Что понимается под процессом форматирования диска
Что понимается под процессом форматирования диска
Само форматирование заключается в создании (формировании) структур доступа к данным, например, структур файловой системы. При этом возможность прямого доступа к находящейся на носителе информации теряется, часть ее безвозвратно уничтожается. Некоторые программные утилиты дают возможность восстановить некоторую часть (обычно — большую) информации с отформатированных носителей. В процессе форматирования также может проверяться и исправляться целостность носителя.
Процесс форматирования
Форматирование жёсткого диска включает в себя три этапа:
Низкоуровневое форматирование
Низкоуровневое форматирование (англ. Low level format ) — операция, в процессе которой на магнитную поверхность жёсткого диска наносятся так называемые сервометки — служебная информация, которая используется для позиционирования головок диска. Выполняется в процессе изготовления жёсткого диска, на специальном оборудовании, называемом серворайтером.
Низкоуровневое форматирование — это процесс нанесения информации о позиции треков и секторов, а также запись служебной информации длясервосистемы. Этот процесс иногда называется «настоящим» форматированием, потому что он создает физический формат, который определяет дальнейшее расположение данных. Когда в первый раз запускается процесс низкоуровневого форматирования винчестера, пластины жесткого диска пусты, то есть не содержат абсолютно никакой информации о секторах, треках и так далее. Это последний момент, когда у жесткого диска абсолютно пустые пластины. Информация, записанная во время этого процесса, больше никогда не будет переписана.
Старые жёсткие диски имели одинаковое количество секторов на трэк и не имели встроенных контроллеров, так что низкоуровневым форматированием занимался внешний контроллер жёсткого диска, и единственной нужной ему информацией было количество трэков и количество секторов на трэк. Используя эту информацию, внешний контроллер мог отформатировать жёсткий диск. Современные жёсткие диски имеют сложную внутреннюю структуру, включая изменение количества секторов на трэк при движении от внешних трэков к внутренним, а также встроенную сервоинформацию для контроля за приводом головок. Также современные накопители используют технологию «невидимых» плохих секторов, могут автоматически помечать повреждённые секторы как нерабочие, исключая последующую возможность запись в них информации. Вследствие такой сложной структуры данных, все современные жёсткие диски проходят низкоуровневое форматирование только один раз — на заводе-изготовителе. Нет никакого способа в домашних условиях произвести настоящее низкоуровневое форматирование любого современного жёсткого диска, будь это IDE/ATA, SATA или SCSI винчестер. Причём это невозможно сделать даже в условиях сервисного центра.
Старые жёсткие диски нуждались в неоднократном низкоуровневом форматировании на протяжении всей своей жизни, в связи с эффектами температурного расширения, связанного с применением шаговых моторов в приводе головок, у которых перемещение головок было разбито на сетку с фиксированным шагом. С течением времени у таких накопителей смещалось физическое расположение секторов и трэков, что не позволяло правильно считывать информацию, применяя шаговый двигатель в приводе магнитных головок. Головка выходила на нужную, по мнению контроллера, позицию, в то время как позиция заданного трэка уже сместилась, что приводило к появлению сбойных секторов. Эта проблема решалась переформатированием накопителя на низком уровне, перезаписывая трэки и секторы по новой сетке шагов привода головок. В современных накопителях, использующих в приводе головок звуковую катушку, проблема температурного расширения ушла на второй план, вынуждая производить лишь температурную перекалибровку рабочих параметров привода головок.
Результатом выполнения «низкоуровневого» форматирования из BIOS может быть:
Информацию после проведения реального низкоуровневого форматирования восстановить нельзя никаким образом.
Высокоуровневое форматирование
Высокоуровневое полное форматирование — процесс, который заключается в создании главной загрузочной записи с таблицей разделов и (или) структур пустой файловой системы, установке загрузочного сектора и тому подобных действий, результатом которых является возможность использовать носитель в операционной системе для хранения программ и данных. В процессе форматирования также проверяется целостность поверхности носителя для исправления (блокировки) дефектных секторов. Известен также способ без проверки носителя, который называется «быстрым форматированием».
В случае использования, к примеру, операционной системы DOS команда format выполняет эту работу, записывая в качестве такой структуры главную загрузочную запись и таблицу размещения файлов. Высокоуровневое форматирование выполняется после процесса разбивки диска на разделы (логические диски), даже если будет использоваться только один раздел, занимающий весь объём накопителя. В современных операционных системах процессы разбиения винчестера на разделы и форматирования могут выполняться как в процессе установки операционной системы, так и на уже установленной системе средствами самой системы или утилитами сторонних производителей, с использованием графического интуитивно понятного интерфейса. Для примера я описал Как отформатировать флешку в FAT16, FAT32, NTFS / Как отформатировать флешку в Windows 7 / Windows Server 2008R2
Утилиты для форматирования дисков
Ниже я приведу список утилит, благодаря которым вы сможете легко отформатировать ваш жесткий диск:
Что значит «отформатировать диск»? Как отформатировать диск?
Низко- и высокоуровневое форматирование
По большому счету, процессы форматирования можно разделить на две группы: низко- и высокоуровневые.
Операционные системы выполняют как раз высокоуровневое форматирование. В Windows, Linux, macOS и других популярных операционных системах форматирование может быть быстрым и полным.
Быстрое форматирование
Полное форматирование
Полное форматирование не только записывает новую пустую файловую таблицу, но и стирает всю информацию с накопителя. Пространство для хранения данных заполняется нулями.
Время полного форматирования зависит от емкости накопителя и его характеристик (скорости записи на устройство). После него восстановить данные с диска уже не получится.
Кроме того, при полном форматировании проверяется целостность физической поверхности накопителя. Если утилита для форматирования обнаружит поврежденные сектора, она попытается их исправить. Если восстановить сектора не получится, система пометит их соответствующим образом и больше не будет использовать. При этом вы сможете увидеть, что размер доступного места на диске уменьшился, но всё же с ним можно продолжать работать.
Как отформатировать диск?
Запустить процесс форматирования можно несколькими методами:
стандартными средствами операционной системы, наведя мышку на диск, нажав правую кнопку и выбрав нужный пункт;
при установке операционной системы;
Что такое форматирование жесткого диска?
Что такое форматирование жесткого диска?
Всем привет! Сегодня я хотел бы поговорить о таком важном аспекте компьютерной жизни, которого многие стараются избегать, а некоторые даже боятся – форматировании жесткого диска. Начнем, пожалуй, как в школе — с определения.
Форматирование – это процесс разметки устройства (жесткого диска, SSD, флэшки, оптического диска) на большое количество частей так, чтобы потом можно было обратиться по адресу к какой-то ячейке и считать/записать туда информацию. В данной статье мы будем рассматривать форматирование жестких дисков.
Форматирование делят на 3 этапа:
Низкоуровневое форматирование
При низкоуровневом форматировании физически создаются дорожки (по длине окружности) и сектора (перпендикулярно оси) на жестком диске. На магнитную поверхность HDD наносятся сервометки с помощью специального устройства – серворайтера.
Сервометки – это записанная на поверхность информация, которую невозможно удалить. При помощи них диск позиционирует головку. Процесс разметки происходит только один раз на заводе на конечном этапе изготовления. Как вы, наверное, знаете жесткий диск находится в герметичной оболочке. На конечном цикле производства оставляется небольшое технологическое отверстие, через которое наносится разметка. Чтобы было выдержано расстояние между дорожками и секторами, используют лазерный измеритель расстояния. После этого отверстие заклеивается. В случае выхода из строя сервометок контроллер жесткого диска не будет знать, в каком месте находится головка, не сможет “достучаться” до конкретного адреса. Такой жесткий диск восстановить практически невозможно.
Разбиение на разделы
Идем далее. Разбиение на разделы используется исключительно для удобства пользователей.
Это этап не является обязательным и, если его пропустить, то создастся один раздел, на котором будет находиться ОС, весь ваш софт и данные. Это не есть хорошо, потому что, случись что с вашей системой, и все данные пропадут. Поэтому я рекомендую ставить операционную систему и программы на один раздел (например, С:), а для данных создать еще как минимум один раздел. 
У меня 2 жестких диска и разбил я их на 7 разделов в зависимости от типа хранимой информации исключительно для удобства. Разбивать жесткий диск на разделы можно несколькими способами: во время установки системы, из-под ОС, с LiveCD/DVD/USB. Я рекомендую использовать первый способ, он проще, да и разбивать на разделы вам понадобится скорее всего только во время установки системы. Во втором и третьем случае используется встроенная утилита форматирования Windows или сторонние программы типа Acronis Disk Director, Paragon Partition Manager, Norton PartitionMagic, EASEUS Partition Manager и иже с ними. Этими утилитами я пользуюсь, когда у меня уже все поделено на разделы, но надо что-нибудь поправить. Например, “откусить” немного места у раздела и “отдать” другому.
При установке Windows появится окно выбора раздела, на который устанавливать ОС. У меня сейчас это окно выглядит следующим образом: 
Если жесткий диск ни разу не разбивался на разделы, то будет только Диск 0 Раздел 1. Нажимаете “Настройка диска”, выбираете диск и нажимаете “Форматировать”. Появится окно подтверждения: 
В случае согласия раздел будет отформатирован (высокоуровневым форматированием, см.ниже).
Высокоуровневое форматирование
Во время высокоуровневого форматирования создается главная загрузочная запись (MBR), разметка файловой системы. В результате диск можно полноценно использовать. Главная загрузочная запись (MBR) – это код, который физически записывается в начало диска (в первые сектора) и отвечает за выбор раздела, с которого будет загружена ОС. Во время POST (начального тестирования компьютера) MBR загружается в оперативную память. Если все проходит нормально, подается один короткий звуковой сигнал и загружается ОС (если она установлена).
Высокоуровневое форматирование бывает:
При обычном высокоуровневом форматировании переразмечается файловая структура и проверяется поверхность на битые сектора (те, с которых физически невозможно считать информацию). Если сектор битый, то он помечается и не используется (информация туда не записывается и не считывается).
При быстром форматировании только обнуляется запись о размещении файлов, “теряется адрес файла”, но сам файл остается на месте. При обычном форматировании вся информация заменяется нулями. В этом принципиальное отличие.
Естественно, быстрое форматирование происходит на порядок быстрее. Но после него вполне возможно восстановить информацию. Так что, если вам нужно надежно удалить информацию, используйте только обычное форматирование. В некоторых случаях даже после него возможно восстановить информацию (уж точно не в домашних условиях). Поэтому специальные программные пакеты используют свои алгоритмы для надежного удаления данных (естественно, все затирая по несколько раз).
Конспект по комплекс технических средств на тему «Форматирование дисков»
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Лекция Форматирование дисков
Содержание
Процесс форматирования
Форматирование жёсткого диска включает в себя три этапа:
Низкоуровневое форматирование
Низкоуровневое форматирование ( англ. Lowlevelformat) — операция, в процессе которой на магнитную поверхность жёсткого диска наносятся так называемые сервометки — служебная информация, которая используется для позиционирования головок диска. Выполняется в процессе изготовления жёсткого диска, на специальном оборудовании, называемом серворайтером.
Результатом выполнения «низкоуровневого» форматирования из BIOS может быть:
отсутствие результата, то есть полное игнорирование винчестером этой процедуры. Позиционирование будет отработано, но никаких действий на дисках произведено не будет;
запись нулей во все секторы, то есть простое стирание информации пользователя;
возникновение проблем с жёсткими дисками старых серий, не обеспечивающих надёжную защиту от пользователя. Некоторые старые жёсткие диски ёмкостью 40-80 Гб могут на команду 50h отвечать ошибкой, что может привести к маркировке всех секторов как « bad » или наоборот, записать нулями часть служебных треков, что приведёт к неработоспособности накопителя.
Информацию после проведения реального низкоуровневого форматирования восстановить нельзя никаким образом.
Высокоуровневое форматирование
В случае использования, к примеру, операционной системы DOS команда format выполняет эту работу, записывая в качестве такой структуры главную загрузочную запись и таблицу размещения файлов. Высокоуровневое форматирование выполняется после процесса разбивки диска на разделы (логические диски), даже если будет использоваться только один раздел, занимающий весь объём накопителя. В современных операционных системах процессы разбиения винчестера на разделы и форматирования могут выполняться как в процессе установки операционной системы, так и на уже установленной системе средствами самой системы или утилитами сторонних производителей, с использованием графического интуитивно понятного интерфейса.
Как правило, при форматировании диска по умолчанию на нем остается большая часть, если не все существующие данные; некоторые или большинство из них можно восстановить с помощью привилегированных или специальных инструментов. Специальные инструменты позволяют удалять пользовательские данные путем однократной перезаписи всех файлов и свободного места.
СОДЕРЖАНИЕ
История
Современные жесткие диски, такие как диски с последовательным интерфейсом SCSI (SAS) и Serial ATA (SATA), отображаются на своих интерфейсах как непрерывный набор блоков фиксированного размера; В течение многих лет длина 512 байт, но начиная с 2009 г. и ускоряясь до 2011 г., все основные производители жестких дисков начали выпускать платформы жестких дисков, использующие расширенный формат 4096-байтовых логических блоков.
На гибких дисках обычно использовались только блоки фиксированного размера, но эти размеры зависели от ОС хоста и его взаимодействия с контроллером, так что конкретный тип носителя (например, 5¼-дюймовый DSDD) будет иметь разные размеры блоков в зависимости от ОС хоста и контроллер.
На оптических дисках обычно используются блоки только фиксированного размера.
Процесс форматирования диска
Форматирование диска для использования операционной системой и ее приложениями обычно включает три разных процесса.
Низкоуровневое форматирование дискет
Низкоуровневое форматирование гибких дисков (и ранних жестких дисков) выполняется контроллером дисковода.
Для стандартной дискеты 1,44 МБ при низкоуровневом форматировании обычно записывается 18 секторов по 512 байт на каждую из 160 дорожек (по 80 с каждой стороны) дискеты, обеспечивая 1 474 560 байт памяти на диске.
Физические секторы на самом деле больше 512 байт, поскольку в дополнение к 512-байтовому полю данных они включают поле идентификатора сектора, байты CRC (в некоторых случаях байты исправления ошибок ) и промежутки между полями. Эти дополнительные байты обычно не включаются в приведенную цифру для общей емкости хранения на диске.
На одном носителе могут использоваться разные низкоуровневые форматы ; например, большие записи могут использоваться для уменьшения размера промежутков между записями.
Используемые методы включают:
Низкоуровневое форматирование (LLF) жестких дисков
Жесткие диски до 1990-х годов обычно имели отдельный контроллер диска, который определял, как данные кодируются на носителе. С носителями, приводом и / или контроллером, возможно, закупаемыми у разных поставщиков, пользователи часто могли выполнять низкоуровневое форматирование. Раздельные закупки также потенциально несовместимы между отдельными компонентами, так что подсистема не может надежно хранить данные.
Спровоцированное пользователем низкоуровневое форматирование (LLF) жестких дисков было обычным явлением для миникомпьютеров и персональных компьютеров до 1990-х годов. IBM и другие поставщики систем мэйнфреймов обычно поставляли свои жесткие диски (или носители в случае жестких дисков со съемными носителями) с низкоуровневым форматом. Обычно это включает разделение каждой дорожки на диске на один или несколько блоков, которые будут содержать пользовательские данные и связанную с ними управляющую информацию. В разных компьютерах использовались блоки разного размера, и IBM, в частности, использовала блоки переменного размера, но популярность IBM PC вынудила отрасль к середине 1980-х годов принять стандарт 512 байтов пользовательских данных на блок.
Переход от LLF
Начиная с конца 1980-х годов, в связи с увеличением количества IBM-совместимых ПК, жесткие диски стали обычно доступны в предварительно отформатированных в совместимом низкоуровневом формате. В то же время отрасль перешла от традиционных (немых) битовых последовательных интерфейсов к современным (интеллектуальным) битовым последовательным интерфейсам и последовательным интерфейсам word, в которых низкоуровневое форматирование выполнялось на заводе. Соответственно, конечный пользователь не может выполнить низкоуровневое форматирование современного жесткого диска.
Повторная инициализация диска
Хотя обычно невозможно выполнить полный LLF на большинстве современных жестких дисков (с середины 1990-х годов) вне завода, термин «низкоуровневое форматирование» все еще используется для того, что можно было бы назвать повторной инициализацией жесткого диска на его заводская конфигурация (и даже эти термины могут быть неправильно поняты).
Повторная инициализация должна включать в себя идентификацию (и, если возможно, резервирование) любых секторов, которые не могут быть записаны и считаны с диска, правильно. Этот термин, однако, использовался некоторыми для обозначения только части этого процесса, в котором выполняется запись в каждый сектор диска; обычно путем записи определенного значения в каждое адресуемое место на диске.
Одним из популярных методов выполнения только операции заполнения нулями на жестком диске является запись байтов с нулевым значением на диск с помощью утилиты Unix dd с потоком / dev / zero в качестве входного файла и самого диска (или определенного раздела). ) в качестве выходного файла. Выполнение этой команды может занять много часов и стереть все файлы и файловые системы.
Разбиение на разделы
Дискеты не разбиты на разделы; однако в зависимости от ОС им может потребоваться информация о томе для доступа ОС.
Сегодня редакторы разделов и ICKDSF не выполняют низкоуровневые функции для жестких дисков и оптических дисководов, такие как запись временных меток, и не могут повторно инициализировать современный диск, который был размагничен или иным образом потерял заводское форматирование.
Форматирование высокого уровня
При форматировании всего логического диска или раздела можно дополнительно выполнить сканирование на наличие дефектов, что может занять значительное время.
Охраняемая территория хоста
Защищенная область хоста, иногда называемая скрытой защищенной областью, представляет собой область жесткого диска, которая отформатирована на высоком уровне, так что эта область обычно не видна его операционной системе (ОС).
Переформатирование
Переформатирование часто подразумевает, что операционная система и все другое программное обеспечение будут переустановлены после завершения форматирования. Вместо того, чтобы исправлять установку, страдающую от сбоя или нарушения безопасности, может потребоваться просто переформатировать все и начать с нуля. Для этого процесса существуют различные разговорные выражения, такие как «очистить и перезагрузить», «уничтожить и оставить», «переформатировать» и т. Д. Однако переформатирование диска, содержащего только пользовательские данные, не требует переустановки ОС.
Форматирование
DOS, OS / 2 и Windows
Перезапись : в Windows Vista и более поздних версиях небыстрое форматирование будет перезаписываться по мере выполнения. Не так в Windows XP и более ранних версиях.
OS / 2 : В OS / 2 форматирование перезапишет весь раздел или логический диск, если используется /L параметр, указывающий на длинный формат. Это расширяет возможности CHKDSK для восстановления файлов.