LLM 解释
1. 磁盘低级格式化的基本概念
-
定义:磁盘低级格式化是在磁盘磁道上规划扇区,通过写入引导标记和扇区标记来确定扇区起始位置的过程,本质是简单的写标记操作,既不是对盘片的修整也不是盘片再生。对于软盘和硬盘都有低级格式化过程,且通常只需一次。例如在DOS5.0以后格式化软盘时,不指定/U参数就仅作校验,因为低级格式化已在之前完成。
-
硬盘低级格式化的初始情况:对于IDE硬盘,其低级格式化在HDA(硬盘驱动器总成)制造完成时就已完成,此时硬盘还未最终成形。
; 这里没有直接对应的汇编代码,但可以简单理解为低级格式化是向磁盘磁道写入特定标记的操作,类似下面这种伪代码逻辑
mov ax, 磁盘地址
mov bx, 标记数据
write_to_disk ax, bx ; 向磁盘指定地址写入标记数据
2. 老式硬盘需要低级格式化的原因
-
接口与控制卡的关系:老式使用ST506/412双线接口的硬盘,其磁盘数据生成与恢复主要由主机上的控制卡完成,控制卡有MFM和RLL等不同编码格式。MFM简单便宜但密度低,一道磁道仅能规划17个扇区;RLL复杂昂贵但密度高,一道磁道可规划26个扇区。不同控制卡的硬盘格式不同,不能互换。例如使用MFM控制卡的40M硬盘,换成RLL卡后无法正常读写,因为磁盘格式不兼容。
-
厂家与控制卡的协作:硬盘生产厂家会把低级格式化任务留给控制卡生产厂家,控制卡生产厂家可按自身需求将硬盘格式化成不同结构。很多大厂家既是硬盘生产厂家又是控制卡生产厂家,如West Digit,用户可选购不同厂家的硬盘和控制卡组合使用,只要接口兼容,例如WD的控制卡可将SEAGATE的硬盘格式化成WD特色结构。
3. IDE硬盘不需要低级格式化的原因
-
IDE接口的出现:由于ST506/412接口的硬盘兼容性差且支持大硬盘能力有限,COMPAQ等大厂家约定了IDE接口标准,将控制卡和硬盘做在一起,通过类似计算机总线的IDE口连接。这种方式使IDE硬盘间兼容性大大改善。
-
IDE硬盘的内部结构:IDE硬盘的控制部分只控制特定的HDA,某种HDA仅在本生产厂的产品中使用,不需要考虑对其他厂家控制部分的兼容性。所以HDA在生产出来还未与控制部分连接时就用生产厂家的专用机器进行了低级格式化,检测并淘汰不合格产品,合格的HDA与控制板连接后不再分离,因此控制板不再需要低级格式化功能。
4. 关于IDE硬盘低级格式化的猜测与验证方法
-
猜测内容:IDE硬盘控制器设计者不会为已不再必要的低级格式化添加冗余硬件增加成本,可能通过对扇区填写相同值来仿真低级格式化过程,AWARD BIOS和ADM 8.0声称能对IDE硬盘低级格式化可能就是这种情况。
-
验证方法
-
交叉因子相关:如果低格软件在格式化设置中不提供更改交叉因子一项,则不是真正的低格。交叉因子会影响磁盘数据的存储和读取方式,真正的低级格式化应该涉及对交叉因子等关键参数的设置。
-
传输率相关:选用不同交叉因子后,若硬盘传输率不变,则不是真正的低格。因为真正的低级格式化会改变交叉因子从而影响传输率。
-
磁盘参数相关:格式化盘时选用一种磁盘参数(柱面、磁头、扇区数),使用时选用另外一种,如果磁盘存取不发生错误,则不是真正的低格。因为真正的低级格式化会建立正确的磁盘参数对应关系,否则会出现存取错误。
; 这里没有直接对应的汇编代码用于验证,但从原理上可以理解为,在实际操作中,通过检测上述参数相关的行为来判断是否是真正的低级格式化,例如:
; 假设存在读取磁盘扇区的操作,根据不同参数设置来判断是否符合真正低级格式化后的预期行为
mov cx, 柱面号
mov dh, 磁头号
mov dl, 扇区号
read_sector cx, dh, dl ; 读取磁盘扇区操作
; 根据读取结果以及参数设置情况来判断是否是真正的低级格式化