資料恢復學習(1) 硬碟恢復那些基本概念

2021-05-23 19:45:09 字數 2463 閱讀 3624

一、硬碟

1、碟片:鋁製的圓盤,是記錄資料的,硬碟中最少一片,最多n片。

2、盤面:每個碟片包含兩個面。

3、磁頭:磁頭是硬碟中最昂貴的部件,也是硬碟技術中最重要和最關鍵的一環,每個盤面對應乙個讀/寫磁頭。

4、磁軌:當磁碟旋轉時,磁頭若保持在乙個位置上,則每個磁頭都會在磁碟表面劃出乙個圓形軌跡,這些圓形軌跡就叫做磁軌。

並從外向內從0開始編號。

5、扇區:磁碟上的每個磁軌被等分為若干個弧段,這些弧段便是磁碟的扇區,每個扇區可以存放512個位元組的資訊,磁碟驅動器在向磁碟讀取和寫入資料時,要以扇區為單位。

6、柱面:硬碟通常由重疊的一組碟片構成,每個盤面

都被劃分為數目相等的磁軌,

並從外緣的「0」開始編號,具有相同編號的磁軌形成乙個圓柱,稱之為磁碟的柱面。磁碟的柱面數與乙個盤面上的磁軌數是相等的。由於每個盤面都有自己的磁頭,因此,盤面數等於總的磁頭數。所謂硬碟的chs,即cylinder(柱面)、head(磁頭)、sector(扇區),只要知道了硬碟的chs的數目,即可確定硬碟的容量,硬碟的容量=柱面數*磁頭數*扇區數*512b。

二、硬碟模式

1、硬碟物理c/h/s:英文原義:cylinder/head/sector :中文釋義:柱面/磁頭/扇區

chs定址模式:

① chs定址模式將硬碟劃分為磁頭(heads)、柱面(cylinder)、扇區(sector)。

△磁頭(heads):每張磁片的正反兩面各有乙個磁頭,乙個磁頭對應一張磁片的乙個面。因此,用第幾磁 頭就可以表示資料在哪個磁面。

△扇區(sector):將磁軌劃分為若干個小的區段,就是扇區。雖然很小,但實際是乙個扇子的形狀,故稱為扇區。每個扇區的容量為512位元組。

△柱面(cylinder):所有磁片中半徑相同的同心磁軌構成「柱面",意思是這一系列的磁軌垂直疊在一起,就形成乙個柱面的形狀。簡單地理解,柱面數=磁軌數。

② 知道了磁頭數、柱面數、扇區數,就可以很容易地確定資料儲存在硬碟的哪個位置。也很容易確定硬碟的容量,其計算公式是:

硬碟容量=磁頭數×柱面數×扇區數×512位元組

③large定址模式把柱面數除以整數倍、磁頭數乘以整數倍而得到的邏輯磁頭/柱面/扇區引數進行定址,所以表示的已不是硬碟中的物理位置,而是邏輯位置。lba定址模式是直接以扇區為單位進行定址的,不再用磁頭/柱面/扇區三種單位來進行定址。但為了保持與chs模式的相容,通過邏輯變換演算法,可以轉換為磁頭/柱面/扇區三種引數來表示,但表示的也和large定址模式一樣,已不是硬碟中的物理位置,而是邏輯位置了。

注:c/h/s 最大 1024*255*63=16450560≈8.4gb

2、lba(logical block addressing)邏輯塊定址模式

在 lba 模式下,我們知道硬碟上的乙個資料區域由它所在的磁頭、柱面(也就是磁軌)和扇區所唯一確定。早期系統就是直接使用磁頭柱面和扇區來對硬碟進行定址(這稱為chs定址),這需要分別儲存每個區域的三個引數(這稱為3d引數),使用時再分別讀取三個引數,然後再在送到磁碟控制器去執行。由於系統用8b來儲存磁頭位址,用10b來儲存柱面位址,用6b來儲存扇區位址,而乙個扇區共有512b,這樣使用chs定址一塊硬碟最大容量為256 * 1024 * 63 * 512b = 8064 mb(1mb = 1048576b)(若按1mb=1000000b來算就是8.4gb)。隨著硬碟技術的進步,硬碟容量越來越大,chs模式無法管理超過8064 mb的硬碟,因此工程師們發明了更加簡便的lba定址方式。在lba位址中,位址不再表示實際硬碟的實際實體地址(柱面、磁頭和扇區)。lba編址方式將chs這種三維定址方式轉變為一維的線性定址,它把硬碟所有的物理扇區的c/h/s編號通過一定的規則轉變為一線性的編號,系統效率得到大大提高,避免了煩瑣的磁頭/柱面/扇區的定址方式。在訪問硬碟時,由硬碟控制器再將這種邏輯位址轉換為實際硬碟的實體地址。

3、large 大硬碟模式

在硬碟的柱面超過 1024 而又不為 lba 支援時採用。large 模式採用的方法是把柱面數除以 2,把磁頭數乘以 2,其結果總容量不變。

4、lba與c/h/s 之間的轉換:

設ns為每磁軌扇區數,nh為磁頭數,c、h、s分別表示磁碟的柱面、磁頭和扇區編號,lba表示邏輯扇區號,div為整除計算,mod為求餘計算,則:

lba=nh×ns×c+ns×h+s-1;

c=(lba div ns)div nh;

h=(lba div ns)mod nh;

s=(lba mod ns)+1

例如 lba = 0 則 chs = 0/0/1

從c/h/s到lba的計算公式:

lba=(c-cs)*ph*ps+(h-hs)*ps+(s-ss)

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