Struktura dysku

Dysk magnetyczny to wirujący talerz lub zespół talerzy o powierzchni pokrytej nośnikiem magnetycznym, a odpowiednio ustawiane na tych powierzchniach głowice zapisują i odczytują dane. Głowice umieszczone są na ramieniu pozycjonującym i znajdują się bardzo blisko powierzchni nośnika. Podczas obrotów dysku nie stykają się z nią – powstająca w wyniku obrotów talerzy poduszka powietrzna utrzymuje głowice nad powierzchnią. Fizycznie dysk składa się z talerzy, które podczas formatowania dzielone są na ścieżki, klastry i sektory. Te same ścieżki na kolejnych stronach i talerzach tworzą logiczne, nie istniejące fizycznie cylindry. Cylinder oznacza grupę ścieżek o tym samym numerze na wszystkich powierzchniach roboczych. Liczba głowic odpowiada liczbie roboczych powierzchni i talerzy dysku. Zapis na dysku dokonywany jest w formie koncentrycznych ścieżek, podzielonych na sektory. Głowica zapisująca, poprzez przepływ przez nią prądu, wytwarza pole magnetyczne, które z kolei powoduje zmianę biegunowości cząstek magnetycznych. Układ biegunów + - może oznaczać logiczne 0, a układ - + logiczne 1.

Każda taka cząstka to jeden bit informacji. Przy odczycie informacji sytuacja jest odwrotna – wytworzone pole magnetyczne przez cząstkę indukuje w głowicy prąd o ustalonym kierunku. Tradycyjne adresowanie dysku przez przerwanie 13 BIOS-u (INT 13) odbywało się za pomocą określenia trzech parametrów: cylindra, głowicy i sektora (adresowanie CHS od słów Cylinder, Head, Sector). Funkcje INT 13 używały 24 bitów do reprezentacji adresów, zatem możliwe było zaadresowanie 2 24 *512 bajtów = 8,5 GB. Stosowaną do tej pory metodą zwiększenia zakresu adresowania jest LBA (Logical Block Addressing). To rozwiązanie stosuje adresowanie 28 bitowe, co pozwala na przydzielenie numerów większej liczbie sektorów 2 28 *512 bajtów = 137 GB. W przypadku systemu Windows na dysku tworzone są kolejno obszary logiczne: sektor startowy (boot sector) – pierwszy fizyczny sektor dysku twardego, w którym zapisywana jest informacja, gdzie na dysku (na jakiej partycji i na jakiej ścieżce) znajdują się pliki startowe systemu operacyjnego. Tutaj zapisywany jest MBR – niewielki program

zapisany w pierwszym, fizycznym sektorze dysku twardego, tzw. sektorze rozruchowym. MBR (Master Boot Record) jest uruchamiany przy starcie komputera i odczytuje tablicę partycji dysku twardego. W sektorze tym znajduje się również informacja o programie boot manager Jeżeli jest zainstalowany, przejmuje on kontrolę nad dalszym procesem uruchamiania komputera. To specjalny program umożliwiający uruchomienie w komputerze jednego z kilku zainstalowanych w nim systemów operacyjnych; tablica partycji - obszar, który zawiera informacje o liczbie dysków fizycznych, partycji, liczbie dysków logicznych, ich wielkościach, systemach plików oraz o tym, która partycja jest aktywna (z której ma zostać uruchomiony system operacyjny, jeżeli jest ich kilka). BIOS komputera odczytuje w pierwszej fazie boot sector. Jeżeli nie ma zainstalowanego programu boot manager, w następnej kolejności zagląda właśnie do tablicy partycji, gdzie odczytuje informacje o tym, skąd załadować system operacyjny. Do obsługi tablicy partycji służy niewielki program fdisk.exe. Za jego pomocą tworzymy i usuwamy partycje i dyski logiczne oraz ustalamy partycję aktywną;

FAT (File Alocation Table - tablica alokacji plików) - obszar, na którym znajduje się tablica fizycznego rozmieszczenia plików na dysku twardym lub na dyskietce. Struktura pozwalająca systemowi operacyjnemu przechowywać informacje o położeniu plików na dysku, a konkretnie na jego partycji (które klastry dysku twardego lub dyskietki są wolne, a które nie). W systemach Windows (od wersji Windows 95 OSR2) system plików nazywa się FAT32, co oznacza, że może zaalokować liczbę klastrów; dane - obszar zajmujący całą resztę powierzchni dysku. Tutaj są fizycznie zapisywane pliki w jednostkach alokacji. Podczas standardowego formatowania FAT i dane nie są usuwane, a jedynie zwalniane jest miejsce na dysku, które było przez nie zajmowane.