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硬碟的DOS管理結構
1.磁道,扇區,柱面和磁頭數

硬碟最基本的組成部分是由堅硬金屬材料制成的塗以磁性媒體的盤片,不同容量硬碟的盤片數不等。每個盤片有兩面,都可記錄資訊。盤片被分成許多扇形的區 域,每個區域叫一個扇區,每個扇區可存儲128×2的N次方(N=0.1.2.3)位元組資訊。在DOS中每扇區是128×2的2次方=512位元組,盤片表 面上以盤片中心為圓心,不同半徑的同心圓稱為磁道。硬碟中,不同盤片相同半徑的磁道所組成的圓柱稱為柱面。磁道與柱面都是表示不同半徑的圓,在許多場合, 磁道和柱面可以互換使用,我們知道,每個磁盤有兩個面,每個面都有一個磁頭,習慣用磁頭号來區分。扇區,磁道(或柱面)和磁頭數構成了硬碟結構的基本參 數,幫這些參數可以得到硬碟的容量,基計算公式為:
存儲容量=磁頭數×磁道(柱面)數×每道扇區數×每扇區位元組數
要點:(1)硬碟有數個盤片,每盤片兩個面,每個面一個磁頭
(2)盤片被劃分為多個扇形區域即扇區
(3)同一盤片不同半徑的同心圓為磁道
(4)不同盤片相同半徑構成的圓柱面即柱面
(5)公式:存儲容量=磁頭數×磁道(柱面)數×每道扇區數×每扇區位元組數
(6)資訊記錄可表示為:××磁道(柱面),××磁頭,××扇區
磁道:當磁盤旋轉時,磁頭若保持在一個位置上,則每個磁頭都會在磁盤表面劃出一個圓形軌迹,這些圓形軌迹就叫做磁道。這些磁道用肉眼是根本看不到的,因為它們僅是盤面上以特殊方式磁化了的一些磁化區,磁盤上的資訊便是沿着這樣的軌道存放的。相鄰磁道之間并不是緊挨着的,這是因為磁化單元相隔太近時磁性會互相産生影響,同時也為磁頭的讀寫帶來困難。一張1.44MB的3.5英寸軟碟,一面有80個磁道,而硬碟上的磁道密度則遠遠大于此值,通常一面有成千上萬個磁道。
扇區:磁盤上的每個磁道被等分為若幹個弧段,這些弧段便是磁盤的扇區,每個扇區可以存放512個位元組的資訊,磁盤驅動器在向磁盤讀取和寫入資料時,要以扇區為機關。1.44MB3.5英寸的軟碟,每個磁道分為18個扇區。
柱面:硬碟通常由重疊的一組盤片構成,每個盤面都被劃分為數目相等的磁道,并從外緣的“0”開始編号,具有相同編号的磁道形成一個圓柱,稱之為磁盤的柱面。磁盤的柱面數與一個盤面上的磁道數是相等的。由于每個盤面都有自己的磁頭,是以,盤面數等于總的磁頭數。所謂硬碟的CHS,即Cylinder(柱面)、Head(磁頭)、Sector(扇區),隻要知道了硬碟的CHS的數目,即可确定硬碟的容量,硬碟的容量=柱面數*磁頭數*扇區數*512B。
2.簇
“簇”是DOS進行配置設定的最小機關。當建立一個很小的檔案時,如是一個位元組,則它在磁盤上并不是隻占一個位元組的空間,而是占有整個一簇。DOS視不同的存儲媒體(如軟碟,硬碟),不同容量的硬碟,簇的大小也不一樣。簇的大小可在稱為磁盤參數塊(BPB)中擷取。簇的概念僅适用于資料區。
本點:(1)“簇”是DOS進行配置設定的最小機關。
(2)不同的存儲媒體,不同容量的硬碟,不同的DOS版本,簇的大小也不一樣。
(3)簇的概念僅适用于資料區。
3.扇區編号定義:絕對扇區與DOS扇區
由前面介紹可知,我們可以用柱面/磁頭/扇區來唯一定位磁盤上每一個區域,或是說柱面/磁頭/扇區與磁盤上每一個扇區有一一對應關系,通常DOS将“柱 面/磁頭/扇區”這樣表示法稱為“絕對扇區”表示法。但DOS不能直接使用絕對扇區進行磁盤上的資訊管理,而是用所謂“相對扇區”或“DOS扇區”。“相對扇區”隻是一個數字,如柱面140,磁頭3,扇區4對應的相對扇區号為2757。該數字與絕對扇區“柱面/磁頭/扇區”具有一一對應關系。當使用相對扇 區編号時,DOS是從柱面0,磁頭1,扇區1開始(注:柱面0,磁頭0,扇區1沒有DOS扇區編号,DOS下不能通路,隻能調用BIOS通路),第一個 DOS扇區編号為0,該磁道上剩餘的扇區編号為1到16(設每磁道17個扇區),然後是磁頭号為2,柱面為0的17個扇區,形成的DOS扇區号從17到 33。直到該柱面的所有磁頭。然後再移到柱面1,磁頭1,扇區1繼續進行DOS扇區的編号,即按扇區号,磁頭号,柱面号(磁道号)增長的順序連續地配置設定 DOS扇區号。
公式:記DH--第一個DOS扇區的磁頭号
DC--第一個DOS扇區的柱面号
DS--第一個DOS扇區的扇區号
NS--每磁道扇區數
NH--磁盤總的磁頭數
則某扇區(柱面C,磁頭H,扇區S)的相對扇區号RS為:
RS=NH×NS×(C-DC)+NS×(H-DH)+(S-DS)
若已知RS,DC,DH,DS,NS和NH則
S=(RS MOD NS)+DS
H=((RS DIV NS)MOD NH)+DH
C=((RS DIV NS)DIV NH)+DC
要點:(1)以柱面/磁頭/扇區表示的為絕對扇區又稱實體磁盤位址
(2)單一數字表示的為相對扇區或DOS扇區,又稱邏輯扇區号
(3)相對扇區與絕對扇區的轉換公式