Подготовка дисков к работе

1



4





НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

   ИМ Н.И.ЛОБАЧЕВСКОГО









ВЫСШИЙ КОЛЛЕДЖ УПРАВЛЕНИЯ И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА

(Зеленый город)







Контрольная работа

 по предмету ”Основы информационных технологий”







ТЕМА:



“Подготовка дисков к работе.”









ВЫПОЛНИЛ:

СТУДЕНТ I КУРСА

ГРУППА 12312

ЗАОЧНОГО ОТДЕЛЕНИЯ

                 Ф.И.О.

 Артамонов Андрей Анатольевич





		  (подпись)



 РУКОВОДИТЕЛЬ: 

                  Ф.И.О.

Хранилов Валерий Павлович



                 (подпись)









НИЖНИЙ НОВГОРОД , 1999


ПЛАН : 

Виды и предназначение дисков.

Принцип работы HD

Физические характеристики и принципы работы дисководов

Основные характеристики «Винчестеров».

Подготовка дисков к работе 

 Гибкие диски :

Форматирование дискеты.

Стандартные действия команды FORMAT (для дискет):

Жесткие диски

Разбиение диска на разделы.

Программа FDISK

Форматирование жесткого диска (на уровне операционной системы).

Заключение


Виды и предназначение дисков.

ДИСК предназначен для хранения информации

Диски подразделяются на перезаписываемые и не перезаписываемые.

Перезаписываемые :

Жесткий диск (HD);

Гибкий диск (FD);

Диск резервного копирования (ZIP, JAZZ, магнитооптические);

Переписываемые (DVD-RW, CD-RW)

Не перезаписываемые :

CD-ROM

DVD.

2. Структура перезаписываемых дисков .

В своей работе будем ориентироваться на HD и FD, т.к. они сейчас наиболее распространенные, и тема работы – «Подготовка дисков к работе»  их и подразумевает.

Принцип работы HD

Основные принципы работы накопителей на жестких и гибких дисках практически одинаковы: данные записываются и считываются универсальными головками с поверхностей вращающихся магнитных дисков, разбитых на дорожки и секторы.

В накопителях обычно устанавливаемся несколько дисков, и данные записываются на обеих сторонах каждого из них. В большинстве накопителей есть по меньшей мере два или три диска, что позволяет выполнять запись на четырех или шести сторонах, но существуют также устройства, содержание до 11 и более дисков. Одноименные (одинаково расположенные) дорожки на всех сторонах дисков объединяются в цилиндр. Для каждой стороны каждого диска предусмотрена своя дорожка чтения/записи, но при этом все головки смонтированы на общем стержне, или стойке. По этой причине головки не могут перемещаться независимо друг от друга и двигаются только синхронно.

Жесткие диски вращаются намного быстрее, чем гибкие. Частота их вращения даже в большинстве первых моделей составляла 3600 об/мин (т.е. в 10 раз больше,  чем в накопителе на гибкие дисках) и до последнего времени была почти стандартом для жестких дисков. Но в настоящее время частота вращения жестких дисков намного возросла.. Скорость работы того или иного жесткого диска зависит от частоты его вращения, скорости перемещения системы головок и количества секторов на дорожке. Кроме того, благодаря сочетанию всех этих факторов обмен данными с жесткими дисками осуществляется гораздо быстрее, чем с накопителями на гибких дисках.

При нормальной работе жесткого диска головки чтения/записи не касаются дисков. Но они опускаются на поверхности при выключении питания и остановке дисков. Во время работы устройства между головкой и поверхностью вращающегося диска образуется очень малый воздушный зазор (воздушная подушка). Если в этот зазор попадет пылинка или произойдет сотрясение, головка "столкнется" с диском, вращающимся "на полном ходу". Если удар будет достаточно сильным, то произойдет поломка головки , Последствия этого могут быть разными— от потери нескольких байтов данных до выхода из строя всего накопителя. Поэтому в большинстве накопителей поверхности магнитных дисков легируют и покрывают специальными смазками, что позволяет устройствам выдерживать ежедневные "взлеты" и "приземления" головок, а также более серьезные потрясения.

Физические характеристики и принципы работы дисководов

В IBM – совместимых компьютерах: используется  пять стандартных типов дисководов для гибких дисков. Соответственно, Существует пять типов- дискет, кратко рассмотрим физические; характеристики и принципы работы . (5,25” на 360 кb, 5,25” на 1,2 мb, 3,5” на 720 кb, 3,5” на 1,2 мb, 3,5” на 2,88 мb

Дисководы: и дискеты делятся на два, класса диаметром 5, 25” и: 3,5“. 

Дисковод: работает довольно просто : диск  вращается в дисководе со скоростью 300 или 360 об/мин.  Большинство дисководов работает на скорости 300 об/мин, и лишь дисковод формата 5,25"' на 1,2 Мбайт работает на скорости 360  об/мин (даже при чтении и записи дискет емкостью 360 Кбайт).  При вращении диска головки могут перемещаться вперед, и назад, на расстояние приблизительно в один дюйм и записывать 40 или 80 дорожек, Дорожки наносятся на обе стороны диска и поэтому иногда называются цилиндрами. В отдельный цилиндр входят дорожки на верхней и нижней сторонах дискеты.

При записи используется метод туннельной подчистки, который заключается в том, что сначала записываются дорожки определенной ширины, а затем края дорожек стирается, чтобы предотвратить взаимное влияние соседних дорожек.

Ширина дорожек дисководов может быть различной. 

Разница в ширине дорожек может приводить к проблемам, возникающим при переносе данных между различными дисководами формата, 5,25". Это происходит потому, что дорожки в дисководах двойной плотности почти в два раза шире,  чем в дисководах высокой плотности. Проблема появляется когда дисковод высокой плотности используется для записи на дискету двойной плотности, содержащую данные.

Даже в режиме 360 Кбайт дисковод высокой плотности не может полностью переписать дорожку, оставленную  настоящим дисководом на 360 Кбайт. Когда дискета возвращается к пользователю с дисководом на 360 Кбайт, то его дисковод, пытается прочесть новые данные, расположенные внутри ранее нанесенных дорожек. Дисковод не может различить эти сигналы и на экране появляется сообщение об ошибке (Abort, Retry, Ignore). Эта проблема не возникает, если новый диск (на который еще не записывались данные) вначале форматируется на 360 Кбайт в дисководе на 1,2 Мбайт с параметром /4.

Основные характеристики «Винчестеров».

Тип привода;

Рабочий слой дисков;

Способ парковки головок;

Надежность;

Быстродействие

Противоударная подвеска 

Стоимость

Емкость

Не будем  рассматривать эти характеристики более подробно, т.к. это не входит в тему работы.

Подготовка дисков к работе 

 Гибкие диски :

Форматирование дискеты.

Рассмотрим форматирование дискеты с помощью команд DOS – FORMAT 

FORMAT – команда DOS для форматирования дисков. На дискетах они выполняют низкоуровневое и высокоуровневое форматирование, на жестких дисках – только высокоуровневое . Диск проверяется на наличие дефектов, и создается таблица размещения файлов (FAT-таблица), в которой	 указаны свободные не дефектные ячейки памяти (кластеры) для хранения информации.

Основное правило форматирование дискет – дисководы форматируют дискету в своем основном режиме, если не поставить в команде  FORMAT дополнительные ключи, т.е. если дискету 1,44” (HD) вставить в дисковод 1,44” (HD), и написать в командной строке FORMAT A:, то дискета будет отформатирована на 1,44”.  Исключением является дисковод на 2,88 Мв, в котором устанавливается активный датчик типа дискеты. Как правило дисковод на 2,88 Мв устанавливается с включенным датчиком , т е. Датчик типа дискеты сообщит DOS о том, какая дискета вставлена в дисковод. В этом случае, команде FORMAT не нужны никакие параметры, и она сама определит как форматировать дискету.

Стандартные действия команды FORMAT (для дискет):

1. Проверка загрузочного сектора DOS;

2. Проверка чтения( или сканирование) всего диска;

3. Перезапись загрузочного сектора, FAT и корневого каталога

4. Перезапись всего пространства диска.

Если на дискете уже есть какая-то информация, то действия команды FORMAT будут другими.

Жесткие диски

При форматировании гибких дисков команда DOS FORMAT выполняет как низкоуровневое, так и высокоуровневое форматирование, но для жестких дисков эти операции надо выполнять отдельно. Более того, для жесткого диска существует и третий этап, выполняемый между двумя указанными операциями форматирования ,—разбиение диска на разделы. Создание разделов абсолютно необходимо в том случае, если вы предполагаете использовать на одном компьютере несколько операционных систем, или просто для удобства хранения информации . Физическое форматирование всегда выполняется одинаково, независимо от свойств операционной системы и параметров форматирования высокого уровня (которые могут быть различными для разный ОС). Это позволяет совмещать несколько операционных систем на одном жестком диске. При организаций нескольких разделов на одном накопителе каждый из них может использоваться для работы под управлением своей ОС или представлять для DOS отдельный том (volume), или логический диск (logical drive). Том, или логический диск, — это то, чему DOS присваивает буквенное обозначение. Таким образом, форматирование жесткого диска выполняется в три этапа.

1. Форматирование низкого уровня.

2. Разбиение диска на разделы;

3. Форматирование высокого уровня.

В процессе форматирования низкого уровня дорожки диска разбиваются на секторы. При этом записываются заголовки и заключения секторов (префиксы и суффиксы), а  так же формируются интервалы между секторами и дорожками. Область данных каждого сектора заполняется фиктивными значениями или специальными тестовыми наборами данных. В накопителях на гибких дисках количество секторов на дорожке определяется типом дискеты и дисковода; количество секторов на дорожке жесткого диска зависит от интерфейса накопителя и контроллера.

Низкоуровневое форматирование предусматривает выполнение нескольких этапов :

сканирование диска;

выбор коэффициента чередования;

форматирование и нанесение (или повторное нанесение) меток заводских дефектов;

анализ поверхности.

Низкоуровневое  форматирование обычно производится на заводе-изготовителе жесткого диска, но иногда возникает необходимость отформатировать «Винчестер» низкоуровневым форматированием.  Одним из поводов для такой операции может стать то, что при низкоуровневом форматировании все данные, записанные на диске, уничтожаются. При этом получается 100  % гарантия того, что никто и никогда не сможет их прочесть или восстановить. Такая необходимость возникает, например, в том случае, если вы собираетесь продать свой компьютер и не хотите, чтобы покупатель получил доступ к вашей информации. Возможно, данные придется уничтожить для того, чтобы ликвидировать разбиение диска, выполненное другой операционной системой (не DOS), или если DOS-разбиение оказалось поврежденным. Аналогичная ситуация возникает и при заражении компьютера некоторыми вирусами. Однако чаще всего потребность в низкоуровневом форматировании связана с проверкой качества поверхностей жестких дисков и обновлением списков дефектов. 

Разбиение диска на разделы.

Разбиение накопителя — это определение областей диска, которые операционная система будет использовать в качестве отдельных разделов  или томов. С точки зрения DOS томом является участок диска, обозначенный какой-либо буквой. Например, диск С — это том С, диск D — это том D и т.д. Некоторые пользователи считают, что выполнять разбиение диска нужно только для того, чтобы разбить его на несколько томов (более одного). Но это неправильное представление; диск необходимо логически разбивать даже в том случае» если он будет представлять собой единственный том С.

При разбиении диска в его первый сектор (цилиндр 0, головка 0, сектор 1) заносится главная загрузочная запись MBR (Master Boot Record). В ней содержатся сведения о tом, с каких цилиндров, головок и секторов начинаются и на каких заканчиваются имеющиеся на диске разделы. В этой таблице разбиения также содержатся указания для системной BIOS, какой из разделов является загрузочным, т.е. где ей следует искать основные файлы операционной системы. Количество разделов на всех жестких дисках в системе может достигать 24. Это означает, что в компьютере может быть установлено либо 24 отдельных накопителя, в каждом из которых имеется по одному разделу, либо один жесткий диск с 24 разделами, либо несколько накопителей с разным количеством разделов, но при условии, что общее количество разделов не больше 24. Если общее количество разделов превысит эту цифру, DOS просто проигнорирует их, хотя другие операционные системы могут работать и с большим  количеством томов. Такое ограничение DOS связано с тем, что в латинском алфавите от С до Z всего 24 буквы.

Программа FDISK

Эта программа принята в качестве стандартного средства для разбиения накопителей на жестких дисках. При ее выполнении в загрузочный сектор (первый сектор на диске, 1 который заносится MBR) записывается таблица разбиения, что необходимо для нормальной работы программы DOS FORMAT. Это также позволяет различным операционным системам «сосуществовать» на одном жестком диске.

Если диск разбивается на несколько разделов, то программа FDISK сообщит только о двух разделах DOS :первичном (Primary partition) и дополнительном (Extended partition). Дополнительный раздел затем делится на логические тома (Logical volume) DOS , которые сами являются разделами. Программа FDISK дает неправильное представление о том, как выполнено разбиение. Она сообщает, что диск который разбит, например, на тома C D E F состоит из двух разделов, причем первичный состоит из С, а дополнительный разбит на D E F. Однако в реальной структуре диска каждый логический том DOS является отдельным разделом и загрузочной записью EBR (Extended Boot Record), в которой содержится указание на следующий раздел.

Существует ряд других программ разбиения жесткого диска, но в своей практике мне не приходилось с ними сталкиваться.

 Форматирование жесткого диска (на уровне операционной системы).

Последний этап программной настройки жесткого диска — форматирование высокого уровня. Основная цель данной процедуры — создать таблицы размещения файлов (FAT) и систему каталогов, чтобы DOS могла обращаться к файлам.

Обычно форматирование высокого уровня осуществляется с помощью стандартной команды DOS FORMAT, которая вызывается следующим образом:

FORMAT С: /S/V

По этой команде происходит высокоуровневое форматирование диска С (или тома С, если накопитель разбит на несколько разделов), в его начале размещаются скрытые (системные) файлы операционной системы и в заключение вам предлагается ввести метку тома.

При высокоуровневом форматировании выполняются следующие действия.

1. Поверхность диска сканируется в поисках дорожек и секторов, помеченных как дефектные во время низкоуровневого форматирования, и отмечается, что считать их невозможно.

2. Головки возвращаются на первый цилиндр раздела, и в его первый сектор (головка 1, сектор 1) заносится загрузочная запись тома DOS (Boot-сектор).

3. Начиная со следующего сектора (головка 1, сектор 2), записывается таблица FAT. Сразу после нее записывается вторая копия FAT. Эти таблицы пока пусты, в них содержатся только координаты дефектных кластеров, список которых был составлен во время просмотра дефектов поверхности.

4. Записывается пустой корневой каталог.

5. Если программа вызывалась с помощью ключа /S, то на диск копируются системные файлы (IBMBIO.COM и IBMDOS.COM или IO.SYS и MSDOS.SYS, в зависимости от типа используемой DOS) и файл COMMAND.COM (именно в таком порядке).

6. Если программа вызывалась с помощью ключа /V, то вам будет предложено ввести метку тома  (volume label), которая записывается в качестве четвертого элемента корневого каталога.      -   1

Теперь DOS может использовать диск для записи и считывания файлов; кроме того, диск превращается в  загрузочный.

Заключение

В данной работе описан процесс подготовки диска к использованию.

В дальнейшем, пользователю приходится сталкиваться с рядом проблем, возникающих при работе с диском. Часто возникает ситуация (при неправильном выключении компьютера в среде Windows 95),  «зависании»  в приложениях, когда при включении обнаруживаются ошибки в каталогах или FAT.  В стандартной поставке Win-95 (98) имеется программа SCANDISK, которая может обнаружить и исправить эти ошибки.  Если в FAT таблице обнаружен дефектный сектор, то SCANDISK помечает дефектный кластер, содержащий этот сектор. При этом он делает попытку восстановить поврежденный файл как до дефектного участка, так и после него. Создается файл ~*****.tmp, с помощью которого можно попытаться восстановить поврежденную информацию.

Чтобы гарантировать сохранность данных и повысить эффективность работы жесткого диска, необходимо время от времени выполнять программу дефрагментации. 

Программа дефрагментации выполняет следующие действия : 

дефрагментация файлов;

уплотнение файлов (упорядочение свободного пространства на диске);

сортировка файлов.

При проведении дефрагментации все файлы, записанные на диске перемещаются в начало, а свободное пространство располагается в конце диска. Это приводит к тому, что записываемые впоследствии файлы не фрагментируются и все свободное пространство представляет собой единую область, достаточную для записи любого файла, без разбиения его на части.

Существуют различные программы дефрагментации . По моему мнению в среде Win-95 наиболее эффективна SPEEDDISK комплекта Norton Utilities. Она работает быстрее и нагляднее, чем DEFRAG комплекта Win-95.