Lba что это

Lba что это

LBA (англ.  Logical block addressing ) — механизм адресации и доступа к блоку данных на жёстком диске, при котором системному контроллеру нет необходимости учитывать геометрию самого жесткого диска (количество цилиндров, сторон, секторов на цилиндре). Контроллеры современных IDE-дисков в качестве основного режима трансляции адреса используют LBA.

A drive which can support LBA mode indicates this in the Identify Drive Information.

Суть LBA состоит в том, что каждый блок, адресуемый на жёстком диске имеет свой номер, целое число, начиная с нуля и т. д. (то есть первый блок LBA=0, второй LBA=1, . )

LBA 0 = Цилиндр 0/Головка 0/Сектор 1

Еще одно преимущество метода адресования LBA — то, что ограничение размера диска обусловлено лишь разрядностью LBA. В настоящее время для задания номера блока используется 48 бит, что при использовании двоичной системы исчисления даёт возможность адресовать на приводе (2 48 ) 281 474 976 710 656 блоков (то есть, при блоке в 512 байт, 128 ПиБ).

LBA заменяет собой более ранние схемы (CHS и Large), в которых нужно было учитывать физические особенности устройства дисков.

Технический комитет X3T10 установил правила получения адреса блока в режиме LBA:

[2]

• LBA: Адрес блока по LBA
• Cylinder: Номер цилиндра
• noofheads: Количество головок
• heads: Номер выбранной головки
• sectors/track: Количество секторов на одной дорожке
• Sector: Номер сектора

Преобразования между CHS и LBA

Кортежи CHS можно преобразовать в адреса LBA и обратно по следующим формулам:

 — число головок,  — число цилиндров,  — число секторов на дорожке,  — операция взятия остатка от деления.

Примечания

1. ↑ Документ технического комитета X3T10 «WORKING X3T10 DRAFT 791D Revision 4c». Раздел 7 Logical interface.
2. ↑ Документ технического комитета X3T10 «WORKING X3T10 DRAFT 791D Revision 4c». Раздел 7 Logical interface. Подраздел 7.1.2 Environment

Это заготовка статьи о компьютерах. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. Это примечание по возможности следует заменить более точным.

• Носители информации
• Запоминающие устройства
• ATA

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «LBA» в других словарях:

LBA — Saltar a navegación, búsqueda LBA puede referirse a: Logical block addressing (localización lógica de bloques), método usado para especificar la localización de los bloques de datos en los sistemas de almacenamiento; Aeropuerto de Leeds Bradford … Wikipedia Español

LBA — [Abk. für Logical Block Adressing, dt. »Logische Blockadressierung«] das, Verfahren, das von EIDE und SCSI Festplatten (EIDE, SCSI) benutzt wird, um Kapazitäten bis ca. 8 GByte zu verwalten. Es wurde etwa zeitgleich mit EIDE eingeführt, um… … Universal-Lexikon

LBA — es la sigla de logical block addressing, dirección lógica de bloques. Es un método usado para especificar la localización de los bloques de datos almacenados en los sistemas de almacenamiento del ordenador (generalmente almacenamiento secundario) … Enciclopedia Universal

LBA — may stand for:* Late Bronze Age, an archaeological era * Leeds Bradford International Airport * Little Big Adventure, an adventure game * Linear bounded automaton, a construct in computability theory * Logical block addressing, a method for… … Wikipedia

LBA — (Logical Block Addressing) allocation of unique digital addresses (that allow access by input/output) to various sectors on the hard drive … English contemporary dictionary

LBA — Die Abkürzung LBA steht für: Langzeitbelichtungsaufnahme, Fotografien ab einer Belichtungszeit von mehreren Sekunden Lebendblut Analyse, ein Verfahren zur Blutbeobachtung in Echtzeit Leeds Bradford International Airport (IATA Flughafencode)… … Deutsch Wikipedia

LBA — Cette page d’homonymie répertorie les différents sujets et articles partageant un même nom.   Sigles d’une seule lettre   Sigles de deux lettres > Sigles de trois lettres   Sigles de quatre lettres … Wikipédia en Français

LBA (значения) — LBA LBA, Logical block addressing компьютерный механизм доступа к секторам диска LBA, Little Big Adventure компьютерная игра LBA, Location based advertising гео контекстная реклама; вид рекламы, основанной на показе пользователям мобильных… … Википедия

LBA (desambiguación) — LBA puede referirse a: Logical block addressing (localización lógica de bloques), método usado para especificar la localización de los bloques de datos en los sistemas de almacenamiento; Aeropuerto de Leeds Bradford, en su código IATA. Little Big … Wikipedia Español

LBA : loi suisse sur le blanchiment d’argent — Loi sur le blanchiment d argent Loi sur le blanchiment d’argent Titre Loi fédérale du 10 octobre 1997 concernant la lutte contre le blanchiment d’argent dans le secteur financier Abréviation LBA Code RS 955.0 Pays … Wikipédia en Français

Методы адресации HDD (CHS и LBA).

Существует два основных метода, используемых для адресации (или нумерации) секторов накопителей. Первый из них называется CHS (Cylinder Head Sector). Это название образовано по трем соответствующим координатам, которые используются для адресации каждого сектора дисковода. Во втором методе, который носит название LBA (Logical Block Address), для адресации секторов накопителя используется только одно значение. В основе метода CHS лежит физическая структура накопителей (а также способ организации его внутренней работы).

Метод LBA, в свою очередь, представляет собой более простой и логический способ нумерации секторов, не зависящий от внутренней физической архитектуры накопителей.

При последовательном считывании данных с накопителя в режиме CHS процесс чтения начинается с цилиндра 0, головки 0 и сектора 1 (который является первым сектором на данном диске), после чего считываются все остальные секторы первой дорожки. Затем выбирается следующая головка и читаются все секторы, находящиеся на этой дорожке. Это продолжается до тех пор, пока не будут считаны данные со всех головок первого цилиндра. Затем выбирается следующий цилиндр, и процесс чтения продолжается в такой же последовательности.

При последовательном считывании данных с накопителя в режиме LBA процесс чтения начинается с сектора 0, после чего читается сектор 1, сектор 2 и т.д. В режиме CHS первым сектором жесткого диска является 0,0,1. В режиме LBA этот же сектор будет сектором 0.

В качестве примера представьте себе накопитель, содержащий один жесткий диск, две головки (используются обе стороны жесткого диска), две дорожки на каждом жестком диске (цилиндры) и два сектора на каждой дорожке. В этом случае можно сказать, что накопитель содержит два цилиндра (две дорожки на каждой стороне), две головки (по одной на сторону), а также два сектора на каждой дорожке. В общей сложности емкость накопителя равна восьми (2×2×2) секторам. Обратите внимание: нумерация цилиндров и головок начинается с числа 0, а нумерация физических секторов, находящихся на дорожке, — с числа 1. При использовании адресации CHS расположение первого сектора накопителя определяется выражением “цилиндр 0, головка 0, сектор 1 (0,0,1)”; адресом второго сектора является 0,0,2; третьего — 0,1,1; четвертого — 0,1,2 и т.д., пока мы не дойдем до последнего сектора, адрес которого 1,1,2.

Представьте теперь, что вы взяли восемь секторов и, не обращаясь непосредственно к физическим цилиндрам, головкам и секторам, пронумеровали их от 0 до 7. Таким образом, если необходимо обратиться к четвертому сектору накопителя, можно сослаться на него как на сектор 0,1,2 в режиме CHS или как на сектор 3 в режиме LBA. Соотношение между номерами секторов воображаемого восьмисекторного накопителя в режимах CHS и LBA приведено в табл. 1 .

Таблица 1 . Нумерация секторов в режимах CHS и LBA для воображаемого накопителя, содержащего два цилиндра, две головки и по два сектора на каждой дорожке (в общей сложности восемь секторов).

Как видно из приведенного примера, использование нумерации LBA заметно облегчает и упрощает процесс обработки данных. Несмотря на это, при создании первых ПК вся адресация BIOS и накопителей АТА была выполнена методом CHS.

Преобразования CHS/LBA и LBA/CHS

Адресация секторов может выполняться как в режиме CHS, так и в режиме LBA. Для данного накопителя существует определенное соответствие между адресациями CHS и LBA, которое, в частности, позволяет преобразовывать адреса CHS в адреса LBA и наоборот. Существует довольно простая формула, с помощью которой можно преобразовывать параметры CHS в LBA:

LBA = (((C × HPC) + H) × SPT) + S – 1.

Реверсирование этой формулы позволяет выполнить обратное преобразование, т.е. преобразовать параметры LBA в адрес CHS:

C = int (LBA/SPT/HPC),

H = int ((LBA/SPT) mod HPC),

S = (LBA mod SPT) + 1.

В этих формулах использованы следующие выражения:

— LBA — logical block address;

— C — цилиндр (cylinder);

— H — головка (head);

— S — сектор (sector);

— HPC — количество головок в каждом цилиндре (общее количество головок);

— SPT — количество секторов на каждой дорожке;

— 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 показано в табл. 2 .

Таблица 2 . Параметры CHS и соответствующая им нумерация секторов LBA для накопителя, содержащего 16 383 цилиндра, 16 головок и 63 сектора на каждой дорожке (общее количество секторов 16 514 064).

Программы BIOS ( когда объем HDD был очень скромным) использовали адресацию CHS, например:

INT 13 h , функция 02 h . Чтение сектора. Читает один или группу секторов с физического (не логического!) диска в память. Для начального сектора указываются абсолютные координаты (цилиндр, сектор, головка). Секторы физического диска нумеруются на каждой дорожке от 1, цилиндры нумеруются от 0, головки нумеруются от 0. Сначала идут секторы 1. n цилиндра 0, головки (поверхности) 0, затем секторы 1. n цилиндра 0, головки (поверхности) 1, далее секторы 1. п цилиндра 1, головки 0 и т.д. Таким образом, на HDD сектор 1 цилиндра 0 головки 0 относится к главной загрузочной записи ( Master boot ).

AL=число читаемых секторов

00 h . 7 Fh — гибкий диск , 80 h . FFh — жесткий диск

АL=число переданных секторов

Дополнительные функции BIOS Int 13h (41h — 49h и 4Eh).

Для работы с HDD- дисками большого объема возможности адресации CHS стали «тормозом» и не позволяли работать с полным объемом дисков. Поэтому д ля обеспечения поддержки новых возможностей HDD в набор функций Int 13h фирмой Phoenix Technologies были введены дополнительные функции (BIOS Extensions). Дополнительные функции имеют номера 41h — 49h и 4Eh. Порядок работы с этими функциями существенно отличается от принятого для стандартных функций прерывания Int 13h.:

вся адресная информация передается через буфер в оперативной памяти, а не через регистры;

соглашения об использовании регистров изменены (для обеспечения передачи новых структур данных);

для определения дополнительных возможностей аппаратуры (параметров) используются флаги.

Пакет дискового адреса.

Фундаментальной структурой данных для дополнительных функций прерывания Int I3h является так называемый «Пакет дискового адреса» (Disk Address Packet). Получив пакет дискового адреса, прерывание Int 13h преобразует содержащиеся в нем данные в физические параметры, соответствующие используемому носителю информации. Формат пакета дискового адреса описан в табл. 3 .

Таблица 3 . Формат пакета дискового адреса

Правила передачи параметров дополнительным функциям. При вызове прерывания дополнительным функциям BIOS передаются через регистры процессора следующие данные:

— в АН — номер вызываемой функции;

— в DL — номер диска;

— в DS: SI — адрес буфера, содержащего пакет дискового адреса.

Передача остальных параметров, как было уже указано выше, производится через пакет дискового адреса.

Дополнительные функции BIOS предназначены только для жестких дисков и дисководов сменных дисков большой емкости, причем функции рассчитаны на использование не более четырех устройств. Передаваемый функции номер диска, таким образом, должен находиться в диапазоне 80h-83h.

После выполнения функции в регистре АН выдается код состояния (статус возврата). Кроме принятого для классических функций BIOS стандартного набора кодов возврата, для дополнительных функций введено еще несколько кодов.

Пример использования прерывание Int 13h, функция 42h: расширенное чтение.

Функция осуществляет передачу секторов с заданной области диска в буфер памяти. Перед вызовом прерывания требуется записать в регистры следующие значения:

— в АН — значение 42h;

— в DL — номер дисковода;

— в DS: SI — адрес пакета дискового адреса.

После завершения операции функция возвращает в регистре АН состояние дисковой системы. В случае аварийного завершения выполнения функции поле счетчика блоков в пакете дискового адреса содержит число блоков, которые были успешно прочитаны (прочитаны до того, как произошла ошибка).

Логическая адресация блоков

Логическая адресация блоков ( LBA ) — это общая схема, используемая для определения местоположения блоков данных, хранящихся на компьютерных запоминающих устройствах, обычно вторичных системах хранения , таких как жесткие диски . LBA — это особенно простая схема линейной адресации ; блоки располагаются по целочисленному индексу, причем первый блок имеет значение LBA 0, второй LBA 1 и так далее.

Стандарт IDE включал 22-битный LBA в качестве опции, который был расширен до 28-битного с выпуском ATA-1 (1994) и до 48-битного с выпуском ATA-6 (2003), тогда как размер записи в структурах данных на диске и в памяти, содержащие адрес, обычно имеют размер 32 или 64 бита. Большинство жестких дисков, выпущенных после 1996 года, реализуют адресацию логических блоков.

СОДЕРЖАНИЕ

Обзор [ править ]

При логической адресации блоков для адресации данных используется только одно число, и каждый линейный базовый адрес описывает отдельный блок.

Схема LBA заменяет более ранние схемы, которые открывали физические детали устройства хранения программному обеспечению операционной системы. Главным из них была схема сектор-головка блока цилиндров (CHS), где адресация блоков осуществлялась посредством кортежа, который определял цилиндр, головку и сектор, в котором они появлялись на жестком диске . CHS плохо отображался на устройствах, отличных от жестких дисков (таких как ленты и сетевое хранилище), и обычно не использовался для них. CHS использовался в ранних приводах MFM и RLL , и как он, так и его преемник, расширенный сектор головки блока цилиндров (ECHS), использовались в первых приводах ATA . Однако в современных дисках используется запись битов зоны. , где количество секторов на дорожке зависит от номера дорожки. Несмотря на то, что дисковод будет сообщать некоторые значения CHS в виде секторов на дорожку (SPT) и головок на цилиндр (HPC), они имеют мало общего с истинной геометрией дисковода.

LBA была впервые представлена ​​в SCSI как абстракция. Хотя контроллер дисковода по-прежнему обращается к блокам данных по их адресу CHS, эта информация обычно не используется драйвером устройства SCSI, ОС, кодом файловой системы или любыми приложениями (такими как базы данных), которые обращаются к «необработанному» диску. Системные вызовы, требующие ввода-вывода на уровне блоков, передают определения LBA драйверу устройства хранения; в простых случаях (когда один том отображается на один физический диск) этот LBA затем передается непосредственно контроллеру диска.

В избыточном массиве независимых дисков (RAID), устройствах и сетях хранения данных (SAN) и где логические диски ( номера логических устройств , LUN) состоят из виртуализации и агрегации LUN, адресация LBA отдельного диска должна транслироваться на уровне программного обеспечения, чтобы обеспечить единая адресация LBA для всего устройства хранения.

Улучшенный BIOS [ править ]

Более ранний стандарт IDE от Western Digital представил 22-битный LBA; в 1994 году стандарт ATA-1 позволял использовать 28-битные адреса в режимах LBA и CHS. Схема CHS использовала 16 бит для цилиндра, 4 бита для заголовка и 8 бит для сектора, подсчет секторов от 1 до 255. Это означает, что сообщаемое количество головок никогда не превышает 16 (0–15), количество секторов может быть 255 ( 1–255; хотя чаще всего используется 63), а количество цилиндров может достигать 65 536 (0–65535), что ограничивает размер диска 128 ГиБ (≈137,4 ГБ), предполагая 512-байтовые сектора. К этим значениям можно получить доступ, выполнив команду ATA «Идентифицировать устройство» ( EC h) для привода. [1] : 87

Однако реализация IBM BIOS, определенная в процедурах доступа к диску INT 13h , использовала совершенно другую 24-битную схему для адресации CHS: 10 бит для цилиндра, 8 бит для головки и 6 бит для сектора, или 1024 цилиндра, 256 головок, и 63 сектора. [2] Эта реализация INT 13h предшествовала стандарту ATA, поскольку он был представлен, когда IBM PC имел только хранилище гибких дисков , а когда жесткие диски были представлены на IBM PC / XT , интерфейс INT 13h практически не мог быть переработан в связи с обратной совместимостью вопросы. При наложении сопоставления ATA CHS с сопоставлением BIOS CHS наименьший общий знаменатель составлял 10: 4: 6 бит, или 1024 цилиндра, 16 головок и 63 сектора, что давало практический предел 1024 × 16 × 63 секторов и 528 МБ (504 МБ. ), предполагая 512-байтовые сектора.

Для того, чтобы BIOS преодолел этот предел и успешно работал с жесткими дисками большего размера, в процедурах ввода-вывода диска BIOS должна была быть реализована схема трансляции CHS, которая преобразует 24-битный CHS, используемый INT 13h, в 28-битный CHS. нумерация, используемая ATA. Схема трансляции получила название трансляции с большим сдвигом или битовым сдвигом . Этот метод будет переназначать 16: 4: 8-битные цилиндры и головки ATA на 10: 8: 6-битную схему, используемую INT 13h, создавая гораздо больше «виртуальных» головок дисковода, чем сообщалось на физическом диске. Это увеличило практический предел до 1024 × 256 × 63 секторов или 8,4 ГБ (7,8 ГиБ ).

Для дальнейшего преодоления этого ограничения были введены расширения INT 13h с расширенными службами дисковых накопителей BIOS , которые сняли практические ограничения на размер диска для операционных систем, которые знают об этом новом интерфейсе, таких как компонент DOS 7.0 в Windows 95 . Эта усовершенствованная подсистема BIOS поддерживает адресацию LBA с помощью метода LBA или LBA , который использует собственный 28-битный LBA для адресации дисков ATA и при необходимости выполняет преобразование CHS.

В нормальных или ни один метод возвращается к ранее 10: 4: 6 битный режим CHS , который не поддерживает адресации больше , чем 528 Мб.

До выпуска стандарта ATA-2 в 1996 году было несколько больших жестких дисков, которые не поддерживали адресацию LBA, поэтому можно было использовать только большие или обычные методы. Однако использование большого метода также создавало проблемы с переносимостью, поскольку разные BIOS часто использовали разные и несовместимые методы трансляции, а жесткие диски, разбитые на разделы на компьютере с BIOS от определенного производителя, часто не могли быть прочитаны на компьютере с другой маркой BIOS. . Решение заключалось в использовании программного обеспечения для преобразования, такого как OnTrack Disk Manager , Micro House EZ-Drive / EZ-BIOS и т. Д., Которое устанавливалось в загрузчик ОС на диске. и заменил процедуры INT 13h во время загрузки на собственный код. Это программное обеспечение также может включать поддержку расширений LBA и INT 13h для старых компьютеров с несовместимыми с LBA BIOS.

LBA-перевод [ править ]

Когда BIOS настроен на использование диска в режиме трансляции с помощью LBA, BIOS обращается к оборудованию в режиме LBA, но также представляет преобразованную геометрию CHS через интерфейс INT 13h. Количество цилиндров, головок и секторов в преобразованной геометрии зависит от общего размера диска, как показано в следующей таблице. [3]

Размер диска	Секторы / трек	Головы	Цилиндров
1 <X ≤ 504 МБ	63	16	Х ÷ (63 × 16 × 512)
504 МБ <X ≤ 1008 МБ	63	32	Х ÷ (63 × 32 × 512)
1008 МБ <X ≤ 2016 МБ	63	64	Х ÷ (63 × 64 × 512)
2016 МиБ <X ≤ 4032 МиБ	63	128	X ÷ (63 × 128 × 512)
4032 МБ <X ≤ 8032,5 МБ	63	255	X ÷ (63 × 255 × 512)

LBA48 [ править ]

Тока 48-битная схема ЛАБ была введена в 2003 году с ATA-6 стандарта, [4] повышение адресации ограничение до 2 48 × 512 байт, что ровно 128 PiB или приблизительно 144 РВ . Современные ПК-совместимые компьютеры поддерживают расширения INT 13h, которые используют 64-битные структуры для адресации LBA и должны охватывать любые будущие расширения адресации LBA, хотя современные операционные системы реализуют прямой доступ к диску и не используют подсистемы BIOS , за исключением времени загрузки. . Однако общая таблица разделов основной загрузочной записи (MBR) в стиле DOS поддерживает только разделы диска до 2 Размер TiB. Для больших разделов это необходимо заменить другой схемой, например таблицей разделов GUID (GPT), которая имеет тот же 64-битный лимит, что и текущие расширения INT 13h.

Преобразование CHS [ править ]

Эквивалентность LBA и CHS с 16 головками на цилиндр

Значение LBA	Кортеж CHS
0	0, 0, 1
1	0, 0, 2
2	0, 0, 3
62	0, 0, 63
63	0, 1, 1
945	0, 15, 1
1007	0, 15, 63
1008	1, 0, 1
1070	1, 0, 63
1071	1, 1, 1
1133	1, 1, 63
1134	1, 2, 1
2015 г.	1, 15, 63
2016 г.	2, 0, 1
16 127	15, 15, 63
16 128	16, 0, 1
32 255	31, 15, 63
32 256	32, 0, 1
16 450 559	16319, 15, 63
16 514 063	16382, 15, 63

В схеме адресации LBA секторы нумеруются как целочисленные индексы; при сопоставлении с кортежами CHS ( сектор головки блока цилиндров ) нумерация LBA начинается с первого цилиндра, первой головки и первого сектора дорожки. Как только гусеница исчерпана, нумерация продолжается до второй головки, оставаясь внутри первого цилиндра. Когда все головки внутри первого цилиндра исчерпаны, нумерация продолжается со второго цилиндра и т. Д. Таким образом, чем ниже значение LBA, тем ближе физический сектор к первому (то есть самому внешнему [5] ) цилиндру жесткого диска .

Кортежи CHS могут быть сопоставлены с адресом LBA по следующей формуле: [6] [7]

LBA = ( C × HPC + H ) × SPT + (S — 1)

• C , H и S — номер цилиндра, номер головки и номер сектора.
• LBA — адрес логического блока
• HPC — это максимальное количество головок на цилиндр (по данным дискового накопителя, обычно 16 для 28-битного LBA)
• SPT — это максимальное количество секторов на дорожку (сообщает диск, обычно 63 для 28-битного LBA)

Адреса LBA могут быть отображены в кортежи CHS с помощью следующей формулы («mod» — это операция по модулю , то есть остаток , а «÷» — целочисленное деление , то есть частное деления, при котором отбрасывается любая дробная часть):

C = LBA ÷ ( HPC × SPT ) H = ( LBA ÷ SPT ) мод HPC S = ( LBA мод SPT ) + 1

Согласно спецификациям ATA, «Если содержание слов (61:60) больше или равно 16 514 064, то содержание слова 1 [количество логических цилиндров] должно быть равно 16 383». [1] : 20 Следовательно, для LBA 16450559 диск ATA может фактически ответить кортежем CHS (16319, 15, 63), и количество цилиндров в этой схеме должно быть намного больше 1024, разрешенного INT 13h. [а]

Зависимости операционной системы [ править ]

Операционные системы, которые чувствительны к геометрии диска, сообщаемой BIOS, включают семейства Solaris , DOS и Windows NT, где NTLDR ( NT , 2000 , XP , Server 2003 ) или WINLOAD ( Vista , Server 2008 , Windows 7 и Server 2008 R2 ) используют основную загрузку запись, которая обращается к диску, используя CHS; Версии Windows для x86-64 и Itanium могут разбивать диск с помощью таблицы разделов GUID, которая использует адресацию LBA.

Некоторые операционные системы не требуют перевода, потому что они не используют геометрию, сообщаемую BIOS, в их загрузчиках . Среди этих операционных систем — BSD , Linux , macOS , OS / 2 и ReactOS .