Любой магнитный диск имеет логическую структуру, которая включает в себя следующие элементы:
загрузочный сектор;
таблицы размещения файлов;
область данных.
Загрузочный сектор (Boot Record) занимает сектор с номером 0. В нем содержится небольшая программа IPL2 (Initial Program Loading 2), с помощью которой компьютер определяет возможность загрузить операционную систему с данного диска.
Особенностью винчестера является наличие помимо загрузочного сектора еще одной области - главного загрузочного сектора (Master Boot Record). Дело в том, что единый жесткий диск может быть разбит на несколько логических дисков. Для главного загрузочного сектора на жестком диске всегда выделяется физический сектор 1. Этот сектор содержит программу IPL1 (Initial Program Loading 1), которая при своем выполнении определяет загрузочный диск.
Таблица размещения файлов используется для хранения сведений о размещении файлов на диске. Для магнитных дисков обычно используются две копии таблиц, которые следует одна за другой, и содержимое их полностью совпадает. Это делается на тот случай, если на диске произошли какие либо сбои, то диск всегда можно "отремонтировать", используя вторую копию таблицы. Если будут испорчены обе копии, то вся информация на диске будет потеряна.
Область данных (Data Area) занимает основную часть дискового пространства и служит непосредственно для хранения данных.
1). Накопители на гибких магнитных дисках
На гибком магнитном диске (дискете) магнитный слой наносится на гибкую основу. Используемые в ПК ГМД имеют форм-фактор 5,25'' и 3,5''. Емкость ГМД колеблется в пределах от 180 Кбайт до 2,88 Мбайта. ГМД диаметром 5,25 дюйма помещается в плотный гибкий конверт, а диаметром 3,5 дюйма – в пластмассовую кассету для защиты от пыли и механических повреждений.
Каждую новую дискету в начале работы с ней следует отформатировать.
Форматирование дискеты – это создание структуры записи информации на ее поверхности: разметка дорожек, секторов, записи маркеров и другой служебной информации.
2). Накопители на жестких магнитных дисках
Первый жесткий диск создан задолго до появления персональных компьютеров. Его разработала в 1957 году фирма IBM для системы сохранения данных RAMDAC 350. В качестве накопителей на жестких магнитных дисках (НЖМД) широкое распространение в ПК получили накопители типа "винчестер".
Термин винчестер возник из жаргонного названия первой модели жесткого диска для компьютеров PC XT емкостью 1 Мбайт (IBM, 1973 г .), имевшего 30 дорожек по 30 секторов, что случайно совпало с калибром "30/30" известного в то время многозарядного карабина фирмы Winchester.
Конструктивно в этих накопителях один или несколько жестких дисков, изготовленных из сплавов алюминия или керамики, покрытых ферролаком. Вместе с блоком магнитных головок считывания/записи они помещены в герметически закрытый корпус. Емкость этих накопителей, благодаря чрезвычайно плотной записи, достигает нескольких тысяч мегабайт. Быстродействие их также значительно более высокое, нежели у НГМД.
Объем возможной для хранения на НЖМД информации определяется количеством цилиндров (дорожек на рабочей поверхности), головок (рабочих поверхностей) и секторов.
Цилиндр – это совокупность дорожек, к которым возможно обращение без перемещения головок.
В современных НЖМД стал использоваться метод зонной записи. В этом случае все пространство диска делится на несколько зон, причем во внешних зонах секторов размещается больше данных, чем во внутренних. Это, в частности, позволило увеличить емкость жестких дисков примерно на 30%.
3). Накопители на оптических дисках
В последние годы все большее распространение получают накопители на оптических дисках (НОД). Благодаря маленьким размерам (используются компакт-диски диаметром 3,5'' и 5,25''), большой емкости и надежности эти накопители становятся все более популярными.
Основными достоинствами НОД являются:
- сменяемость и компактность носителей;
- большая информационная емкость;
- высокая надежность и долговечность CD и головок считывания/записи (до 50 лет);
- меньшая (по сравнению с НМД) чувствительность к загрязнениям и вибрациям;
- нечувствительность к электромагнитным полям.