Тайны и секреты компьютера

BIOS'у компьютера и операционной системе не обязательно поставляются точные данные о физическом строении ("физической геометрии") жесткого диска — о количестве цилиндров, головок, секторов. Электроника винчестера способна "на лету" пересчитывать данные "физической геометрии" в так называемую "логическую геометрию" диска и уже именно ее параметры сообщать BIOS'у. Например, старые модели BIOS не могут работать больше, чем с 1024 цилиндрами, 256 дорожками в цилиндре и 63 секторами на дорожке. Это связано с возможностями его так называемого "прерывания 13", способа работы с жестким диском, изначально в BIOS запрограммированного и используемого MS-DOS, а также операционными системами Windows во время загрузки. Поскольку развитие жестких дисков шло именно по пути увеличения количества цилиндров (в самом деле, представить себе жесткий диск с 256 головками одна над другой сложно), то для того, чтобы с диском можно было работать через BIOS, контроллер винчестера представляет BIOS'у, скажем, диск с 20480 цилиндрами и 4 дорожками как диск из 1024 цилиндров и 80 дорожек.

К сожалению, даже при использовании конвертации "физической геометрии" диска в «логическую» максимальный обьем винчестера, с которым можно работать средствами BIOS, составляет 1024*256*63*512= 8455716864 байт = около 8 гигабайт. С дисками большего обьема работать посредством 13-го прерывания BIOS невозможно.[19] Поэтому на новых материнских платах BIOS особым образом усовершенствован ("прерывание 13" сделано "расширенным"), и это ограничение емкости дисков в нем отсутствует.

Современные операционные системы при своей работе не используют 13-е прерывание BIOS, а поэтому могут работать с дисками весьма большого обьема. Но каждая операционная система должна загрузиться, а в процессе загрузки ее файлы могут быть считаны с диска только средствами BIOS'а. Поэтому в случае использования больших дисков со старым BIOS'ом с загрузкой операционной системы могут быть сложности.

Кроме того, на современных жестких дисках применяется особая форма разделения дорожек на секторы, при которой внешние дорожки, протяженность которых больше, чем внутренних, разбиваются на большее количество секторов. При этом для операционной системы диск все равно имеет равное количество секторов на каждой дорожке, а преобразование запросов операционной системы в команды блоку головок производится в соответствии со специальными таблицами, записанными в микросхемах жесткого диска.

В жестких дисках последних 7–8 лет выпуска имеется так называемая система S.M.A.R.T. (то есть "Self Monitoring Analysis and Reporting Technology") — особые компоненты устройства, предназначение которых заключается в отслеживании возможных неисправностей и устранении их по мере возникновения. Так, в то время как в старых дисках таблица переназначения дефектных секторов формировалась на заводе, выпускающем винчестеры, а впоследствии уже не могла изменяться, то в новых винчестерах система S.M.A.R.T. во время работы диска отслеживает качество записи и чтения с каждого сектора и при его снижении заранее переназначает сектор на резервный, не дожидаясь момента отказа. Изначально же область резервных секторов делается больше, чем нужно в момент изготовления диска, — с расчетом на будущее.

Читая старые статьи и воспоминания компьютерщиков, вы наверняка обращали внимание на описания ситуации, когда жесткий диск покрывается сбойными секторами, и наверняка поражались, что, к счастью, вас эта чаша минула — ваш недавно выпущенный диск абсолютно исправен и не имеет ни одного поврежденного сектора. Но это так из-за действия системы S.M.A.R.T. - она просто даже не дает операционной системе заметить, что тот или иной участок диска испортился, моментально переназначая на него резервные секторы. И только тогда, когда вся резервная область будет исчерпана, на вашем жестком диске появятся видимые из операционной системы сбойные участки.

Помимо слежения за качеством поверхности жесткого диска, S.M.A.R.T. также отслеживает изменения параметров работы механики винчестера, таких, как время достижения диском расчетной скорости вращения, время доступа к различным зонам диска и в случае, когда эти параметры выходят за допустимые пределы, сообщает операционной системе, что диск собирается испортиться. Если операционная система поймет сообщения S.M.A.R.T., то пользователю будет сообщено о вскоре предстоящей необходимости замены диска.