计算机基础-操作系统-磁盘管理
磁盘存储器具有容量大、存取速度快、支持随机存取的特点,因此被广泛应用于计算机系统中。对于操作系统来说,管理好磁盘的三大要求和目标是:
1. 磁盘初始化
进行低级格式化(物理格式化),将磁盘的各个磁道划分为扇区。一个扇区通常可分为头、数据区域(如512B大小)、尾三个部分组成。管理扇区所需要的各种数据结构一般存放在头、尾两个部分,包括扇区校验码(如奇偶校验、CRC循环冗余校验码等,校验码用于校验扇区中的数据是否发生错误)
将磁盘分区,每个分区由若干柱面组成(即分为 C盘、D盘、E盘)
进行逻辑格式化,创建文件系统。包括创建文件系统的根目录、初始化存储空间管理所用的数据结构(如位示图、空闲分区表)
2. 引导块
计算机开机时需要进行一系列初始化的工作,这些初始化工作是通过执行初始化程序(自举程序)完成的。初始化程序可以放在 ROM(只读存储器)中。ROM 中的数据在出厂时就写入了,并且以后不能再修改。ROM一般在出厂时就集成到了主板之上。
以前的操作系统
计算机开机时,先读取 ROM 中程序并执行,完成初始化工作
初始化程序程序(自举程序)放在 ROM 中万一需要更新自举程序,将会很不方便,因为 ROM 中的数据无法更改。
现在的操作系统
ROM 中只存放很小的 “自举装入程序”,完整的自举程序放在磁盘的启动块(即引导块/启动分区)上,启动块位于磁盘的固定位置。
3. 坏块管理
坏了、无法正常使用的扇区就是”坏块”。属于硬件故障,操作系统是无法修复的应该将坏块标记出来,以免错误地使用到它。
对于简单的磁盘
在逻辑格式化时(建立文件系统时)对整个磁盘进行坏块检查,标明哪些扇区是坏扇区,比如:在FAT表上标明。(在这种方式中,坏块对操作系统不透明)
对于复杂的磁盘
磁盘控制器(磁盘设备内部的一个硬件部件)会维护一个坏块链表。在磁盘出厂前进行低级格式化(物理格式化)时就将坏块链进行初始化。会保留一些 “备用扇区”,用于替换坏块。这种方案称为扇区备用。且这种处理方式中,坏块对操作系统透明。