Форматирование жесткого диска
|
|
Большинство пользователей ПК придерживаются мнения, что жесткие диски, впрочем, как и любой другой накопитель информации, должны быть отформатированы перед использованием. |
|
В вопросе форматирования есть некоторая путаница относительно того, что и как делает процедура форматирования жесткого диска, что мы и постараемся рассмотреть в этой статье. |
|
В современных жестких дисках используются методики, коренным образом отличающиеся от методов форматирования старых жестких дисков. |
|
Два шага форматирования. |
|
Форматирование жесткого диска включает в себя три этапа: |
|
Форматирование диска на низком уровне (низкоуровневое форматирование). |
|
Это единственный "настоящий" метод форматирования диска. |
|
При этом процессе на жестком диске создаются физические структуры: треки, сектора, управляющая информация. |
|
Этот процесс выполняется заводом-изготовителем на пластинах, которые не содержат еще никакой информации. |
|
Разбиение на разделы. |
|
Этот процесс разбивает объем винчестера на логические диски (C, D, и т.д.). |
|
Этим обычно занимается операционная система, и метод разбиения сильно зависит от операционной системы. |
|
Высокоуровневое форматирование. |
|
Этот процесс также контролируется операционной системой и зависит как от типа операционной системы, так и от утилиты, используемой для форматирования. |
|
Процесс записывает логические структуры, ответственные за правильное хранение файлов, а также, в некоторых случаях, системные загрузочные файлы в начало диска. |
|
Это форматирование можно разделить на два вида: быстрое и полное. |
|
При быстром форматировании перезаписывается лишь таблица файловой системы, при полном же - сначала производится верификация (проверка) поверхности накопителя, а уже потом производится запись таблицы файловой системы. |
|
Из выше сказанного следует, что два из трех шагов - это форматирование, и такое двойное значение этого слова приводит к некоторому непониманию при использовании термина "форматирование". |
|
Также исторически сложившемся фактом является то, что всем известная программа MS-DOS format.com работает по-разному при форматировании жесткого и гибкого дисков. |
|
Гибкие диски имеют простую, стандартную геометрию и не могут разбиваться на логические диски, так что format.com запрограммирован на автоматическое выполнение сразу двух операций: как низкоуровневого так и высокоуровнего форматирования. |
|
В случае с жесткими дисками, format.com выполняет только высокоуровневое форматирование. |
|
Низкоуровневое форматирование выполнялось контроллером жесткого диска на старых винчестерах и заводом-изготовителем на новых винчестерах. |
|
В отличие от высокоуровневого форматирования, создания разделов и файловой структуры - низкоуровневое форматирование - означает базовую разметку поверхностей дисков. |
|
Для винчестеров ранних моделей, которые поставлялись с чистыми поверхностями, такое форматирование создает только информационные сектора и служебную серво-информацию и может быть выполнено контроллером винчестера под управлением соответствующей программы. |
|
Для современных винчестеров, которые содержат записанную при изготовлении сервоинформацию, полное форматирование означает и разметку информационных секторов, и перезапись сервоинформации. |
|
Низкоуровневое форматирование винчестера |
|
Низкоуровневое форматирование - это процесс нанесения информации о позиции треков и секторов, а также запись служебной информации для сервосистемы. |
|
Этот процесс иногда называется "настоящим" форматированием, потому что он создает физический формат, который определяет дальнейшее расположение данных. |
|
Когда в первый раз запускается процесс низкоуровневого форматирования винчестера, пластины жесткого диска пусты, т.е. не содержат абсолютно никакой информации о секторах, треках и т.п. |
|
Это последний момент, когда у жесткого диска абсолютно пустые пластины. |
|
Информация, записанная во время этого процесса, больше никогда не будет переписана. |
|
Старые жесткие диски имели одинаковое количество секторов на трек и не имели встроенных контроллеров, так что низкоуровневым форматированием занимался внешний контроллер жесткого диска, и единственной нужной ему информацией было количество треков и количество секторов на трек. |
|
Используя эту информацию, внешний контроллер мог отформатировать жесткий диск. |
|
Современные жесткие диски имеют сложную внутреннюю структуру, включая изменение количества секторов на трек при движении от внешних треков к внутренним, а также встроенную сервоинформацию для контроля за приводом головок. |
|
Также современные накопители используют технологию "невидимых" плохих секторов, т.е. могут незаметно для пользователя и системы автоматически пропускать плохие сектора. |
|
Вследствие такой комплексной структуры данных, все современные жесткие диски проходят низкоуровневое форматирование только один раз - на заводе-изготовителе. |
|
Нет никакого способа в домашних условиях произвести настоящее низкоуровневое форматирование любого современного жесткого диска, будь это IDE/ATA, IDE/SATA или SCSI винчестер. |
|
Причем это невозможно сделать даже в условиях хорошего сервисного центра (в сервисном центре можно произвести как бы "среднеуровневое" форматирование, которое может заменить информацию о пропускаемых сбойных секторах, но перезаписать физическое распределение секторов и служебную сервоинформацию не получится). |
|
Старые жесткие диски нуждались в неоднократном низкоуровневом форматировании на протяжении всей своей жизни, в связи с эффектами температурного расширения, связанного с применением шаговых моторов в приводе головок, у которых перемещение головок было разбито на сетку с фиксированным шагом. |
|
С течением времени у таких накопителей смещалось физическое расположение секторов и треков, что не позволяло правильно считать информацию, применяя шаговый двигатель в приводе магнитных головок, т.е. головка выходила на нужную, по мнению контроллера, позицию, в то время как позиция заданного трека сместилась, что приводило в появлению сбойных секторов. |
|
Эта проблема решалась переформатированием накопителя на низком уровне, перезаписывая треки и сектора по новой сетке шагов привода головок. |
|
В современных накопителях, использующих в приводе головок звуковую катушку, проблема температурного расширения ушла на второй план, вынуждая производить лишь температурную рекалибровку рабочих параметров привода головок. |
|
Если вы все-таки захотите поэкспериментировать и запустить низкоуровневое форматирование на современном жестком диске, то единственное что вы можете получить, кроме потерянного времени, это потерю данных. |
|
Часть современных накопителей на команду низкоуровневого форматирования вообще никак не реагируют, а часть из них просто заполняет сектора какой-либо информацией, не трогая при этом служебную и сервоинформацию. |
|
Современный жесткий диск может быть восстановлен до значения "почти как новый" при помощи любой утилиты, записывающей нули или какую-либо другую информацию по всему объему накопителя, или, проще говоря, утилиту, "обнуляющую" жесткий диск. |
|
Высокоуровневое форматирование винчестера |
|
После завершения процесса низкоуровневого форматирования винчестера, мы получаем диск с треками и секторами, но содержимое секторов будет заполнено случайной информацией. |
|
Высокоуровневое форматирование - это процесс записи структуры файловой системы на диск, которая позволяет использовать диск в операционной системе для хранения программ и данных. |
|
В случае использования операционной системы DOS, для примера, команда format выполняет эту работу, записывая в качестве такой структуры главную загрузочную запись и таблицу размещения файлов. |
|
Высокоуровневое форматирование выполняется после процесса разбивки диска на партиции (разделы), даже если будет использоваться только один раздел во весь объем накопителя. |
|
В современных операционных системах процесс разбиения винчестера на разделы и форматирования может выполнятся как в процессе установки операционной системы, так и на уже установленной системе, используя графический интуитивно понятный интерфейс. |
|
Например, в случае Windows XP, это можно сделать следующим образом: Щелкнуть правой кнопкой на значке Мой компьютер и выбрать управление, затем, раскрыв вкладку Запоминающие устройства выбрать пункт Управление дисками, после чего можно разбивать, форматировать, переразбивать разделы жесткого диска. |
|
Однако следует помнить, что изменения, внесенные как в разбивку диска, так и в форматирование, ведут к потере данных, находящихся на изменяемом диске. |
|
Различие между высокоуровневым и низкоуровневым форматированием очень огромно. |
|
Нет необходимости производить низкоуровневое форматирование для стирания информации с жесткого диска т.к. высокоуровневое форматирование подходит для большинства случаев. |
|
Оно перезаписывает служебную информацию файловой системы, делая винчестер чистым, однако, сами файлы при этом процессе не стираются, стирается только информация о местонахождении файла. |
|
Т.е. после высокоуровневого форматирования винчестера содержавшего файлы, мы будем иметь чистый диск, свободный от каких-либо файлов, но, используя различные способы восстановления данных, можно добраться до старых файлов, которые были на диске до его форматирования. |
|
Единственным условием успеха в восстановлении данных является то, что файлы на диске перед форматированием не должны были быть фрагментированы. |
|
Для полного стирания данных с винчестера, можно порекомендовать использовать утилиты, зануляющие диск (прописывающие например, нули, по всей поверхности накопителя), после чего придется заново разбивать винчестер на диски и форматировать его высокоуровневыми средствами, но при этом у вас будет полная гарантия в том, что никакие данные не уцелели. |
|
Все операционные системы используют различные программы для высокоуровневого форматирования, т.к. они используют различные типы файловых систем. |
|
Тем не менее, низкоуровневое форматирование, как процесс разметки треков и секторов на диске, одинаков. |
|
Различается только сама технология записи треков и секторов на диск. |
|
Это делают специальные устройства, называемые серво-врайтеры. |
