Загрузка...
1
Форматирование
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:
1. 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.
2. 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.
3. 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 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
На любом домашнем компьютере есть диск «С», а иногда еще и «D», и «Е» и еще несколько. А зачем нам столько много? Возьмем, да и отформатируем один, например, «С». Просто ради опыта, посмотреть, что получится. Приступим, помолясь… Но сначала нам нужно бы узнать, что такое форматирование. Все - таки глупо делать то, чего не знаешь.
Жесткий диск компьютера представляет собой просто устройство с магнитным носителем информации. Чтобы компьютер мог точно находить старые файлы и записывать новые, диск должен иметь некую структуру. Форматирование как раз ее и создает – весь диск при этом разбивается на некие области – сектора и кластеры, строго определенного размера, в которые и записывается вся информация. Кроме того, создается служебная информация и тоже записывается на диск. К ней относится и некая таблица файлов. Проще говоря, в ней хранится информация, какой файл находится в каком секторе – читая эту таблицу, компьютер быстро находит нужные файлы. Форматирование как раз и создает новую разметку на диске. Так называемое «быстрое форматирование» только очищает таблицу, однако файлы все равно оказываются потеряны, так как адреса их стираются. Хотя восстановить их возможно с помощью некоторых программ.
Итак, жмем на ярлыке диска «С» правой кнопкой мыши и выбираем «форматировать». Здесь нас ждет несколько неожиданная реакция компьютера, если у нас установлена операционная система Windows XP, Vista или Windows 7. Обычно они расположены как раз на диске «С», а система не камикадзе, чтобы уничтожить саму себя, пусть даже с нашего божественного разрешения. Поэтому ничего у нас не получится , получим только предупреждающее окошко, где сказано, что форматированием мы повредим служебные файлы.
Однако мы хитрее, поэтому достаем какой-нибудь диск, с которого можно загрузиться в обход Windows. Вставляем его в дисковод, в BIOS-е выбираем загрузку с него, ждем. На диске мы наверняка найдем множество программ для удовлетворения наших разрушительных потребностей. Самая распространенная программа, которая есть сейчас практически на любом загрузочном диске – Acronis Disk Director. Она нам вполне подойдет, тем более там все наглядно и на русском языке. Выберем несчастный диск «С» и попробуем все-таки его отформатировать. На удивление, в этот раз все пройдет гладко, без всяких предупреждений. При желании мы можем даже полностью удалить весь диск «С», но это уже совсем извращение… Цели мы добились, вытаскиваем диск и перезагружаем компьютер…
Ага, мигнули все светодиоды, как при обычной загрузке, включился монитор и вот… Мы сидим перед черным экраном , тупо глядя на него. А чего мы ожидали, что он спляшет, что - ли? Вот и сидим перед девственно чистым компьютером, на котором нет больше операционной системы, а без нее он – просто куча железа. Она теперь пасется на небесных винчестерах, унеся с собой «Мои документы», вирусы и антивирусы, рабочий стол и много чего еще… Теперь операционку нужно устанавливать заново, так что берем установочный диск и вперед! Или звоним тому, кто это умеет делать…
Однако, если наша система стояла не на диске «С», а, допустим, на диске «D», ничего страшного не произойдет. Мы просто потеряем все файлы на «С», но для системы это безопасно – она в тот момент была в другом месте…
Стоит заметить, что в основном операционную систему устанавливают все-таки на диск «С», и не просто потому, что он первый в списке. Просто обычно все диски – это не отдельные винчестеры, а один, но большого объема. Просто он разбит на несколько так называемых «логических» дисков. Компьютер воспринимает их как разные, но есть отличия. Диск «С» в таком случае оказывается не просто первым в списке, а еще и первым от оси реального магнитного диска – говорят, что он «в начале диска». А это значит, что в этом месте читающей головке винчестера легче искать информацию, ей приходится меньше перемещаться изза меньшего радиуса этой области. Меньше лишних движений – больше скорость чтения/записи файлов. А общая скорость работы системы от этого ой как зависит, поэтому операционную систему и ставят именно на диск «С». Хотя можно и на любой другой, конечно, но это уже не профессионально. Обычно у не очень понимающих «домашних хакеров» системную папку можно обнаружить в самых неожиданных местах.
Но мы то уже все понимаем, поэтому будем ставить свою систему на диск «С», а форматировать его будем только перед ее установкой, да и то предварительно все нужные файлы с него скопируем на другие диски. А опыты такие… Ну их подальше, так недолго и полугодовую работу потерять. Дневную и то жалко…
Форматирование диска
Формати́рование ди́ска - программный процесс разметки области хранения данных электронных носителей информации, расположенной на магнитной поверхности (жёсткие диски , дискеты), оптических носителях (CD/DVD/Blu-ray-диски), твердотельных накопителях (флеш-память , SSD) и др. Существуют разные способы этого процесса.
Само форматирование заключается в создании (формировании) структур доступа к данным, например, структур файловой системы . При этом возможность прямого доступа к находящейся на носителе информации теряется, часть ее безвозвратно уничтожается. Некоторые программные утилиты дают возможность восстановить некоторую часть (обычно - большую) информации с отформатированных носителей. В процессе форматирования также может проверяться и исправляться целостность носителя.
Процесс форматирования
Форматирование жесткого диска включает в себя три этапа:
- . Это базовая разметка области хранения данных, которая выполняется на заводе-изготовителе в качестве одной из заключительных операций изготовления устройства хранения данных. При этом процессе в области хранения данных создаются физические структуры: треки (дорожки), сектора, при необходимости записывается программная управляющая информация. Впоследствии в подавляющем большинстве случаев эта разметка остается неизменной за все время существования носителя. Большинство программных утилит с заявленной авторами возможностью низкоуровневого форматирования на самом деле, в лучшем случае, перезаписывают только управляющую информацию.
- Разбиение на разделы . Этот процесс разбивает объём винчестера на логические диски (например, C:, D:…; sda1, sda2…; hda1, hda2…). Это осуществляется с помощью встроенных служб самой операционной системы или соответствующими утилитами сторонних производителей (см. Программы для работы с разделами); метод разбиения существенно зависит от типа операционной системы. Этот шаг принципиально необязателен (если его пропустить весь объем носителя будет состоять из одного раздела), но в виду очень больших объемов современных жестких дисков (до 4 000 Гб) их разбиение на логические разделы обычно осуществляется.
- . Этот процесс записывает (формирует) логические структуры, ответственные за правильное хранение файлов (файловые таблицы), а также, в некоторых случаях, загрузочные файлы для разделов, имеющих статус активных. Это форматирование можно разделить на два вида: быстрое и полное. При быстром форматировании перезаписывается лишь таблица файловой системы , при полном - сначала производится верификация (проверка) физической поверхности носителя, при необходимости исправляются поврежденные сектора, т.е. участки оптической поверхности, имеющие физические повреждения (маркируются как неисправные, что исключает в последующем запись в них информации), а уже потом производится запись таблицы файловой системы.
Низкоуровневое форматирование
Низкоуровневое форматирование (англ. Low level format ) - операция, в процессе которой на магнитную поверхность жёсткого диска наносятся так называемые сервометки - служебная информация, которая используется для позиционирования головок диска. Выполняется в процессе изготовления жёсткого диска, на специальном оборудовании, называемом серворайтером .
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, то есть не содержат абсолютно никакой информации о секторах, треках и так далее. Это последний момент, когда у жесткого диска абсолютно пустые пластины. Информация, записанная во время этого процесса, больше никогда не будет переписана.
Старые жёсткие 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 жёсткие 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, могут автоматически помечать поврежденные сектора как нерабочие, исключая последующую возможность запись в них информации. Вследствие такой сложной 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 , SATA или SCSI винчестер. Причем это невозможно сделать даже в условиях сервисного центра.
Старые жёсткие 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 считывать информацию, применяя шаговый двигатель в приводе магнитных головок. Головка выходила на нужную, по мнению контроллера, позицию, в то время как позиция заданного трека уже сместилась, что приводило к 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 перекалибровку рабочих параметров привода головок.
Результатом выполнения «низкоуровневого» форматирования из BIOS может быть:
- Отсутствие результата, то есть полное игнорирование винчестером этой процедуры. Позиционирование будет отработано, но никаких действий на дисках произведено не будет.
- Запись нулей во все сектора, то есть простое стирание информации пользователя.
- Возникновение проблем с жёсткими дисками старых серий, не обеспечивающих надёжную защиту от пользователя. Некоторые старые жёсткие диски ёмкостью 40-80 Гб могут на команду 50h отвечать ошибкой, что может привести к маркировке всех секторов как «bad», или наоборот, записать нулями часть служебных треков, что приведёт к неработоспособности накопителя.
Информацию после проведения реального низкоуровневого форматирования восстановить нельзя никаким образом.
Высокоуровневое форматирование
Высокоуровневое полное форматирование - процесс, который заключается в создании главной загрузочной записи с таблицей разделов и (или) структур пустой файловой системы , установке загрузочного сектора и тому подобных действий, результатом которых является возможность использовать носитель в операционной системе для хранения программ и данных. В процессе форматирования также проверяется целостность оптической поверхности носителя для исправления (блокировки) дефектных секторов. Известен также способ без проверки носителя, который называется «быстрым форматированием» .
В случае использования, к примеру, операционной системы DOS 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 разделы (логические диски), даже если будет использоваться только один раздел, занимающий весь объём 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 средствами самой системы или утилитами сторонних производителей, с использованием графического интуитивно понятного интерфейса.
См. также
Wikimedia Foundation . 2010 .
Форматирование диска — процесс разметки устройств хранения или носителей информации: жёстких дисков, дискет, устройств хранения на основе флеш-памяти, оптических носителей и др. Существуют разные способы этого процесса.
Само форматирование заключается в создании (формировании) структур доступа к данным, например структур файловой системы. При этом, вся находящаяся на носителе информация теряется или уничтожается. В процессе форматирования также может проверяться целостность носителя.
Низкоуровневое форматирование
Операция, в ходе которой на магнитную поверхность диска наносятся так называемые сервометки — служебная информация, которая используется для позиционирования головок жёсткого диска. Выполняется в процессе изготовления жёсткого диска, на специальном оборудовании, называемом серворайтером.
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 сложной 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.
В более современных накопителях команда низкоуровневого форматирования поддерживается всеми изготовителями HDD «для совместимости», реальное же действие накопителя при ее получении варьируется от простого игнорирования до записи нулей в указанные сектора. Результатом выполнения «низкоуровневого форматирования» из BIOS может быть:
- Отсутствие результата, то есть полное игнорирование винчестером этой процедуры. Позиционирование будет честно отработано, но никаких действий на дисках произведено не будет.
- Запись нулей во все сектора, то есть простое стирание информации пользователя.
- Возникновение проблем с HDD старых серий, не обеспечивающих надёжную защиту от пользователя. Некоторые старые HDD (ёмкостью 40—80 Мб) могут на эту команду отвечать ошибкой, что может привести к маркировке всех секторов как «bad» или заполнить нулями часть служебных треков, что приведёт к неработоспособности накопителя.
Информацию после проведения реального низкоуровневого форматирования восстановить нельзя никаким образом.
Высокоуровневое форматирование
Высокоуровневое форматирование - процесс, который заключается в создании главной загрузочной записи с таблицей разделов и (или) структур пустой файловой системы, установке загрузочного сектора и т.п. В процессе форматирования также проверяется целостность носителя для блокировки дефектных секторов. Известен также способ без проверки носителя, который называется «быстрое форматирование».
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, занимающий 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.
Различие между высокоуровневым и низкоуровневым форматированием 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 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 никакие данные не уцелеют.
Источники информации:
- wikipedia.org — определение форматирования в Википедии;
- spas-info.ru — форматирование диска.