硬盘的寻址和工作模式

硬盘的寻址模式

1.硬盘的寻址模式,通俗地说,就是主板BIOS通过什么方式,查找硬盘低级格式化划分出来的扇区的位置。不同的硬盘的容量,有不同的寻址模式。
CHS(或称为Normal)模式: 适应容量≤504MB的硬盘
LARGE(或称LRG)模式: 适应504MB≤容量≤8.4GB的硬盘
LBA(Logical Block Addressing)模式: 适应容量≥504MB的硬盘,但BIOS需支持扩展INT13H,否则也只能适应≤8.4GB的硬盘
以上三种寻址模式,可在BIOS设置的“STANDARD  CMOS  SETUP"项目中的“MODE"选项中选择(以AWARD  BIOS为例)。
由于LARGE、LBA寻址模式采用了逻辑变换算法,比CHS复杂。但到目前为止大多数的资料、磁盘工具类软件中,采用的硬盘参数介绍和计算方法却还是按照相对而言比较简单的CHS寻址模式,因此,CHS寻址模式是硬盘寻址模式的基础,理解CHS寻址模式,对目前而言的硬盘使用和维护,还是很有用的。

2.CHS寻址模式:
① CHS寻址模式将硬盘划分为磁头(Heads)、柱面(Cylinder)、扇区(Sector)。
△磁头(Heads):每张磁片的正反两面各有一个磁头,一个磁头对应一张磁片的一个面。因此,用第几磁头就可以表示数据在哪个磁面。
△柱面(Cylinder):所有磁片中半径相同的同心磁道构成“柱面",意思是这一系列的磁道垂直叠在一起,就形成一个柱面的形状。简单地理解,柱面数=磁道数
△扇区(Sector):将磁道划分为若干个小的区段,就是扇区。虽然很小,但实际是一个扇子的形状,故称为扇区。每个扇区的容量为512字节。
② 知道了磁头数、柱面数、扇区数,就可以很容易地确定数据保存在硬盘的哪个位置。也很容易确定硬盘的容量,其计算公式是:
硬盘容量=磁头数×柱面数×扇区数×512字节
③LARGE寻址模式把柱面数除以整数倍、磁头数乘以整数倍而得到的逻辑磁头/柱面/扇区参数进行寻址,所以表示的已不是硬盘中的物理位置,而是逻辑位置。LBA寻址模式是直接以扇区为单位进行寻址的,不再用磁头/柱面/扇区三种单位来进行寻址。但为了保持与CHS模式的兼容,通过逻辑变换算法,可以转换为磁头/柱面/扇区三种参数来表示,但表示的也和LARGE寻址模式一样,已不是硬盘中的物理位置,而是逻辑位置了。
 
硬盘的工作模式

    现在主板支持三种硬盘工作模式:NORMAL、LBA和LARGE模式。

NORMAL普通模式是最早的IDE方式。在此方式下对硬盘访问时,BIOS和IDE控制器对参数不作任何转换。该模式支持的最大柱面数为1024,最大磁头数为16,最大扇区数为63,每扇区字节数为512。因此支持最大硬盘容量为:512×63×16×1024=528MB。在此模式下即使硬盘的实际物理容量更大,但可访问的硬盘空间也只能是528MB。
如果硬盘用的是28位寻址模式,柱面低位寄存器(8位)+柱面高位寄存器(8位)+扇区寄存器(8位)+磁头寄存器(4位),那么柱面最大数是65535(2的16次方),扇区最大数是255(2的8次方减1),磁头最大数是16(2的4次方),那么最大容量是136.9GB。现在用的是32位寻址,最大支持 2TB。

LBA(Logical Block Addressing)逻辑块寻址模式。这种模式所管理的硬盘空间突破了528MB的瓶颈,可达8.4GB。在LBA模式下,设置的柱面、磁头、扇区等参数并不是实际硬盘的物理参数。在访问硬盘时,由IDE控制器把由柱面、磁头、扇区等参数确定的逻辑地址转换为实际硬盘的物理地址。在LBA模式下,可设置的最大磁头数为255,其余参数与普通模式相同。由此可计算出可访问的硬盘容量为:512×63×255×1024=8.4GB。现在的 LBA 模式是采用48位寻址模式,理论上支持 560000GB。

LARGE大硬盘模式。当硬盘的柱面超过1024而又不为LBA支持时可采用此种模式。LARGE模式采取的方法是把柱面数除以2,把磁头数乘以2,其结果总容量不变。例如,在NORMAL模式下柱面数为1220,磁头数为16,进入LARGE模式则柱面数为610,磁头数为32。这样在DOS看来柱面数小于1024,即可正常工作。目前基本上只有LBA有实际意义了。

现在大硬盘的支持需要三样支持:1.主板,2.BIOS,3.操作系统,缺一不可

《硬盘的寻址和工作模式》上有5条评论

  1. 都是老掉牙的东西了,还在说,要知到科技是发展的,知识会陈旧的,现代硬盘都是CHS寻址模式,只不过突破了63扇区的限制,最大可用255扇区.因为硬盘本身就是用CHS寻址模式,用CHS刚好跟硬盘相配,可以完全利用硬盘空间.而LBA只是种转换模式,无论如何都会有转换差,不能完全利用硬盘空间.

  2. 硬盘才用的确是CHS寻址模式,用的是28位(137GB以下)和32位(大于137GB),所以分为两种,而主板以前采用24位(8.4GB以下),后来采用28位(137GB以下),现在采用32位(最大支持2000GB).
    但是主板的LBA模式是采用48位寻址模式,理论上支持560000GB,不过现在硬盘还没有那么大.最大的也就索尼福思通发布的2TB的,即2000GB,主板只是预留好支持,以免等TB级硬盘卖白菜价时,又出现以前诸多的硬盘容量限制的问题.
    所以都是老掉牙说的,并不是不能用LBA,而是主板和硬盘都用CHS方式能完全利用硬盘容量,才用转换都会有损矢.

  3. 主板BIOS选择AUTO方式,其是就是说主板问硬盘,我支持很多模式,你要用那种.由于硬盘物理上本身就是CHS方式,所以硬盘回答主板说,我用CHS方式.
    所以我们才会看到在BIOS里,选择AUTO和CHS(即Normal方式),硬盘的参数是一样的.

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