Описание жестких дисков
26.02.2005г.
Это перевод одного из справочных разделов программы
Partition Magic.
Старался как мог, однако некоторые понятия могут не вполне соответствовать
принятым в русском языке. Впрочем, смысл сказанного от этого не меняется.
Почти ничего нового для себя я не открыл, но, может быть, кому-нибудь этот материал и пригодится
(несмотря на то, что некоторые сведения на данный момент являются устаревшими). Данную статью вы можете скачать
в формате PDF по указанной ниже ссылке:
Основные концепции
Этот документ выделяет некоторые основные концепции разделения жесткого диска.
Что такое жесткий диск?
Что такое форматирование диска?
Файловые системы
Понятие раздела
Загрузка компьютера
Управление разделами
Освобождение дискового пространства перед увеличением раздела FAT
Скрытые и не скрытые разделы
Буквенные обозначения дисков
Понимание ограничений BIOS на 1024 цилиндра
Понимание 2 ГБ-й границы загрузочного кода
Изменение установок режима BIOS LBA
Перезапись файловой системы
Что такое жесткий диск?
Жесткий диск или НЖМД - часть вашего компьютера, предназначенная
для длительного хранения информации. В отличие от оперативной памяти
(RAM), которая теряет находящуюся в ней информацию при отключении
электропитания, жесткий диск хранит информацию постоянно, позволяя Вам
хранить программы, файлы и другие данные. Жесткие диски также имеют
намного больше места для хранения, чем RAM. Cовременные
жесткие диски могут иметь емкость более 19 ГБ.
Основные компоненты жесткого диска
Жесткий диск состоит из 4-х основных частей:
- жесткие диски
- шпиндель
- головки чтения/записи
- электронная часть
Жесткие диски - твердые диски, сделанные из металла или пластика.
Обе стороны каждого жесткого диска покрыты тонким слоем окиси железа
или другого магнитного материала.
Жесткие диски установлены на центральной оси или
шпинделе, который вращает все жесткие диски с постоянной скоростью.
Рисунок 1: Основные компоненты жесткого диска
Головки Чтения/Записи установлены на специальном устройстве,
которое позволяет им двигаться по поверхности каждого диска. На каждую
поверхность жесткого диска приходится не менее одной головки
чтения/записи. Головки двигаются между жесткими дисками. Это движение
и вращение дисков позволяет головкам считывать или записывать данные в
любом месте жесткого диска.
Электронная часть принимает команды от компьютера и управляет
головками чтения/записи, продвигая их к определенным областям жестких
дисков. Так производится чтение или запись необходимых данных.
Как записываются и читаются данные?
Компьютеры выполняют запись данных на жесткие диски как последовательность
двоичных битов. Каждый бит записывается намагничиванием (положительным
или отрицательным) на окисном покрытии жесткого диска.
Когда компьютер сохраняет данные, он посылает данные на жесткий диск
как последовательность битов. Как только диск получает биты, он
использует головки чтения/записи, чтобы сделать магнитную запись или
"сохранить" биты на жестких дисках. Биты данных не обязательно
сохраняются в строгой последовательности; например, данные одного
файла могут быть записаны в нескольких различных областях на разных жестких дисках.
Когда компьютер запрашивает данные, записанные на диске, жесткие диски
вращаются и головки чтения/записи продвигаются в указанные области
данных. Головки чтения/записи читают данные, определяя магнитное поле
каждого бита, которое может быть либо положительным, либо отрицательным,
а затем отправляют эту информацию обратно в компьютер.
Головки чтения/записи могут получить доступ к любой области жестких
дисков в любое время, что позволяет данным находиться в любых местах
жесткого диска. Это позволяет ускорить доступ к данным, по сравнению
с магнитной лентой, где возможно только последовательное
считывание/запись. Поскольку жесткие диски позволяют произвольный
доступ к данным, они обычно могут получить доступ к любым данным в
пределах нескольких тысячных долей секунды.
Что такое форматирование диска?
Компьютеры должны иметь доступ к необходимой информации для выполнения
команд; однако, даже самый маленький жесткий диск может хранить
миллионы и миллионы битов. Как компьютер узнает, где искать нужную
информацию? Чтобы решить эту проблему, жесткие диски организованы в
дискретные, идентифицированные разделы. Это позволяет компьютеру легко
находить любую указанную последовательность битов.
Самая основная форма организации диска называется форматированием.
Форматирование подготавливает жесткий диск таким образом, чтобы файлы
могли быть записаны на жесткий диск и затем, если необходимо, быстро
считаны. Жесткие диски должны быть отформатированы двумя способами:
физически и логически.
Физическое форматирование
Перед логическим форматированием жесткий диск должен быть
отформатирован физически. Физическое форматирование диска (также
называемое форматированием низкого уровня) обычно выполняется изготовителем.
Физическое форматирование делит жесткие диски винчестера на их основные физические
элементы: дорожки, секторы и цилиндры. См. рисунок 2. Эти элементы
определяют путь, по которому данные физически записываются и считываются с диска.
Рисунок 2: Физический формат обычного жесткого диска
Дорожки - концентрические окружности, записанные на каждой
стороне жесткого диска, подобно тем, которые находятся на компакт-диске.
Дорожки нумеруются начиная с нулевой, которая находится на внешнем крае диска.
Дорожки разделены на меньшие области или
секторы, которые используются
для хранения фиксированного количества данных. Обычно форматирование
происходит таким образом, что секторы содержат 512 байтов данных (в
байте содержится 8 бит).
Набор дорожек, которые находятся на одинаковом расстоянии от шпинделя
на всех сторонах всех жестких дисков, составляет
цилиндр.
Например, третья дорожка на каждой стороне каждого жесткого диска
расположена на одинаковом расстоянии от шпинделя. Если Вы представите
эти дорожки связанными вертикально, набор этих дорожек примет форму
цилиндра.
Аппаратные средства ЭВМ и программное обеспечение часто работают,
используя цилиндры. Когда данные записаны на цилиндр диска, к ним
можно обращаться без необходимости двигать головки чтения/записи.
Поскольку движение головок медленное по сравнению с вращением диска и
переключением между головками, работа с цилиндрами значительно
уменьшает время доступа к данным.
После того, как жесткий диск физически отформатирован, магнитные
свойства покрытия жесткого диска могут постепенно ухудшиться.
Следовательно, он становится все более труднодоступным для головок
чтения/записи, чтобы читать или записывать данные в неэффективные
секторы жесткого диска. Секторы, которые больше не могут использоваться
для хранения данных, называются
дефектными секторами (
bad sectors).
К счастью, качество современных дисков таково, что дефектные секторы
появляются редко. Кроме того, наиболее современные компьютеры могут
определять дефектные секторы; если это случается, компьютер просто
отмечает сектор как плохой (так что он никогда не будет использоваться)
и затем использует другой сектор.
Логическое форматирование
После того, как жесткий диск был физически отформатирован, он должен
быть отформатирован логически. Логическое форматирование размещает на
диске файловую систему, соответствующую операционной системе (DOS,
OS/2, Windows или Linux), чтобы использовать доступное пространство
диска для хранения и записи файлов. Различные ОС (операционные системы)
используют различные файловые системы, так что тип логического
форматирования, который Вам нужно использовать, зависит от OС, которую
Вы планируете устанавливать.
Форматирование вашего жесткого диска целиком с одной файловой системой
обязательно ограничивает количество и типы ОС, которые Вы сможете
устанавливать на диске. К счастью, есть решение этой проблемы. Прежде,
чем диск логически отформатирован, он может быть разбит на разделы.
Тогда каждый раздел может быть отформатирован со своей файловой
системой, что позволит Вам установить несколько ОС на один компьютер.
Разбиение вашего жесткого диска на разделы также позволяет Вам
использовать пространство диска более эффективно.
Файловые системы
Все файловые системы состоят из структур, необходимых для хранения и управления данными. Эти структуры обычно включают загрузочную запись операционной системы, каталоги и файлы. Файловая система также исполняет три главных функции:
- Отслеживание занятого и свободного места
- Поддержка имен каталогов и файлов
- Отслеживание физического местоположения каждого файла на диске.
Различные файловые системы используются различными операционными
системами. Некоторые OС могут распознавать только одну файловую
систему, в то время как другие OС могут распознавать несколько.
Некоторые из наиболее распространенных файловых систем:
FAT (File Allocation Table)
FAT32 (File Allocation Table 32)
NTFS (New Technology File System)
HPFS (High Performance File System)
NetWare File System
Linux Ext2 и Linux Swap
FAT
Более подробные сведения об этой файловой системе вы можете найти в
статье
"Файловая система MS-DOS"
Файловая система FAT используется DOS, Windows 3.x и Windows 95.
Файловая система FAT также доступна в Windows 98/Me/NT/2000 и OS/2.
Файловая система FAT реализуется при помощи File Allocation Table (FAT -
Таблицы Распределения Файлов) и кластеров. FAT - сердце файловой
системы; для безопасности FAT имеет дубликат, чтобы защитить ее данные
от случайного стирания или неисправности. Кластер - самая маленькая
единица системы FAT для хранения данных; один кластер состоит из
фиксированного числа секторов диска. В FAT записано, какие кластеры
используются, какие являются свободными, и где файлы расположены в
пределах кластеров.
Файловая система FAT поддерживает диск или раздел размером до 2 ГБ, но
допускает не более 65525 кластеров. Поэтому, независимо от размера
жесткого диска или раздела, количество секторов в одном кластере
должно быть достаточно большим, чтобы все доступное место могло быть
заключено в пределах 65525 кластеров. Чем больше доступного места, тем
большим должен быть размер кластера.
ПРИМЕЧАНИЕ: Вообще, большие кластеры имеют тенденцию тратить
впустую большее количество места, чем маленькие кластеры.
Файловая система FAT также использует корневой каталог. Этот каталог
имеет допустимое максимальное количество записей и должен быть
расположен в определенном месте на диске или разделе. ОС, которые
используют файловую систему FAT, представляют корневой каталог с
символом "обратный слеш" (\) и при загрузке на дисплее появляется этот каталог.
Корневой каталог хранит информацию о каждом подкаталоге и файле в
форме индивидуальной записи. Например, запись каталога содержит такую
информацию, как имя файла, размер файла, дата и время, которые
указывают, когда файл был последний раз изменен, номер начального
кластера (какой кластер содержит первую часть файла) и атрибуты файла
(например, скрытый или системный).
FAT-32
FAT32 - файловая система, которая может использоваться Windows 95 OEM
Service Release 2 (версия 4.00.950B), Windows 98, Windows Me и Windows
2000. Однако, DOS, Windows 3.x, Windows NT 3.51/4.0, более ранние
версии Windows 95 и OS/2 не распознают FAT32 и не могут загружать или
использовать файлы на диске или разделе FAT32.
FAT32 - развитие файловой системы FAT. Она основана на 32-битовой
таблице распределения файлов, более быстрой, чем 16-битовые таблицы,
используемые системой FAT. В результате, FAT32 поддерживает диски или
разделы намного большего размера (до 2 ТБ).
Файловая система FAT32 использует меньшие кластеры, чем FAT, имеет
дубликат загрузочных записей и особенностей корневого каталога,
который может быть любого размера и может быть расположен в любом
месте диска или раздела.
NTFS
NTFS (Новая Технология Файловой Системы) доступна только Windows NT/2000.
NTFS не рекомендуется использовать на дисках размером менее 400 МБ,
потому что она требует много места для структур системы.
Центральная структура файловой системы NTFS - это MFT (Master File
Table). NTFS сохраняет множество копий критической части таблицы для
защиты от неполадок и потери данных.
Подобно FAT и FAT32, NTFS использует кластеры для хранения данных;
однако, размер кластера не зависит от размера диска или раздела.
Размер кластера всего в 512 байтов может быть установлен независимо
от того, имеет ли раздел размер 500 МБ или 5 ГБ. Использование
маленьких кластеров не только уменьшает количество потраченного
впустую дискового пространства, но также и уменьшает фрагментацию
файлов - состояние, когда файлы разбиты на множество кластеров,
находящихся на несмежных участках, что замедляет доступ к файлам.
Из-за способности использовать маленькие кластеры, NTFS хорошо
работает на больших дисках.
Наконец, файловая система NTFS поддерживает горячую установку - процесс,
через который дефектные секторы автоматически обнаруживаются,
отмечаются как "плохие" и в дальнейшем не используются.
HPFS
HPFS (Файловая система с высокой производительностью) - привилегированная
файловая система для OS/2, которая также поддерживается старшими
версиями Windows NT.
В отличие от файловых систем FAT, HPFS сортирует свои каталоги,
основываясь на именах файлов. HPFS также использует более эффективную
структуру для организации каталога. В результате доступ к файлу часто
быстрее и место используется более эффективно, чем с файловой системой FAT.
HPFS распределяет данные файла в секторах, а не в кластерах. Чтобы сохранить дорожку,
которая имеет секторы или не используется, HPFS организовывает диск
или раздел в виде групп по 8 МБ. Такое группирование улучшает
производительность, потому что головки чтения/записи не должны
возвращаться на нулевую дорожку каждый раз, когда ОС нуждается в
доступе к информации о доступном месте или местоположении необходимого файла.
NetWare File System
Операционная система Novell NetWare использует файловую систему
NetWare, которая была разработана специально для использования
службами NetWare.
Linux Ext2 и Linux Swap
Файловые системы Linux Ext2 и Linux были разработаны для ОС Linux OS
(Версия UNIX для свободно распространения). Файловая система Linux
Ext2 поддерживает диск или раздел с максимальным размером 4 ТБ.
Понятие раздела
После того, как диск был физически отформатирован, он может быть
разделен на отдельные физические секции или разделы. Каждый раздел
функционирует как отдельный диск, и может быть логически
отформатирован под любую файловую систему. После того, как раздел
диска был логически отформатирован, он фигурирует как том.
В процессе форматирования Вам предлагают дать разделу имя, называемое
также "метка тома". Это имя помогает Вам легко идентифицировать том.
Зачем использовать множество разделов?
Многие жесткие диски отформатированы как один большой раздел. Однако
такой подход не всегда обеспечивает наиболее эффективное использование
ресурсов или места на вашем диске. Альтернатива этому - разбиение
вашего жесткого диска на разделы. Используя несколько разделов, Вы
можете:
- Установить более одной ОС на вашем жестком диске
- Сделать использование доступного места на диске наиболее эффективным
- Сделать хранение файлов безопасным насколько возможно
- Физически разделить данные так, чтобы было легко найти файлы и нужные данные.
Следующие разделы данной статьи подробно описывают процессы разделения,
помогая Вам создавать и использовать разделение, чтобы "выжать"
максимум из вашего жесткого диска.
Типы разделов
Есть три вида разделов: первичный, расширенный и логический. Первичный
и расширенный разделы - главные разделы диска; один жесткий диск может
содержать до четырех первичных разделов, или три первичных раздела и
один расширенный. Расширенный раздел может быть далее разделен на
любое количество логических разделов.
Первичный Раздел
Первичный раздел может содержать операционную систему наряду с любым
количеством файлов данных (например, файлы программ или пользовательские
файлы). Перед установкой ОС первичный раздел должен быть логически
отформатирован с файловой системой, совместимой с ОС.
Если Вы имеете несколько первичных разделов на вашем жестком диске, то
только один первичный раздел может быть видимым и активным одновременно.
Активный раздел - это раздел, с которого загружается ОС при запуске
компьютера. Первичный раздел, в отличие от активного раздела, скрыт от
пользователя, что предотвращает доступ к этому разделу. Таким образом,
данные в первичном разделе могут быть доступны (для всех практических
целей) только для ОС, установленной в этом разделе.
Если Вы планируете устанавливать более одной операционной системы на
вашем жестком диске, Вам необходимо создать несколько первичных
разделов; операционные системы могут загружаться только с первичного раздела.
Расширенный Раздел
Расширенный раздел был изобретен как путь, обходящий ограничение
четырьмя разделами. Расширенный раздел, по сути, представляет собой
контейнер, в котором Вы можете по мере необходимости физически
разделять место вашего диска, создавая неограниченное количество
логических разделов.
Расширенный раздел непосредственно не содержит данные. Вы должны
создать логический раздел в пределах расширенного раздела для хранения
данных. После создания логического раздела он должен быть логически
отформатирован, но каждый раздел может использовать различную файловую систему.
Логический Раздел
Логический раздел может существовать только в пределах расширенного
раздела и содержит только файлы данных и ОС, которые могут загружаться
с логического раздела (OS/2, Linux и Windows NT).
Рисунок 3 показывает жесткий диск, который содержит четыре главных
раздела: три первичных раздела и один расширенный раздел. Расширенный
раздел был далее разделен на два логических раздела.
Рисунок 3. Логический Раздел
Каждый первичный раздел был отформатирован для использования
различными файловыми системами (FAT, NTFS и HPFS). Два логических
раздела были отформатированы для использования файловой системы FAT.
Хотя рисунок 3 показывает все разделы на одной стороне одного жесткого
диска, в реальности разделы были бы вероятно расположены на
поверхностях нескольких жестких дисков.
Загрузка компьютера
Путь загрузки компьютера с жесткого диска зависит от пути, которым
жесткий диск разделен и от загружаемой операционной системы.
Процесс основной загрузки
Когда Вы включаете питание вашего компьютера, CPU (центральный
процессор) берет управление. CPU немедленно выполняет инструкции
программы, содержащей процедуры запуска, которые записаны в ROM BIOS
компьютера. В последней части BIOS инструкции содержат процедуру
загрузки. Эта процедура запрограммирована для чтения главной
загрузочной записи из первого сектора первого физического жесткого
диска.
MBR (главная загрузочная запись) содержит главную загрузочную
программу и таблицу разделов, которая описывает все разделы жесткого
диска. Загрузочная процедура BIOS выполняет главную загрузочную
программу, которая затем продолжает процесс загрузки. Главная
загрузочная программа просматривает таблицу разделов, чтобы выяснить,
какой первичный раздел является активным. Если есть только один
первичный раздел, то ОС загружается и запускается в работу.
Рисунок 4.
Если жесткий диск имеет более одного первичного раздела, то каждый
загрузочный раздел (то есть раздел, содержащий ОС) имеет свою
собственную загрузочную запись, которая хранится в его первом секторе.
Эта загрузочная запись содержит программу загрузки, предназначенную
специально для запуска операционной системы, установленной в данном
разделе. Эта загрузочная запись конкретной ОС обычно записывается в
раздел, когда раздел логически форматируется, но может также быть
добавлена с помощью утилит этой ОС (например, утилита DOS SYS).
После идентификации активного раздела главная загрузочная программа
запускает загрузочную программу выбранного раздела. В свою очередь,
эта программа загружает необходимые файлы ОС и начинает работу ОС.
Определенная загрузочная информация операционной системы
Большинство операционных систем, включая DOS и Windows 3.x/95/98/Me/NT/2000
располагаются на активном первичном разделе, когда они загружаются
жесткого диска. Однако различные операционные системы располагаются на
активном первичном разделе различными способами.
- DOS, Windows 3.x и Windows 95/98 должны загружаться с активного первичного раздела первого жесткого диска.
- Windows NT/2000 может загружаться с логического раздела, но программа загрузки Windows NT/2000 должна быть в активном первичном разделе на первом жестком диске.
- OS/2 может загружаться с логического раздела; однако расширенный раздел, содержащий логический раздел, должен находиться в пределах первых 2 ГБ жесткого диска. Вдобавок, утилита Boot Manager, которая входит в комплект OS/2, должна присутствовать на жестком диске для установки OS/2.
Управление разделами
Следующие разделы данной статьи помогут Вам использовать разделы диска наиболее эффективно.
Установка активного первичного раздела
Если Вы создаете несколько первичных разделов для установки различных
операционных систем, Вы должны сообщить компьютеру, какой первичный
раздел будет загрузочным. Первичный раздел, с которого
загружается компьютер, называется активным разделом. Если нет
активного первичного раздела на первом физическом жестком диске, то
компьютер не сможет загрузиться жесткого диска.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ!
Перед тем как сделать первичный раздел активным, удостоверьтесь, что
этот раздел является загрузочным. Загрузочный раздел логически
отформатирован и имеет необходимые для ОС установленные файлы. Раздел,
на котором не установлена ОС, не может быть загрузочным.
Наилучшее использование логических разделов
Есть три серьезных причины, чтобы создать расширенный раздел и поделить
его на логические разделы:
- Вы можете получить доступ к файлам логического раздела из любой ОС
- Логические разделы помогут Вам осуществлять эффективное использование дискового пространства.
- Логические разделы физически отделяют группы файлов для более легкой организации или увеличения безопасности.
Доступ к одним и тем же файлам из разных ОС
Логические разделы не нужно скрывать от пользователя подобно первичным
разделам. Вы можете иметь множество логических разделов, видимых
одновременно. Поэтому Вы можете получить доступ к данным, сохраненным
в логическом разделе из разных ОС, установленных в различных первичных
или логических разделах, при условии, что логический раздел использует
файловую систему, которую распознает ОС.
Например, посмотрите на разделенный жесткий диск на рис.5. Поскольку
DOS/Windows, Windows NT и OS/2 распознают разделы FAT, любой из этих
трех первичных разделов мог бы быть активным и способным распознавать
и использовать файлы, хранящиеся в пределах любого из логических
разделов.
Рисунок 5. Доступ к файлам из разных операционных систем
Эффективное использование дискового пространства
Если Вы имеете большой жесткий диск и хотите использовать файловую
систему FAT на всем диске или большей его части, Вы можете избежать
пустой траты дискового пространства, используя несколько маленьких
разделов FAT.
Все данные на разделе FAT хранятся в единицах распределения, которые
называются кластерами. Каждый кластер состоит из фиксированного числа
секторов диска.
Однако использование больших кластеров приводит к неэффективному
использованию дискового пространства. Даже если файл (или последняя
часть файла) намного меньше размера кластера, компьютер все равно
должен использовать весь кластер для хранения данных. Оставшаяся часть
кластера остается неиспользованной.
Следующая таблица показывает минимальный размер кластера и обычно
теряемое пространство для различных размеров разделов.
| Размер раздела | Наименьший требуемый размер кластера | Теряемое пространство, % (приблизительно) |
| 16-127 МБ | 2 КБ | 2% |
| 128-255 МБ | 4 КБ | 4% |
| 256-511 МБ | 8 КБ | 10% |
| 512-1023 МБ | 16 КБ | 25% |
| 1024-2047 МБ | 32 КБ | 40% |
| 2048-4096 МБ | 64 КБ | 50% |
Кластеры 64КБ доступны только в Windows NT и Windows 2000. Другие
операционные системы не могут использовать кластеры 64КБ, независимо
от размера раздела.
Вы можете избежать пустой траты места на диске, используя меньшие
разделы, потому что меньшие разделы используют кластеры меньшего
размера. Например, раздел 1024 МБ имеет кластеры размером 32
КБ. Если бы Вы сохранили файл размером 2 КБ на этом разделе, то для
записи этого файла понадобилось бы использовать целый кластер размером
32 КБ, а 30 КБ были бы потрачены впустую. Однако если Вы разделите ваш
диск на разделы по 120 МБ, эти разделы будут использовать кластеры по
2КБ. Когда Вы будете сохранять тот же самый файл (2КБ), то этот файл
будет соответствовать кластеру 2КБ без потраченного впустую места.
Упрощение доступа к файлам и улучшение сохранности файлов
Если Вы имеете большой жесткий диск и храните все ваши файлы и подкаталоги в
корневом каталоге, то корневой каталог быстро становится большой и
сложной структурой. Все большее увеличение хранящихся в корневом
каталоге файлов делает работу с ним более трудной - искать нужные
файлы становится все труднее.
Разумное использование логических разделов может помочь Вам избежать
этой проблемы. Просто разделите ваши файлы на группы, сохраняя каждую
группу в индивидуальном логическом разделе. Когда Вам необходимо
работать с определенной группой файлов, Вы можете легко обратиться к
соответствующему логическому разделу. Сложность вашей структуры
каталогов минимизируется, позволяя Вам обращаться к нужным файлам
более быстро.
Вы можете также использовать дополнительные разделы, чтобы увеличить
безопасность для важных файлов. Например, если Вы желаете ограничить
доступ к определенной группе файлов, Вы можете сохранить эти файлы на
логическом разделе и затем скрыть этот раздел от доступа.
Если Вы используете несколько ОС, Вы можете также отформатировать
логический раздел с файловой системой ОС, которая обеспечивает лучшие
функции безопасности. Тогда ОС может использоваться для ограничения
доступа к данным раздела.
Логический раздел может также использоваться для хранения
дополнительных копий важных файлов. Например, если Вы помещаете копии
важных файлов в логическом разделе FAT, этот раздел может быть
доступен из любой ОС, которая распознает FAT. Если одна ОС вышла из
строя, Вы можете загрузить другую ОС и иметь доступ к важным файлам.
Освобождение дискового пространства перед увеличением раздела FAT
При изменении размера раздела потребуется свободное место на диске для
увеличения кластера до требуемого размера. Поэтому должна быть
неиспользуемая и доступная область во внутренней части раздела. Если
раздел является почти полным, то может оказаться недостаточно места
для изменения размера раздела. В этом случае Вы можете освободить
место, удалив или переместив какие-либо файлы в другой раздел.
Следующая таблица показывает приблизительное количество свободного
места, необходимого для изменения размера раздела в пределах внесенных
в список диапазонов. Фактическое количество необходимого свободного
места может изменяться в зависимости от количества и размеров файлов
в разделе.
| Размер раздела (внутри диапазона) | Требуемый размер кластера | Теряемое пространство, % | Свободное место, необходимое для изменения размера |
| 128-255 МБ | 4 КБ | 4% | 5,1 МБ |
| 256-511 МБ | 8 КБ | 10% | 25,6 МБ |
| 512-1023 МБ | 16 КБ | 25% | 128,0 МБ |
| 1024-2047 МБ | 32 КБ | 40% | 409,6 МБ |
| 2048-4096 МБ | 64 КБ | 50% | 1024,0 МБ |
Скрытые и не скрытые разделы
PartitionMagic, Drive Image, BootMagic и VolumeManager позволяет Вам
скрывать разделы от обнаружения операционной системой. Когда Вы
скрываете раздел, то разделу не присваивается буквенное обозначение
во время загрузки ОС. Поэтому раздел невидим для ОС и всех связанных
с ней приложений. Последующему разделу, который является видимым для
ОС, присваивается новая буква диска.
Скрытие раздела полезно, если вам нужно защитить важные данные от
других пользователей или Вы хотите предотвратить неосторожное удаление
файлов другими пользователями. Вы можете скрыть любой первичный или
логический раздел FAT, FAT32, NTFS или HPFS.
Конечно, PartitionMagic, Drive Image, BootMagic и VolumeManager также
позволяет Вам открыть любой раздел, который Вы скрыли. Если вы
сделаете раздел видимым, то это позволит загружаемой ОС обнаружить
раздел, и она присвоит диску букву. Как только раздел становится не
скрытым, последующему разделу снова назначается новая буква.
ВАЖНО! Раздел может быть обнаружен только ОС, которые распознают
файловую систему раздела. Открытие раздела с неопознанным типом
файловой системы не сделает раздел видимым для ОС.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ! Вы должны быть осторожны при открытии первичного
раздела. Вообще, Вы не должны делать два первичных раздела видимыми
одновременно, поскольку это может повлечь за собой потерю данных в
некоторых ОС.
Буквенные обозначения дисков
Когда Вы загружаете ОС, то ОС присваивает буквы (например, C:, D: и
т.д.) первичным и логическим разделам на каждом жестком диске. Эти
буквы используются Вами, вашей системой и всеми вашими приложениями
для обращения к файлам разделов.
Ваша ОС может изменить присвоенную букву, если Вы добавите или удалите
второй жесткий диск. Присвоенная буква может также быть изменена, если
Вы добавляете, удаляете или копируете раздел диска, повторно
форматируйте раздел с другой файловой системой или загружаете другую
ОС. Такого рода изменения буквы могут иногда вывести из работы часть
конфигурации вашей системы. Например, приложения, которые
запрограммированы для поиска загрузочных файлов на определенном диске,
могут больше не запускаться.
Чтобы избежать изменений конфигурации и/или найти проблемы
конфигурации, Вы должны понять следующее:
- Как ОС присваивает дискам буквы
- Проблемы, вызванные изменениями буквы диска
- Что Вы можете сделать при разделении для избежания изменения буквы диска
- Как находить проблемы конфигурации, вызванные неизбежными изменениями
Как ОС присваивает буквы дискам
DOS, Windows 3.x, Windows 95/98/Me и OS/2
Эти ОС присваивают буквы в установленной последовательности, которая
не может быть изменена. Эта последовательность следующая:
- ОС начинает присваивать буквы с первого первичного раздела,
который она распознает на первом жестком диске системы. Затем ОС
присваивает букву первому первичному разделу, который удается
распознать на каждом последующем жестком диске. Например,
представьте, что Вы имеете три жестких диска в вашей системе.
Когда Вы загружаете вашу ОС, она присваивает букву С: активному
первичному разделу на первом жестком диске. Буква D: присваивается
первому первичному разделу, который ОС распознает на втором
жестком диске, а буква E: присваивается первому первичному разделу
на третьем диске.
Если Вы имеете множество видимых первичных разделов на
единственном жестком диске, ОС назначает букву диска для активного
раздела. Если ни один из разделов не является активным, буква
присваивается первому видимому первичному разделу, опознанному ОС.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ! Создание нескольких видимых первичных разделов на одном диске может вызвать потерю данных в DOS, Windows 3.x, Windows 95/98/Me и OS/2.
- Затем все логические разделы, распознанные ОС, обозначаются
буквами, начиная с логического раздела на первом жестком диске и
далее по порядку. Например, Вы имеете два жестких диска в вашей
системе, каждый с одним первичным и двумя логическими разделами.
ОС сначала присваивает C: и D: двум первичным разделам, затем
присваивает буквы E: и F: первому и второму логическим разделам
на первом жестком диске. Буквы G: и H: присваиваются двум
логическим разделам на втором диске.
- Затем ОС присваивает буквы всем оставшимся видимым первичным
разделам, начиная с тех, что на первом жестком диске. ОС
продолжает этот процесс для всех видимых первичных разделов на
втором диске, затем третьем и так далее.
- Наконец, присваиваются буквы дисководам CD-ROM и другим типам
сменных носителей информации.
Поскольку OC всегда следует этой последовательности для назначения
букв, добавление или удаление второго жесткого диска может заменить
присвоенные буквы другими. Буквы также могут изменяться, если Вы
добавляете, удаляете или копируете раздел диска, повторно форматируйте
раздел с другой файловой системой или загружаете другую ОС.
Windows NT/2000
Если установлена Windows NT/2000, она назначает буквы в том же
порядке. Однако, однажды назначенные, эти буквы не заменяются,
независимо от изменений на жестких дисках или разделах в вашей
системе. Буквы, как говорят, "прилипают", и остаются постоянно
назначенными одному и тому же разделу.
Если Вы хотите повторно назначить или удалить букву в Windows NT/2000,
Вы можете или использовать PartitionMagic, VolumeManager для NT или
утилиту Windows NT/2000 Disk Administrator.
Сценарии назначения букв
Чтобы проиллюстрировать, как назначаются буквы, рассмотрим следующие
примеры.
Компьютер имеет один жесткий диск, на котором установлена Windows 95.
Разделы диска показаны ниже (рисунок 6).
Рисунок 6. Компьютер с одним жестким диском, содержащим один первичный и два логических раздела.
Диск разделен на первичный раздел и расширенный раздел, который
содержит два логических раздела. Первичный раздел отформатирован с
системой FAT и имеет ОС Windows 95. Первый логический раздел
отформатирован с системой FAT, которую распознает Windows 95, но
второй логический раздел отформатирован под NTFS, которую Windows 95
не распознает.
На этом диске Windows 95 присвоила бы букву C: первичному
разделу и букву D: первому логическому разделу. Она не присвоила бы
букву второму логическому разделу, потому что она не распознает
файловую систему на этом разделе.
Теперь рассмотрим компьютер идентичный первому, за исключением того,
что он имеет второй жесткий диск.
Рисунок 7. Компьютер с двумя жесткими дисками, загружаемый под Windows 95.
Первый жесткий диск разделен точно тем же способом как в первом
примере. Он имеет те же самые файловые системы на разделах, и
Windows 95 установлена на единственном первичном разделе.
Второй диск также имеет один первичный раздел и расширенный раздел.
Однако, расширенный раздел содержит три логических раздела. На
первичном разделе FAT второго жесткого диска не установлена никакая ОС.
Первый логический раздел - раздел NTFS с установленной Windows NT.
Два оставшихся логических раздела - это FAT разделы.
Когда компьютер загружает Windows 95, Windows 95 сначала присваивает
букву C: активному первичному разделу на первом жестком диске. Затем
Windows 95 присваивает букву D: первому опознанному первичному разделу
на втором жестком диске (то есть, первичному разделу FAT). Затем
Windows 95 назначает буквы каждому логическому разделу, который она
может опознать. Поэтому она назначает букву E: первому логическому
разделу FAT на первом диске, но пропускает второй логический раздел,
потому что Windows 95 не распознает файловую систему NTFS. На втором
диске она пропускает первый логический раздел NTFS, назначает букву F:
второму логическому разделу (раздел FAT) и назначает букву G: третьему
логическому разделу (также раздел FAT).
В этом примере важно заметить, что буква, назначенная первому
логическому разделу на первом жестком диске изменилась, даже при том
что компьютер был загружен с той же самой ОС как и в первом примере,
и разделы первого диска не изменялись. Замена буквы произошла в
результате установки на компьютере второго диска.
Windows 95 должна присвоить букву (D:) первому опознанному первичному
разделу, который находится на втором диске, перед тем как присвоить
букву первому логическому разделу на первом диске.
В заключительном примере рассмотрим как назначаются буквы на том же
самом компьютере с точно теми же жесткими дисками и разделами, что
используются в предыдущем примере. Однако, в этот раз компьютер
(рисунок 8) загружается с недавно установленной версией Windows NT
(установленной в первом логическом разделе на втором диске).
Рисунок 8. Компьютер с двумя жесткими дисками, загружаемый под Windows NT.
Во-первых, потому что Windows NT распознает файловую систему FAT, она
присваивает букву C: первичному разделу на первом жестком диске. Буква
D: назначена первичному разделу на втором жестком диске, который
является также разделом FAT. Затем Windows NT, присваивает букву
каждому логическому разделу в порядке очередности, потому что все эти
разделы содержат файловые системы, опознаваемые Windows NT (FAT или
NTFS). На первом диске Windows NT присваивает E: первому логическому
разделу и F: второму логическому разделу. Затем, на втором винчестере, Windows NT назначает
G: первому логическому разделу, H: второму логическому разделу и I:
последнему логическому разделу.
В этом примере важно заметить, что буквы назначенные опознанным
логическим разделам, отличаются от букв, назначенных во втором примере,
даже при том, что число жестких дисков и разделов в обоих примерах
одинаково. Единственное различие - это то, что компьютер был загружен
с Windows NT, которая опознала файловую систему на всех разделах и
таким образом назначила им буквы.
Изменения букв могут происходить и по другим причинам, не
рассмотренным в вышеупомянутых примерах. Добавление, удаление,
скрытие/открытие или повторное форматирование раздела может также
вызвать изменение буквы.
Проблемы, вызванные изменениями буквенных обозначений дисков
Изменения букв могут нарушить конфигурацию вашего компьютера. Например,
предположите, что Вы устанавливаете несколько программ на логический
раздел с буквой D:. Вы решаете создать ярлыки для этих программ, так
чтобы Вы могли запускать их из Windows 95. Когда Вы дважды щелкаете по
ярлыку, Windows просматривает диск D:, находит и запускает
соответствующую программу. Если изменится буква логического раздела,
то ваши ярлыки больше не будут указывать на правильный раздел. Когда
Вы щелкаете по ярлыку, Windows 95 продолжает искать файлы программы на
диске D:. Но буква D: уже присвоена другому разделу.
Изменение буквы также влияет на все конфигурации системы, которые
используют букву раздела. Например, команды, использующие букву,
которые введены в ваш AUTOEXEC.BAT, CONFIG.SYS, WIN.INI, SYSTEM.INI
или другие системные файлы, не смогут правильно работать после
изменения буквы. Аналогично, системный реестр Windows 95/98, который
включает ссылки на буквы дисков, может стать неработоспособным после
изменения этих букв.
Разделение, помогающее избежать изменений буквы
Использование следующих стратегий разделения может помочь Вам избежать
нежелательного изменения буквы при использовании DOS, Windows 3.x/95/98/Me и OS/2.
Предотвращение изменений, вызванных добавлением первичных разделов
Чтобы избежать замены назначенных букв, вызванных добавлением
первичного раздела, добавляют первичный раздел только на жесткие диски,
которые уже имеют, по крайней мере, один первичный раздел.
Дополнительный первичный раздел может быть скрыт, таким образом только
один первичный раздел остается видимым на каждом диске. Эта стратегия
предотвращает замены назначенных букв разделов, однако использовать ее
не всегда возможно.
Предотвращение изменений, вызванных добавлением логического раздела
Всякий раз, когда возможно, добавляйте новый логический раздел как
последний логический раздел на последнем жестком диске. Делая так, Вы
можете быть уверены, что назначенная буква для всего существующего
раздела останется той же самой. Если раздел должен быть добавлен не
к последнему жесткому диску, попытайтесь добавить его как последний
логический раздел на текущем диске. Буква, присвоенная логическому
разделу на этом диске, остается неизменной, также как и буква для
любого предыдущего жесткого диска. Однако, всем логическим разделам
на последующих дисках будут присвоены новые буквы.
Предотвращение изменений, вызванных загрузкой другой ОС.
Вы можете предотвратить замены букв, вызванных загрузкой различных
операционных систем. Если Вы имеете раздел, отформатированный с
файловыми системами, распознаваемыми только одной или двумя из ваших
ОС, просто размещайте их после любого раздела с файловыми системами,
опознаваемыми всеми вашими ОС.
Например, предположите, что Вы используете DOS и Windows NT. Некоторые из
ваших разделов являются разделами FAT, в то время как другие - разделами NTFS.
Поскольку и DOS и Windows NT распознают раздел FAT, разместите этот
раздел в начале вашего диска. Тогда раздел NTFS может быть помещен в
конец диска. Теперь всякий раз, когда Вы загружаетесь, буквы дисков,
назначенные на раздел FAT остаются теми же самыми, независимо от того,
загружаете ли Вы DOS или Windows NT.
Раздел FAT распознается большинством ОС. Поэтому мы рекомендуем
помещать все разделы FAT перед любым FAT32, NTFS или HPFS разделом.
Поиск проблем конфигурации, вызванных изменениями букв
Вы можете вычислить проблемы конфигурации, вызванные изменениями букв
с помощью утилиты DriveMapper PartitionMagic. DriveMapper быстро и
автоматически заменяет все "неправильные" (повторно назначенные) буквы
ссылками на недавно назначенные буквы разделов.
После того, как раздел создан или удален, ОС иногда будет не в
состоянии назначать букву для CD-ROM без перезагрузки.
Понимание ограничений BIOS на 1024 цилиндра
Вы можете благополучно использовать PartitionMagic или VolumeManager,
чтобы разделить любой диск, независимо от числа цилиндров на диске.
Фактически, для исключения ситуации, когда вы можете выполнить
операцию разделения, которая могла бы причинить проблемы, программа
соблюдает правила ограничений BIOS на 1024 цилиндра на системах, где
это ограничение применяется.
Ограничение 1024 цилиндра BIOS имеет место в вашей системе только в
следующих случаях:
- Вы имеете жесткий диск емкостью более 504 МБ.
- Жесткий диск был изготовлен ранее 1994 г. (приблизительно).
- BIOS в вашей системе не имеет встроенных функций INT 13 BIOS.
Вы можете также сталкиваться с проблемами, если ваш жесткий диск более 8 ГБ.
Если Вы имеете такую систему и Вы используете исключительно DOS, то ни
утилита DOS FDISK ни любая программа PowerQuest НЕ позволяет Вам
видеть цилиндры за пределами 1024-ого цилиндра или включать их в
какой-либо раздел. Пространство за пределами 1024-ого цилиндра всегда
остается невидимым.
Даже если предел BIOS 1024-го цилиндра распространяется на вашу
систему, Вы без проблем можете использовать PartitionMagic.
Единственный случай, когда Вы можете столкнуться с проблемами - если
имеют место следующие критерии:
- Вы используете и DOS и другую ОС
- Другая ОС способна видеть и использовать пространство диска за пределами первых 1024-х цилиндров диска
- Вы используете утилиты PartitionMagic или FDISK другой ОС для создания раздела за пределами первых 1024-х цилиндров
- Вы запускаете DOS PartitionMagic.
Когда Вы запускаете DOS PartitionMagic, Вы можете увидеть, а можете и
не увидеть недавно созданный раздел, который располагается за 1024-м
цилиндром. Даже если Вы можете видеть раздел, Вы не можете использовать
DOS PartitionMagic для выполнения какого-либо действия на этом разделе.
Это ограничение касается как первичных, так и расширенных разделов,
которые имеют пространство за пределами 1024-го цилиндра. Если
расширенный раздел превышает предел цилиндров, Вы не можете выполнять
действия ни на одном из логических разделов, даже если сам логический
раздел не находится за пределами 1024-го цилиндра.
ПРИМЕЧАНИЕ: Если Вы используете DOS, но ваша система имеет
расширение INT 13 BIOS, PartitionMagic позволяет Вам видеть цилиндры
за пределами 1024-го предела и выполнять действия на разделе,
распространяющимся вне этой границы.
Понимание 2 ГБ-й границы загрузочного кода
Загрузочный код операционной системы хранится в главной загрузочной
записи (MBR) и загрузочном разделе, позволяя ОС загружаться должным
образом. В некоторых ОС, однако, этот загрузочный код написан таким
способом, что он накладывает ограничение на местоположение загрузочного
раздела и файлов, необходимых для загрузки ОС.
DOS (версии 6.x и ранее), Windows NT (версии 4.0 и ранее) и Windows
2000 воздействует на это ограничение загрузочного кода. Когда
загружаются эти ОС, адрес цилиндр/головка/сектор (CHS) кода начального
загрузочного сектора должен быть вычислен, чтобы прочитать информацию
сектора, загрузить и выполнить следующую часть процесса загрузки.
Значение CHS для нужного сектора рассчитывается следующим образом:
Номер сектора / Секторов на дорожке
Т.к. путь загрузочного кода записан, результат этого вычисления должен
соответствовать 16-битовым регистрам. Самое большое значение,
которое может содержать 16-битовый регистр - 64КБ. Если число больше
64КБ, число обрезается и в результате получается неправильная величина.
Процесс загрузки будет не в состоянии загружать и выполнять
необходимый сектор, и загрузка ОС будет невозможна.
Современные жесткие диски имеют 63 сектора на дорожке, создавая 64КБ
загрузочному коду границу в 2 ГБ.
Если ваш диск старый или использует оверлейные драйверы диска, эта
граница может быть более низкой. Если раздел начинается или
простирается за пределами этой границы, значение CHS раздела сектора
загрузочного кода не может быть правильно рассчитано. Поэтому раздел и
его ОС не могут быть загружены.
Этот предел относится к файлу DOS IO.SYS и файлу Windows NT
NTLOADER.EXE. Если эти файлы установлены или перемещены за пределы
64КБ-й границы загрузочного кода, передача управления операционной
системе терпит неудачу.
ВАЖНО! Для нормальной загрузки DOS требует, чтобы первые три сектора
IO.SYS были ниже 2 ГБ-й границы.
Файлы IO.SYS и NTLOADER.EXE обычно располагается около начала раздела,
в котором они установлены. Когда Вы повторно устанавливаете размеры
раздела, используя PartitionMagic, Drive Image и VolumeManager, эта
область раздела может быть удалена, чтобы освободить место для FAT
большего размера или других структур файловой системы. В результате
IO.SYS или NTLOADER.EXE могут быть перемещены за границу 64КБ, таким
образом делая невозможной загрузку ОС.
Изменение установок режима BIOS LBA
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ! Никогда не изменяйте режим LBA в вашей системе
BIOS. Изменение этих установок может причинить искажение или потерю
данных.
Современные системы BIOS поддерживают LBA или Logical Block
Addressing (Логическая Адресация Блока). Режим LBA можно включить или
отключить, это определяет, как ваш компьютер будет переводить
логический адрес цилиндр/головка/сектор (CHS). Если Вы измените этот
режим, то сдвиг значения CHS может испортить все файлы и разделы на
ваших жестких дисках.
Если Вам необходимо изменить режим LBA в вашей системе BIOS, сначала
сохраните все данные на другой жесткий диск. Войдите в контакт с
изготовителем BIOS и/или отделом технической поддержки
изготовителя диска, чтобы обезопасить себя от непоправимых ошибок.
Перезапись файловой системы
Когда Вы используете PartitionMagic или VolumeManager для создания или
изменения разделов вашего компьютера, эти утилиты делают необходимые
изменения в вашей файловой системе, позволяя вашему компьютеру
определять новые или измененные разделы. Поскольку эти файлы
изменяются, то последующее их чтение может оказаться неточным.
Перезапись файловой системы с использованием PartitionMagic или
VolumeManager может вызвать проблемы.
ПРИМЕЧАНИЕ: Всякий раз, когда Вы делаете изменения, используя
PartitionMagic, Drive Image, BootMagic или VolumeManager, убедитесь,
что создали новые резервные копии для ваших системных файлов. Никогда
не используйте предварительное резервирование для перезаписи следующих
файлов: BOOT.INI, BOOT.DOS, BOOT.OS2, BOOTSECT.DOS, BOOTSECT.W95 или BOOTSECT.W98.
ПРИМЕЧАНИЕ: PartitionMagic и VolumeManager только изменяют
системные файлы. Поэтому, Вы можете использовать предыдущее
резервирование для восстановления пользовательских файлов.
