концы дорожек в пределах одного цилиндра располагаются не на одной вертикали. Дело в том, что при последовательной записи или считывании данных в накопителе в первую очередь обрабатываются все секторы одной дорожки, после чего происходит электронная коммутация головок, и считывается информация со следующей дорожки, расположенной на том же цилиндре. Если бы секторы на разных дорожках не были смещены друг относительно друга, то между окончанием предыдущей дорожки и появлением под включенной головкой начала следующей дорожки не было бы никакой задержки. Во всех накопителях на переключение головок затрачивается некоторое время (несколько микросекунд), и его оказалось бы достаточно для того, чтобы начало новой дорожки ушло вперед из-под вновь включенной головки. Таким образом, сложилась бы ситуация, аналогичная той, что возникает при переводе головок на другой цилиндр — разница лишь в величинах задержек. Сместив на небольшой угол начала и концы дорожек, относящихся к одному цилиндру, можно свести к минимуму потери времени, возникающие при коммутации головок.
Рис. 13.5 Использование смещения цилиндров для оптимизации производительности
При работе с данными общее время доступа определяется как сумма времени запаздывания и времени позиционирования. При этом в случае сильной фрагментации файловой системы производительность может упасть достаточно сильно из-за того, что магнитная головка вынуждена все время позиционироваться на далекие друг от друга дорожки. Производя время от времени дефрагментацию файловой системы, можно добиться того, что файлы будут расположены на жестком диске в последовательных секторах, а это существенно снизит среднее время позиционирования и оптимизирует производительность жесткого диска.
Дорожки, секторы и цилиндры
Как уже говорилось выше, данные нельзя размещать в произвольных местах на поверхности носителя — контроллер диска, даже будучи вполне исправным, окажется не в состоянии найти эти данные, поскольку не будет знать, как это сделать. Информация на каждом магнитном диске должна быть разбита на порции и «разложена» по заранее определенным ячейкам, расположенным стандартным образом. Каждая сторона магнитного диска может рассматриваться как двумерное пространство, на котором определены две координаты — например, длина и ширина или радиус и позиционный угол. Данные на носителе записываются вдоль концентрических окружностей, поэтому более удобными являются полярные координаты, одной из которых является положение участка на окружности (угол, отсчитанный отточки, принятой за нуль отсчета), а второй — радиус этой окружности. Головки чтения/записи накопителя перемещаются вдоль радиусов1 вращающихся носителей при записи или считывании необходимых данных. Каждое из концентрических колец с записанными данными на рабочих поверхностях дисков называется дорожкой. У современных дисков количество дорожек составляет сотни тысяч, от чего напрямую зависит их емкость. На рис. 13.6 показан принцип организации данных на простейшей «стопке» из трех магнитных дисков. Заметим, что каждый из носителей является двусторонним, т.е. помимо показанных на рисунке верхних поверхностей, у них есть еще и нижние, на которых тоже записываются данные.
Цилиндр Ось вращения
Дорожка записи Магнитный диск
Рис. 13.6 Организация данных на жестком диске
Хотя каждая поверхность магнитного диска представляет собой двухмерное пространство, наличие в накопителе нескольких поверхностей-носителей (4,6,8 и более) позволяет ввести третью размерность размещения данных — «высоту» (номер головки). Так как
1 В современных приводах с подвижной катушкой головки перемешаются по дуге, что, однако, не меняет сути дела — они могут быть установлены на любом расстоянии от оси вращения дисков (естественно, в пределах рабочих участков поверхностей носителей). — Прим. ред.
одноименные дорожки на всех носителях расположены на одинаковом расстоянии от оси вращения «стопки», то их совокупность можно представить в виде цилиндра, проходящего через все магнитные диски. Количество цилиндров равно количеству дорожек на одной стороне магнитного диска.
Дорожки записи разделены на более мелкие одинаковые сегменты, которые называются секторами. В каждом секторе содержится по 512 байт данных. Кроме полезной информации, во все секторы записываются служебные данные, используемые для идентификации секторов и дорожек, а также байты результатов расчетов по методу избыточного циклического контроля (CRC— Cyclic Redundancy Check) и байты кодов коррекции ошибок (ЕСС— Error Correction Code), предназначенные для контроля правильности считывания. Информация о расположении секторов (их идентификаторы) записывается при низкоуровневом форматировании накопителя на предприятии-изготовителе. После форматирования жесткого диска подлежат изменению (перезаписи) только содержащиеся в секторе полезные данные и байты ЕСС. Если идентификатор сектора будет случайно перезаписан или поврежден, вся информация, содержащаяся в этом секторе, будет потеряна.
Рис. 13.7 Структура сектора типичного накопителя на жестких дисках (Maxtor Corporation)
На рис. 13.7 показана структура сектора типичного накопителя на жестких дисках фирмы Maxtor. Нетрудно заметить, что его полный размер существенно превышает 512 байт. Начало каждого сектора отмечается специальной меткой. Метка, помечающая первый сектор дорожки, называется индексной меткой или маркером. Каждый сектор разбит на две части: зону адреса и зону данных. В зоне адреса записываются данные, необходимые для идентификации сектора. Эта информация чрезвычайно важна, так как накопитель в любой момент времени должен точно знать, на каком цилиндре, какой головкой и в каком секторе производится запись или считывание данных. Информация о расположении сектора записывается в поле адреса, за которым следуют два байта CRC. После считывания координат текущего сектора в накопителе рассчитывается код CRC, который сравнивается затем с аналогичным кодом, записанным на диске. Если эти коды соответствуют друг другу, то полученные координаты считаются истинными, и операция считывания или записи продолжается. В противном случае данные воспринимаются как ошибочные, и весь сектор рассматривается как поврежденный. В таких ситуациях на экран компьютера обычно выводится сообщение о неустранимой ошибке.
Служебные поля сектора используются для синхронизации систем накопителя и компенсации различных задержек. Как уже говорилось выше, в поле данных может быть записано до 512 байт полезной информации. В процессе считывания эти данные обрабатываются по методу Рида-Соломона для получения 11 байтов кода ЕСС. Вычисленный результат сравнивается с кодом ЕСС, записанным на диске. В результате сравнения могут возникнуть три случая. Если коды совпадают, то данные считаны корректно. Если коды не совпадают, то в некоторых случаях данные могут быть восстановлены с использованием кода ЕСС (если количество ошибок ограничено). В самом печальном случае контроллер решает, что сектор прочесть не удалось, и фиксирует аппаратную ошибку чтения. В процессе записи старый код ЕСС заменяется новым значением, которое вычисляется на основе записываемых данных. Еше раз отметим, что после форматирования диска перезаписи подлежат только поля данных и ЕСС. Все остальные поля остаются неизменными до тех пор, пока диск не будет переформатирован заново. Эта процедура производится только в тех случаях, когда по мере старения диска и потери остаточной намагниченности перестают читаться данные в области адресов у значительного количества секторов.
Если прочитаная статья из нашей обширной энциклопедия компьютера - "Основные принципы работы накопителей", оказалась полезной или интересной, Вы можете поставить закладку в социальной сети или в своём блоге на данную страницу:
Так же Вы можете задать вопрос по статье через форму обратной связи, в сообщение обязательно указывайте название или ссылку на статью!
Обсудить статью на форуме