Физическое форматирование жесткого диска

Физическое форматирование жесткого диска выполняется производителями и делит поверхности магнитных пластин на дорожки и сектора;

• Дорожки - это концентрические окружности, описываемые головками чтения/записи на магнитных поверхностях. Дорожки нумеруются, начиная с нуля, по направлению к центру.

•Дорожки в свою очередь делятся на небольшие области, называемые секторами, содержащие фиксированное количество информации. Обычный размер сектора составляет 512 байт.

Логическая структура жестких дисков.

Физически отформатированный жесткий диск должен быть отформатирован логически. Логическая структура жестких дисков несколько отличается от логической структуры гибких дисков. Минимальным адресуемым элементом жесткого диска является кластер, который может включать в себя несколько секторов.

На жестком диске минимальным адресуемым элементом является кластер, который содержит несколько секторов.

Размер кластера зависит от емкости жесткого диска и типа используемой таблицы FAT:

·файловая система FАТ16 широко используется операционными системами Windows 95/98/МЕ, а также может использоваться операционными системами Windows NT/2000/ХР. Таблица FAT 16 может адресовать 2¹⁶ = 65 536 кластеров. Для дисков большой емкости размер кластера оказывается слишком большим, так как информационная емкость жестких дисков может быть огромной (150 Гбайт и выше).

Например, для диска объемом 40 Гбайт размер кластера будет равен:

40 Гбайт/65536 = 655 360 байт = 640 Кбайт.

Файлу всегда выделяется целое число кластеров. Например, текстовый файл, содержащий слово «информатика», составляет всего 11 байтов, но на диске этот файл будет занимать целиком кластер, то есть 640 Кбайт дискового пространства для диска емкостью 40 Гбайт. При размещении на жестком диске большого количества небольших по размеру файлов они будут занимать кластеры лишь частично, что приведет к большим потерям свободного дискового пространства.

Поэтому FАТ16 используется для дисков объемом не более 4 Гбайт.

·файловая система FAT32 используется для дисков большого объема, т.к. может адресовать более четырех миллиардов кластеров объемом по 4 Кбайта.

·файловая система NTFS является основной файловой системой Windows NT/2000/XP. В NTFS размер кластера не зависит от размера диска.

·файловая система LinuxExt2 используется в операционной системе Linux.

В целях более надежного сохранения информации о размещении файлов на диске хранятся две идентичные копии таблицы FAT.

Дефрагментация дисков.

Замедление скорости обмена данными может происходить в результате фрагментации файлов. Фрагментация файлов (фрагменты файлов хранятся в различных, удаленных друг от друга кластерах) возрастает с течением времени, в процессе удаления одних файлов и записи других.

Так как на диске могут храниться сотни и тысячи файлов в сотнях тысяч кластеров, то фрагментированность файлов будет существенно замедлять доступ к ним (магнитным головкам придется постоянно перемещаться с дорожки на дорожку) и в конечном итоге приводить к преждевременному износу жесткого диска. Рекомендуется периодически проводить дефрагментацию диска, в процессе которой файлы записываются в кластеры, последовательно идущие друг за другом.