Таблица 7.7. Стандартные префиксные наименования и обозначения двоичной системы счислений

Примечание. Обратите внимание, что обозначение "кило/kilo (к) " в соответствии с Международной системой единиц SI начинается с прописной буквы, а все остальные обозначения десятичной системы счислений - со строчной.

Таблица 7.8. Нумерация секторов в режимах CHS и LBA для воображаемого накопителя, содержащего два цилиндра, две головки и по два сектора на каждой дорожке (в общей сложности - восемь секторов)

накопителя равна восьми (2x2x2) секторам. Обратите внимание, что нумерация цилиндров и головок начинается с числа "0", а нумерация физических секторов, находящихся на дорожке, - с числа "1". При использовании адресации CHS расположение первого сектора накопителя определяется выражением "цилиндр 0, головка 0, сектор 1 (0,0,1)"; адресом второго сектора является 0,0,2; третьего - 0,1,1; четвертого ? 0,1,2 и т. д., пока мы не дойдем до последнего сектора, адрес которого 1,1,2.

Представьте теперь, что мы взяли восемь секторов и, не обращаясь непосредственно к физическим цилиндрам, головкам и секторам, пронумеровали все секторы от 0 до 7. Таким образом, если необходимо обратиться к четвертому сектору накопителя, мы можем сослаться на него как на сектор 0,1,2 в режиме CHS или как на сектор 3 в режиме LBA. Соотношение между номерами секторов воображаемого восьмисекторного накопителя в режимах CHS и LBA приведено в табл. 7.8.

Как видно из приведенного примера, использование нумерации LBA заметно облегчает и упрощает процесс обработки данных. Несмотря на это, при создании первых персональных компьютеров вся адресация BIOS и накопителей АТА была выполнена методом CHS.

Преобразования CHS/LBA и LBA/CHS

Адресация секторов может выполняться как в режиме CHS, так и в режиме LBA. Для данного накопителя существует определенное соответствие между адресациями CHS и LBA, которое, в частности, позволяет преобразовывать адреса CHS в адреса LBA и наоборот. Спецификация ATA-1 предлагает довольно простую формулу, с помощью которой можно преобразовывать параметры CHS в LBA:

LBA = (((C x HPC) + H) x SPT) + S - 1.

Реверсирование этой формулы позволяет выполнить обратное преобразование, т. е. преобразовать параметры LBA в адрес CHS:

C = int(LBA/SPT/HPC),

H = int((LBA/SPT) mod HPC),

S = (LBA mod SPT) + 1.

В этих формулах использованы следующие выражения:

LBA - logical block address;

C - цилиндр (cylinder);

H - головка (head);

S - сектор (sector);

Таблица 7.9. Параметры CHS и соответствующая им нумерация секторов LBA для накопителя, содержащего 16383 цилиндров, 16 головок и 63 сектора на каждой дорожке (общее количество секторов - 16 514 064)

HPC - количество головок в каждом цилиндре (общее количество головок);

SPT - количество секторов на каждой дорожке;

int X - целочисленная часть X;

X mod Y - модуль (остаток) от X/Y.

С помощью этих формул можно вычислить параметры LBA практически для любого адреса CHS и наоборот. Данный накопитель содержит 16383 цилиндров, 16 головок и 63 сектора на каждой дорожке. Соотношение адресов CHS и LBA показано в табл. 7.9.

Команды BIOS и команды ATA

Помимо двух методов адресации секторов (CHS и LBA), существует еще два уровня интерфейса, в которых используется адресация секторов. Одним из интерфейсов является область взаимодействия операционной системы и базовой системы ввода-вывода (с помощью команд BIOS); другим - область сопряжения базовой системы ввода-вывода и накопителя (с помощью команд ATA). На каждом из этих уровней используются определенные команды, которые поддерживают как режим CHS, так и LBA. На рис. 7.6 показаны различные уровни интерфейса.

Когда операционная система обращается к базовой системе ввода-вывода для чтения или записи секторов, она выдает соответствующие команды через программное прерывание INT13h, которое представляет собой стандартную подпрограмму BIOS, используемую для доступа к диску. Подфункции прерывания INT13h позволяют выполнять чтение или запись секторов, используя при этом адресацию LBA или CHS. После этого стандартные программы базовой системы ввода-вывода преобразуют команды BIOS в аппаратные команды ATA, которые передаются через порты шины ввода-вывода на контроллер дисковода. Аппаратные команды ATA также могут использовать адресацию CHS или LBA, несмотря на то что существуют определенные ограничения. Будет ли использоваться базовой системой ввода-вывода и накопителем адресация CHS или LBA, зависит от емкости жесткого диска, срока службы накопителя и "возраста" BIOS, установленных параметров BIOS Setup и используемой операционной системы.