什么是CHS尋址

很久以前， 硬盤的容量還非常小的時候，人們采用與軟盤類似的結構生產硬盤。也就是硬盤盤片的每一條磁道都具有相同的扇區數。由此產生了所謂的CSH 3D參數 (Disk Geometry)。即磁頭數(Heads)，柱面數(Cylinders)，扇區數(Sectors)，以及相應CHS尋址方式。

CHS尋址模式將硬盤劃分為磁頭（Heads）、柱面(Cylinder)、扇區(Sector)。

磁頭(Heads)：每張磁片的正反兩面各有一個磁頭，一個磁頭對應一張磁片的一個面。因此，用第幾磁 頭就可以表示數據在哪個磁面。

柱面(Cylinder)：所有磁片中半徑相同的同心磁道構成“柱面"，意思是這一系列的磁道垂直疊在一起，就形成一個柱面的形狀。簡單地理解，柱面數=磁道數。

扇區(Sector)：將磁道劃分為若干個小的區段，就是扇區。雖然很小，但實際是一個扇子的形狀，故稱為扇區。每個扇區的容量為512字節。

下面的圖可能能更好的幫助理解：

CHS尋址的最大容量

CHS尋址方式的容量由CHS三個參數決定：

磁頭數最大為255 (用 8 個二進制位存儲)。從0開始編號。

柱面數最大為1023(用 10 個二進制位存儲)。從0開始編號。

扇區數最大數 63(用 6個二進制位存儲)。從1始編號。

所以CHS尋址方式的最大尋址范圍為：

255 * 1023 * 63 * 512 / 1048576 = 7.837 GB ( 1M =1048576 Bytes )

或硬盤廠商常用的單位：

255 * 1023 * 63 * 512 / 1000000 = 8.414 GB ( 1M =1000000 Bytes )

CHS尋址的缺點

顯然，由于要求每個磁道的扇區數相等，而外道的周長要大于內道，所以外道的記錄密度要遠低于內道，不僅造成了硬盤空間的浪費，也限制了硬盤的容量。為了解決這一問題，進一步提高硬盤容量，人們改用等密度結構生產硬盤。也就是說，外圈磁道的扇區比內圈磁道多，采用這種結構后，硬盤不再具有實際的CHS參數，尋址方式也改為線性尋址，即以扇區為單位進行尋址。

但一些古老的軟件仍然使用CHS尋址方式(如使用BIOSInt13H接口的軟件)，為了兼容這樣的程序，在硬盤控制器內部安裝了一個地址翻譯器，可以通過它將老式CHS參數翻譯成新的線性參數。

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LBA(Logical Block Addressing)邏輯塊尋址模式。在 LBA 模式下，我們知道硬盤上的一個數據區域由它所在的磁頭、柱面（也就是磁道）和扇區所唯一確定。早期系統就是直接使用磁頭柱面和扇區來對硬盤進行尋址（這稱 為CHS尋址），這需要分別存儲每個區域的三個參數（這稱為3D參數），使用時再分別讀取三個參數，然后在送到磁盤控制器去執行。由于系統用8b來存儲磁 頭地址，用10b來存儲柱面地址，用6b來存儲扇區地址，而一個扇區共有512B，這樣使用CHS尋址一塊硬盤最大容量為256 * 1024 * 63 * 512B = 8064 MB(1MB = 1048576B)（若按1MB=1000000B來算就是8.4GB）。隨著硬盤技術的進步，硬盤容量越來越大，CHS模式無法管理超過8064 MB的硬盤，因此工程師們發明了更加簡便的LBA尋址方式。在LBA地址中，地址不再表示實際硬盤的實際物理地址（柱面、磁頭和扇區）。LBA編址方式將 CHS這種三維尋址方式轉變為一維的線性尋址，它把硬盤所有的物理扇區的C/H/S編號通過一定的規則轉變為一線性的編號，系統效率得到大大提高，避免了 煩瑣的磁頭/柱面/扇區的尋址方式。在訪問硬盤時，由硬盤控制器再這種邏輯地址轉換為實際硬盤的物理地址。

　　LARGE 大硬盤模式，在硬盤的柱面超過 1024 而又不為 LBA 支持時采用。LARGE 模式采用的方法是把柱面數除以 2，把磁頭數乘以 2，其結果總容量不變。

　　在這三種硬盤模式中，現在 LBA 模式使用最多。

　　LBA與C/H/S 之間的轉換:

　　設NS為每磁道扇區數，NH為磁頭數，C、H、S分別表示磁盤的柱面、磁頭和扇區編號，LBA表示邏輯扇區號，div為整除計算，mod為求余計算，則：

　　LBA=NH×NS×C+NS×H+S-1；

　　C=(LBA div NS)div NH；

　　H=(LBA div NS)mod NH；

　　S=(LBA mod NS)+1

　　例如 LBA = 0 則 CHS = 0/0/1

　　從C/H/S到LBA的計算公式：

　　LBA=（C-CS）*PH*PS+（H-HS）*PS+(S-SS)

總結

以上是生活随笔為你收集整理的磁盘寻址方式--CHS和LBA寻址方式的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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