int X - целочисленная часть X;

X mod Y - модуль (остаток) от X/Y.

С помощью этих формул можно вычислить параметры LBA практически для любого адреса CHS и наоборот. Данный накопитель содержит 16 383 цилиндра, 16 головок и 63 сектора на каждой дорожке. Соотношение адресов CHS и LBA приведено в табл. 9.13.

Таблица 9.13. Параметры CHS и соответствующая им нумерация секторов LBA для накопителя, содержащего 16 ЗвЗ цилиндра, 16 головок и 63 сектора на каждой дорожке (общее количество секторов - 16 514 064)

Команды BIOS и команды АТА

Помимо двух методов адресации секторов (CHS и LBA), существует еще два уровня интерфейса, в которых используется адресация секторов. Одним из интерфейсов является область взаимодействия операционной системы и базовой системы ввода-вывода (с помощью команд BIOS); другим - область сопряжения BIOS и накопителя (с помощью команд АТА). На каждом из этих уровней используются определенные команды, которые поддерживают как режим CHS, так и LBA. На рис. 9.18 показаны различные уровни интерфейса.

Файловая системах

BIOS (драйвер)

Команды BIOS - INT13H (L-GHS и™ LBA)

-Программное прерывание Ш

(по шестнадцатиричной системе)

Команды АТА - адрес ваодз-аывода (P-CHS или L8A) *

Накопитель АТА

Адрес порта шины ввода-вывода

Рис. 9.18. Взаимоотношения между BIOS я схемой физической адресации секторов (здесь выражение L-CHS обозначает логический CHS, а выражение P-CHS - физический CHS)

Когда операционная система обращается к BIOS для чтения или записи секторов, она выдает соответствующие команды через программное прерывание lNT13h, которое представляет собой стандартную подпрограмму BIOS, используемую для доступа к диску. Подфункции прерывания INT13h позволяют выполнять чтение или запись секторов, используя при этом адресацию LBA или CHS. После этого стандартные программы BIOS преобразуют команды BIOS в аппаратные команды АТА, которые передаются через порты шины ввода-вывода на контроллер дисковода. Аппаратные команды АТА также могут использовать адресацию CHS или LBA, несмотря на то что существуют определенные ограничения. Какую адресацию -

CHS или LBA - будут использовать BIOS И накопитель, зависит от емкости жесткого диска, срока службы накопителя, "возраста" BIOS, установленных параметров BIOS Setup и используемой операционной системы.

Преодоление ограничения емкости в 8,4 Гбайт

Несмотря на то что CHS-трансляция позволила преодолеть ограничение емкости в 528 Мбайт, вскоре пользователи столкнулись с новым препятствием, которым стали жесткие диски емкостью 8,4 Гбайт. Обеспечение поддержки накопителей, емкость которых превышает 8,4 Гбайт, потребовало отказаться от CHS-трансляции и перейти к адресации LBA на уровне BIOS. Интерфейс АТА поддерживал адресацию LBA даже в оригинальной спецификации АТА-1. К сожалению, первоначально поддержка LBA на уровне АТА была факультативной, но основная проблема состояла в том, что на уровне интерфейса BIOS адресация LBA не поддерживалась. Пытаясь решить эту проблему, в программе настройки параметров BIOS иногда устанавливали трансляцию LBA-Assist, но это приводило лишь к преобразованию параметров LBA в параметры CHS на уровне интерфейса BIOS.

Специалисты компании Phoenix Technologies пришли к решению о необходимости использования интерфейса BIOS для перехода от CHS к LBA и в 1994 году опубликовали спецификацию BIOS Enhanced Disk Drive Specification (EDD), в которой для решения этой проблемы были использованы новые расширенные сервисы INT13h BIOS, работающие не с адресами CHS, а с параметрами LBA.

Для обеспечения широкой промышленной поддержки и совместимости с новыми функциями BIOS компания Phoenix в 1996 году передала этот документ в технический комитет Т13 Национального комитета по стандартам информационных технологий (National Committee on Information Technology Standards - NCITS) для дальнейшего улучшения и утверждения в качестве стандарта, получившего название BIOS Enhanced Disk Drive Specification (EDD). Примерно с 1998 года большинство производителей начали обеспечивать в создаваемых BIOS поддержку EDD, реализуя тем самым поддержку режима LBA на уровне BIOS для накопителей АТА, емкость которых превышает 8,4 Гбайт. Случайно или нет, но накопители АТА емкостью 8,4 Гбайт и более появились примерно в это же время.

Спецификация EDD описывает новые расширенные команды INT13h BIOS, обеспечивающие возможность выполнения адресации LBA до 2Ы секторов, что позволяет поддерживать накопители с емкостью более 9,44 Збайт. Это то же самое, что 9,44 трлн. Гбайт; 9,44x10" байт или, если говорить более точно, 9 444 732 965 739 290 430 ООО байт! Речь идет о теоретической емкости жестких дисков, так как несмотря на то, что к 1998 году BIOS могла обрабатывать до 264 секторов, накопители АТА все еще использовали 28-разрядную адресацию (2s секторов) на уровне интерфейса АТА. Это позволяло накопителям АТА содержать не более 268435456 секторов, что обеспечивало максимальную емкость 137 438953472 байт, или 137,44 Гбайт. Таким образом, после успешного преодоления барьера в 8,4 Гбайт производители столкнулись с новым ограничением емкости в 137 Гбайт, появившимся в результате использования 28-разрядной адресации LBA в интерфейсе АТА. Ниже показано, как это выглядит в числовом выражении.

Максимальные значения

Итого секторов

268 43S 456

Итого байт Мегабайт

137 438 953 472

137 43Э 131 072 137,44 128,00

Mebibyte (MiB)

Гигабайт

Gibibyte (GiB)

Использование команд нового расширенного 64-разрядного режима LBA на уровне BIOS, а также существующих команд 28-разрядного режима LBA на уровне накопителей АТА не требует выполнения трансляции, поэтому параметры LBA передаются в неизменном виде. Объединение режимов LBA на уровнях BIOS и интерфейса АТА позволяет окончательно отказаться от громоздкой адресации CHS, Это означает также, что при установке жесткого диска АТА емкостью более 8,4 Гбайт в персональный компьютер, содержащий BIOS, которая поддерживает спецификацию EDD (т.е. BIOS, выпущенную в 1998 году или позже) происходит автоматическая настройка BIOS И жесткого диска на использование режима LBA.

Существует одна интересная особенность, возникшая при попытке обеспечения обратной совместимости. В этом случае при загрузке операционной системы, которая не поддерживает режим LBА-адресации (например, DOS или первая версия Win95), большинство накопителей, емкость которых превышает 8,4 Гбайт, сообщают о наличии только 16 383 цилиндров, 16 головок и 63 секторов на каждой дорожке, что и составляет в общей сложности 8,4 Гбайт. В результате BIOS или операционные системы ранних версий "видят" на 120-гигабайтовом жестком диске только первые 8,4 Гбайт. Это может показаться странным, но я думаю, что лучше иметь 120-гигабайтовый накопитель, распознаваемый как диск емкостью 8,4 Гбайт, чем совершенно нерабочий жесткий диск. При установке накопителя емкостью более 8,4 Гбайт в систему, выпущенную до 1998 года, не забудьте обновить системную BIOS или установить дополнительную плату BIOS с поддержкой EDD (производством которых занимается MicroFtrmware и другие компании).

Преодоление барьера в 137 Гбайт

В 2001 году производители вплотную столкнулись с проблемой, связанной со 137-гига-байтовым ограничением емкости жестких дисков, поскольку существующий технологический уровень уже позволил создавать 3,5-дюймовые жесткие диски емкостью более 137 Гбайт. Решением этой проблемы стала спецификация АТА-6, также разрзботаниая в 2001 году. Эта спецификация, содержащая обновленные функции LBA, позволила перейти от 28-разрядных чисел к использованию 48-разрядных чисел, что дало возможность поддерживать адресацию накопителей большей емкости.

Спецификация АТЛ-6 расширяет интерфейс ЕВА, что позволяет использовать 48-разрядную адресацию секторов. Это означает, что максимальная емкость жесткого диска повышается до 2й секторов (это составляет в общей сложности 281 474 976710 656). Так как каждый сектор содержит 512 байт, значения максимальной емкости жесткого диска будут соответствовать приведенным ниже.

Максимальные значения

Итого секторов281 474 976 710 656

Итого байт144 115 188 075 855 888

Мегабайт144 115 188 076

Mebibyte(MiB)137 438 953 472

Гигабайт144 115 188

Gibibyte(GiB)137 217 728

Терабайт144 115

Tebibyte(TiB)131 072

Петабайт14 4,12

Pebibyte(PiB)128,00

Как видите, 48-разрядная схема адресации LBA, описанная в спецификации АТА-6, поддерживает накопители, емкость которых достигает 144 Пбайт (петабайт - квадрильон байт).

Функции EDD BIOS, использующие 64-раэрядную схему адресации, позволяют еще больше расширить существующие ограничения.