Formátovanie (médium)

Formátovanie magnetických dátových médií je postup, ktorým sa pripravuje nové (príp. aj už použité) médium na nové (resp. opätovné) použitie.

Nízkoúrovňové formátovanie

Pôvodne proces formátovania zahŕňal zápis hlavičiek sektorov a synchronizačných dát medzi sektormi. Tieto údaje a značky sú pre užívateľa neprístupné, ale radič disku ich potrebuje pre zorientovanie sa, kde na diskete práve číta či zapisuje, a aký druh údajov práve číta. Po otestovaní správnosti zápisu týchto štruktúr sa ďalej otestuje dátová oblasť zápisom a následným čítaním niekoľkých rôznych vzorov dát, chybné sektory sa pritom označia.
Ide teda o pomerne zdĺhavý proces, ktorý trvá výrazne dlhšie ako bežný zápis na celé médium. Takýmto spôsobom sa formátujú aj dnes diskety.
Tento postup sa nazýva nízkoúrovňové formátovanie.

Vysokoúrovňové formátovanie

Na disk s vytvorenou štruktúrou stôp a sektorov sa zapíšu základné údaje potrebné pre funkciu toho-ktorého súborového systému, napríklad pri systéme FAT je to zápis obsahu boot sektora, prázdnej alokačnej tabuľky a prázdneho koreňového adresára, obsahujúceho niekedy názov disku (tzv. volume name). Ak ide o formátovanie média určeného neskôr pre spúšťanie operačného systému, sú často priamo pri formátovaní zapísané aj základné systémové súbory.

Formátovanie moderných pevných diskov

U prvých pevných diskov, keďže spôsob záznamu na nich bol podobný ako u diskiet, formátovanie znamenalo podobný proces. Neskôr, s rastúcou hustotou záznamu a zmenou metód uloženia údajov, začala byť základná štruktúra značiek označujúcich sektory a stopy konštrukčným prvkom disku – u moderných diskov sa hlavičky pri pohybe nad diskom orientujú priebežným čítaním práve týchto značiek. Tieto sú preto vytvorené už pri výrobe disku zvláštnym výrobným postupom, a nie je možné ich neskôr prepísať či zmazať (resp. takéto prepísanie znamená zničenie disku). Navyše, skutočná dátová štruktúra disku je pre užívateľa už nedostupná a skrytá za „prekladom“ do konvenčnej štruktúry C-H-S resp. LBA, ktorý poskytuje elektronika disku. Toto umožňuje konštruktérom umiestniť nerovnaký počet sektorov na stopu podľa umiestnenia stopy (t. j. viac sektorov na dlhšie stopy na obvode disku a menej sektorov na kratšie stopy v blízkosti stredu – a tým dosiahnuť rovnomernú hustotu záznamu), a tiež transparentne presúvať údaje do rezervných oblastí v prípade, že sa časom niektoré sektory ukážu ako nepoužiteľné (napr. kvôli mechanickému poškodeniu dotykom hlavy alebo prachovej častice).
Taktiež by bolo pre užívateľov časovo neúnosné u moderného vysokokapacitného disku vykonávať kompletnú procedúru nízkoúrovňového formátovania – išlo by zrejme o hodiny a viac.
Z týchto dôvodov je v dnešnej dobe nemožné previesť prvý krok formátovania (nízkoúrovňové formátovanie) a moderné pevné disky sa formátujú výlučne vysokoúrovňovo.
Historická vsuvka Aj keby sa z predchádzajúceho popisu zdalo, že pevná vnútorná štruktúra sektorov a stôp je moderným prvkom v oblasti magnetických médií, nie je to tak. Prvotné diskety a disky (a tiež magnetické bubny, ktoré boli predchodcami diskov) mali pevnú štruktúru stôp a sektorov (boli tzv. „hard-sectored“), určenú napr. otvormi v disku v mieste začiatku jednotlivých stôp. Moderné diskety v tomto poňatí (t. j. soft-sectored) sú vlastne evolučným krokom, keď na rovnaké médium bolo možné uložiť rôzne formáty sektorov a značiek tak, ako sa vyvíjali záznamové metódy a hardvér radičov. Ešte aj v čase, keď už bola štruktúra modernej 3.5" diskety ustálená, bolo možné rôznymi zvláštnymi formátovacími rutinami dosiahnuť vyššiu formátovanú kapacitu než štandardných 1.44 MB, a to napríklad väčším počtom bytov v jednom sektore (čím sa zvýšil pomer medzi dátami a značkami), skrátením synchronizačnej oblasti medzi jednotlivými sektormi, ako aj využitím faktu, že väčšina mechaník aj médií mali rezervu niekoľkých stôp.

Obnovenie pôvodných údajov po formátovaní

Keďže pri vysokoúrovňovom formátovaní v skutočnosti nedochádza k prepísaniu samotných dát, len štruktúr určujúcich obsadenosť sektorov a rozloženie údajov (adresárov – aj to nie nevyhnutne všetkých, stačí koreňový adresár – a tabuliek), s neveľkým úsilím je možné obnoviť takmer všetky údaje po takomto formátovaní. Dokonca niektoré formátovacie utility pristupujú k jednoduchému triku, keď odzálohujú prepisované základné systémové oblasti na iné miesto disku, označené ako neobsadené (takže pri následnom zápise na disk sa môžu poškodiť), ale ak sa použije príslušná „odformátovacia“ utilita ešte pred prepísaním takýchto „záloh“, je možné pôvodný obsah disku obnoviť takmer bez akejkoľvek námahy.
Preto, pre účely zámerného zničenia dát je bežné formátovanie nevhodné a je potrebné použiť na toto určené prostriedky, ktoré skutočne do dátových oblastí zapisujú (a to opakovane a rôzne falošné dáta, aby prekryli možnú čiastočnú remanenciu pôvodných dát).

Partitioning

U pevných diskov sa vďaka ich enormnej kapacite pristupuje ešte k jednému kroku pred samotným vysokoúrovňovým formátovaním, a to k rozdeleniu disku na niekoľko menších „logických“ diskov. Deje sa tak zápisom do dohodnutého sektoru, kam sa uloží tzv. Master Boot Record (MBR), obsahujúci jednoduchý zavádzač (umožňujúci spustiť zavádzaciu sekvenciu z boot sektora na určenom logickom disku) a tabuľka (tzv. partitioning table), ktorá určuje rozsah jednotlivých logických diskov. Obvykle sa na tento krok používa iný softwarový prostriedok než na samotné formátovanie.
Dôvodom na tento postup je jednak možnosť mať na jednom fyzickom disku logické disky s rôznym súborovým systémom, mať niekoľko logických diskov s rôznymi operačnými systémami, a v neposlednom rade slúži na (dočasné) obídenie obmedzení jednotlivých systémových utilít na maximálnu veľkosť disku, ktorú sa v minulosti už niekoľkokrát podarilo výrobcom diskov prekročiť.

Rozdiel medzi formátovanou a neformátovanou kapacitou média

U diskiet je – nielen z marketingových dôvodov – často udávaná neformátovaná kapacita (ktorá je u bežných 3.5" diskiet 2,0 MB, na rozdiel od formátovanej kapacity „IBM format“ 1,44 MB). Rozdiel je daný potrebou pre užívateľa neviditeľných a na údaje nepoužiteľných štruktúr – synchronizačných oblastí, hlavičiek sektorov.