硬盤的CHS尋址


什么是CHS尋址

很久以前, 硬盤的容量還非常小的時候,人們采用與軟盤類似的結構生產硬盤。也就是硬盤盤片的每一條磁道都具有相同的扇區數。由此產生了所謂的CSH 3D參數 (Disk Geometry)。即磁頭數(Heads),柱面數(Cylinders),扇區數(Sectors),以及相應CHS尋址方式。

CHS尋址模式將硬盤划分為磁頭(Heads)、柱面(Cylinder)、扇區(Sector)。

  • 磁頭(Heads):每張磁片的正反兩面各有一個磁頭,一個磁頭對應一張磁片的一個面。因此,用第幾磁 頭就可以表示數據在哪個磁面。

  • 柱面(Cylinder):所有磁片中半徑相同的同心磁道構成“柱面",意思是這一系列的磁道垂直疊在一起,就形成一個柱面的形狀。簡單地理解,柱面數=磁道數。

  • 扇區(Sector):將磁道划分為若干個小的區段,就是扇區。雖然很小,但實際是一個扇子的形狀,故稱為扇區。每個扇區的容量為512字節。

下面的圖可能能更好的幫助理解:

CHS尋址的最大容量

CHS尋址方式的容量由CHS三個參數決定:

  • 磁頭數最大為255 (用 8 個二進制位存儲)。從0開始編號。
  • 柱面數最大為1023(用 10 個二進制位存儲)。從0開始編號。
  • 扇區數最大數 63(用 6個二進制位存儲)。從1始編號。

所以CHS尋址方式的最大尋址范圍為:
255 * 1023 * 63 * 512 / 1048576 = 7.837 GB ( 1M =1048576 Bytes )

或硬盤廠商常用的單位:
255 * 1023 * 63 * 512 / 1000000 = 8.414 GB ( 1M =1000000 Bytes )

CHS尋址的缺點

顯然,由於要求每個磁道的扇區數相等,而外道的周長要大於內道,所以外道的記錄密度要遠低於內道,不僅造成了硬盤空間的浪費,也限制了硬盤的容量。為了解決這一問題,進一步提高硬盤容量,人們改用等密度結構生產硬盤。也就是說,外圈磁道的扇區比內圈磁道多,采用這種結構后,硬盤不再具有實際的CHS參數,尋址方式也改為線性尋址,即以扇區為單位進行尋址。
但一些古老的軟件仍然使用CHS尋址方式(如使用BIOSInt13H接口的軟件),為了兼容這樣的程序,在硬盤控制器內部安裝了一個地址翻譯器,可以通過它將老式CHS參數翻譯成新的線性參數。






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