загрузка...

Технологии жестких дисков


В этом разделе рассматриваются основные концепции жестких дисков и различные темы, представляющие интерес с аналитической точки зрения: методы доступа, блокировка записи и возможные места хранения скрытых данных. В первом подразделе содержится краткий обзор принципов работы диска, а два следующих подраздела посвящены дискам АТА/IDE и SCSI соответственно.
Геометрия и внутреннее устройство жесткого диска
Начнем с внутреннего строения всех современных жестких дисков. Эта информация полезна для понимания общих принципов хранения данных, поскольку старые файловые системы и схемы формирования разделов используют параметры геометрии диска и другие внутренние данные, скрытые в современных дисках.

Таким образом, знание геометрии диска поможет лучше понять смысл некоторых данных в файловой системе. Конечно, я привожу этот материал не для того, чтобы вы могли самостоятельно ремонтировать жесткие диски. Моя задача — дать концептуальное понимание их внутреннего устройства.
Жесткий диск состоит из одной или нескольких круглых пластин, расположенных друг над другом и вращающихся одновременно. На рис. 2.8 показано, как выглядит жесткий диск изнутри. Верхняя и нижняя поверхности каждой пластины покрыты магнитным материалом. Непосредственно после изготовления диска пластины однородны и пусты.

Рис. 2.8. Внутреннее устройство диска АТА: справа находятся пластины, а слева — рычаг с магнитной головкой, осуществляющей чтение и запись


Внутри корпуса находится подвижный рычаг. На нем крепятся головки чтения и записи данных, находящиеся у верхней и нижней поверхностей каждой пластины. В любой момент времени только одна головка может выполнять чтение или запись данных.
Пустые пластины размечаются операцией низкоуровневого форматирования, создающей структуры данных дорожек и секторов. Каждая дорожка (track) представляет собой замкнутое «кольцо», проходящее по поверхности пластины. Адреса, присваиваемые дорожкам жесткого диска, увеличиваются по направлению от края к центру. Например, если на каждой пластине размещается по 10 ООО дорожек, то внешней дорожке каждой пластины присваивается адрес 0, а внутренней дорожке (возле центра круга) — адрес 9 999. Так как все пластины имеют одинаковое строение, а находящимся на них дорожкам присваиваются одинаковые адреса, совокупность всех дорожек с заданным адресом на всех пластинах называется цилиндром.
Так, цилиндр 0 состоит из дорожек 0 от нижней до верхней пластины жесткого диска. Головкам чтения/записи также присваиваются адреса, что позволяет однозначно определить, на какой пластине и с какой стороны должна быть выполнена операция чтения или записи.
Дорожки делятся на секторы — наименьшие самостоятельно адресуемые блоки жесткого диска, размер которых обычно составляет 512 байт. Каждому сектору дорожки присваивается адрес, начиная с 1. Таким образом, к конкретному сектору
можно обратиться по адресу цилиндра (С), определяющему дорожку, адресу головки (Н), определяющему пластину и ее поверхность, и адресу сектора (S). Схема обращения продемонстрирована на рис. 2.9.

Рис. 2.9. Геометрия отдельной пластины с адресами дорожек (цилиндров) и секторов; цифры не имеют даже отдаленного отношения к реальности


Как будет показано в разделе «Типы адресации секторов», схема CHS уже не является основной схемой адресации. Вместо нее используется адресация LBA (Logical Block Address), при которой всем секторам присваиваются последовательные адреса. Адрес LBA никак не связан с физическим расположением сектора.
Поврежденные секторы не могут использоваться для хранения пользовательских данных. Раньше операционная система должна была знать о наличии поврежденных секторов и не выделять их для хранения файлов. Пользователь также мог вручную указать диску, какие секторы необходимо игнорировать из-за наличия повреждений. Многие файловые системы до сих пор предоставляют возможность пометки поврежденных секторов. Впрочем, в наше время это обычно излишне, поскольку современные диски сами выявляют плохие секторы и отображают их адреса на работоспособные секторы в другом месте диска. Пользователь даже не подозревает о происходящем.
Предыдущее описание геометрии диска излишне упрощено: в действительности диски упорядочивают секторы для обеспечения оптимального быстродействия. Это означает, что к секторам и дорожкам может применяться сдвиг, соответствующий времени поиска и скорости диска. Впрочем, для большинства аналитиков упрощенного описания достаточно; мало кто имеет доступ к технологически чистым помещениям и оборудованию для поиска секторов на диске.
<< | >>
Источник: Кэрриэ Б.. Криминалистический анализ файловых систем. 2007

Еще по теме Технологии жестких дисков:

  1. Объединение дисков
  2. Жесткий образец
  3. Снятие данных с жесткого диска
  4. Регламентная технология
  5. 9 . 6 . Антикризисный Рк и контрпропаганда — технологии
  6. Технологии
  7. 2.3. Процессорные технологии РУР
  8. Инициативно-целевая технология
  9. 3.1.1. Жизненный цикл и классификация технологий
  10. 3.5.1. Общая характеристика технологий обучения
  11. 3.1. Технология как товар
  12. ТЕХНОЛОГИИ И «КОНЦЕПЦИЯ ЕЖА»