Struttura e Organizzazione dei Dischi Rigidi: Tracce, Settori e Partizioni

Struttura Fisica e Logica dei Dischi Rigidi

Ogni faccia del piatto o superficie del disco è divisa in una serie di anelli concentrici, chiamati tracce. Il numero di queste tracce dipende dalla sensibilità delle parti meccaniche all'interno del disco.

Ogni traccia è numerata da zero verso il centro del disco.

Parlando delle tracce, si parla anche di cilindri. Il numero di tracce per superficie è uguale al numero di cilindri, perché se il braccio di posizionamento è su una certa traccia, questo si trova sulla stessa traccia su tutti i dischi. L'insieme di tutte queste tracce forma un cilindro.

Le tracce sono divise in settori, che contengono una quantità fissa di dati pari a 512 byte. Tuttavia, queste tracce non sempre hanno lo stesso numero di settori. Questo dipende dalla lunghezza della traccia: ad esempio, le tracce esterne sono più lunghe e contengono un numero maggiore di settori rispetto alle tracce interne, che ne hanno un numero inferiore.

Solo il metodo ZBR (Zone Bit Recording), ovvero la registrazione di bit per superficie, permette di assegnare un diverso numero di settori per traccia su una superficie.

Questi settori sono raggruppati in cluster o unità di allocazione. Essi rappresentano la più piccola unità di informazione che un disco rigido può leggere o scrivere. I cluster sono numerati a partire da 1.

Struttura Logica di un Disco Rigido

MS-DOS memorizza le informazioni secondo una struttura logica del disco. Questa struttura viene definita durante la formattazione del disco ed è composta da:

• Settore di avvio
• Tabelle di allocazione file (FAT)
• Directory principale (Root)
• Zone dati

1. Il Settore di Avvio (Boot Sector)

Il settore di avvio è il primo settore di ogni disco (testina 0, cilindro 0, settore 1). Esso memorizza la tabella delle partizioni e un piccolo programma di avvio principale, chiamato anche Master Boot Record (MBR). Questo programma è responsabile della lettura della tabella delle partizioni e del trasferimento del controllo al settore di avvio della partizione attiva. In assenza di una partizione attiva, verrebbe visualizzato un messaggio di errore.

3. La Directory Principale (Root Directory)

Il file system FAT utilizza una directory principale (rappresentata nei sistemi operativi che utilizzano questo tipo di file system con il simbolo C:\) che deve essere situata in una posizione specifica sul disco rigido. Le informazioni della directory principale memorizzano le sottodirectory e i file in essa contenuti.

Nel caso di un file, vengono memorizzate le seguenti informazioni:

• Nome del file
• Dimensione del file
• Data e ora dell'ultima modifica del file
• Attributi del file
• Numero del cluster iniziale in cui risiede il file

Partizionamento di un Disco Fisso

Ogni disco rigido è un disco fisico distinto. Tuttavia, i sistemi operativi non operano direttamente con le unità fisiche, ma con unità logiche. All'interno di una singola unità fisica, un disco rigido può ospitare più unità logiche. Ognuna di queste unità logiche rappresenta una partizione del disco rigido.

Entrambe le partizioni e le directory servono a organizzare le strutture dati all'interno di un disco rigido, ma presentano importanti differenze:

1ª) Le partizioni sono divisioni di dimensione fissa; le directory sono divisioni di dimensione variabile all'interno di una partizione.

2ª) Le partizioni occupano un gruppo di cilindri contigui sul disco rigido (per efficienza); le directory solitamente contengono informazioni sparse all'interno della partizione.

3ª) Ogni partizione del disco rigido può avere un proprio file system (supportando diversi sistemi operativi); tutte le directory all'interno di una partizione devono condividere lo stesso file system della partizione.

Come minimo, è necessario creare una partizione per ogni disco rigido. Su un disco rigido è possibile creare un massimo di 4 partizioni primarie (inclusa la partizione estesa, se presente). Le partizioni esistenti devono essere registrate in una tabella di 4 voci, situata nel primo settore di ogni disco. Di queste 4 voci, nessuna può essere utilizzata (disco rigido non partizionato, come esce dalla fabbrica), oppure se ne utilizza una, due, tre o quattro. In questi ultimi casi (anche quando c'è una sola partizione)...