硬盘CHS模式简介

硬盘的chs模式是指chs(Cylinder/Head/Sector)模式，很久以前， 硬盘的容量还非常小的时候，人们采用与软盘类似的结构生产硬盘。也就是硬盘盘片的每一条磁道都具有相同的扇区数。由此产生了所谓的3D参数 (Disk Geometry)：既磁头数(Heads)、柱面数(Cylinders)、扇区数(Sectors per track)，以及相应的寻址方式。其中：磁头数(Heads) 表示硬盘总共有几个磁头，也就是有几面盘片，最大为 256 (用 8 个二进制位存储)；柱面数(Cylinders) 表示硬盘每一面盘片上有几条磁道，最大为 1024(用 10 个二进制位存储)；扇区数(Sectors per track) 表示每一条磁道上有几个扇区， 最大为63 (用 6 个二进制位存储)。

每个扇区一般是 512个字节，理论上讲这不是必须的，但好象没有取别的值的。所以磁盘最大容量为：

256 * 1024 * 63 * 512 / 1048576 = 8064 MB ( 1M = 1048576 Bytes )

或硬盘厂商常用的单位：

256 * 1024 * 63 * 512 / 1000000 = 8455 MB ( 1M = 1000000 Bytes )

在 CHS 寻址方式中， 磁头、柱面、 扇区的取值范围分别为 0 到 Heads-1，0 到 Cylinders-1，1 到 Sectors per track (注意是从 1 开始)。

在 CHS 寻址方式中, 有以下几种尺寸单位：

扇区 (Sector) = 512 字节 (一般情况下)

磁道 (Track) = (Sectors per track) 扇区

柱面 (Cylinder)= (Sectors per track) * Heads 扇区

这种方式会浪费很多磁盘空间 (与软盘一样)。为了解决这一问题，进一步提高硬盘容量，人们改用等密度结构生产硬盘。也就是说，外圈磁道的扇区比内圈磁道多。采用这种结构后，硬盘不再具有实际的3D参数，寻址方式也改为线性寻址，即以扇区为单位进行寻址。

为了与使用3D寻址的老软件兼容 (如使用BIOS Int13H接口的软件)，在硬盘控制器内部安装了一个地址翻译器，由它负责将老式3D参数翻译成新的线性参数。这也是为什么现在硬盘的3D参数可以有多种选择的原因 (不同的工作模式，对应不同的3D参数。如 LBA、LARGE、NORMAL)，CHS模式只能识别大硬盘的前面8G。LBA使用的线性寻址，突破了1024柱面的限制，能访问8G以外的空间了。

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零磁道概念问题，涉及硬盘的物理结构和CHS 3D寻址方法。老硬盘一个磁道上分63个扇区，更老的还没63个扇区，物理磁头也就6-8个吧（3-4片盘片），再多硬盘里就装不下了。使用8位寻址方式，8位二进制数的最大值是256（0-255），用于表达磁头数；但实际只用255来表示磁头数。而扇区只有63个（1-63），用6位就可以表达了，还有二位就给柱面去用了，柱面数用10位来表达，达到1024（0-1023）。这也就是所谓的C（柱面）H（磁头）S（扇区） 3D参数。一般书写时按照CHS的次序来做，如0，0，1第一个0是0柱面，第二个0是的磁头（盘面）第三个1是1扇区。硬盘的实际物理磁头只有4个或6个，现在有些硬盘只有一个磁头，仅用一面。如果有块硬盘正好符合上面的8位寻址方式的最大值，可以想象这个硬盘有128片盘片，每个盘面上有1024个磁道，每个磁道上有63个扇区。这就是它的CHS 3D参数。顺便说一下由于受8位寻址的限制，采用8位寻址时的最大寻址空间为8.4G。（1024*255*63*512/1024/1024）目前 主板的BIOS已采用28位寻址，最大寻址空间137G，最前沿的主板BIOS采用48位寻址，已突破了137G的瓶颈。每个虚拟盘面上同一位置的磁道就称为柱面。如0，0，1，表示：第一个0，0柱面，是指位于128个盘片上的零磁道，但没讲是在那片盘上；第二个0，0磁头对应于0盘面，其实用盘面来理解更确切，1，1扇区，现在定位已完成。0，1，1，在刚才位置的反面。其实这些是不要我们操心的，硬盘内部的参数和主板BIOS之间会达成协议，正确发出寻址信号，正确定位磁道和扇区位置。

     0，0，1指的是MBR所在的主引导扇区，零磁道从0，0，1-0，0，63，为真正的零磁道，它的位置一般做好后就不能用一般 软件来修改了，如果要改变，必须在固件区做相应修改，但这已不是一般用户能做的事，且需要用特殊的工具。它的读取是主板中BIOS通过INT19去读它的信息。0，1，1是DBR所在位置，这个扇区坏了，MS的OS就会说是“零磁道”损坏，其实这并不是零磁道，都是MS闯的祸。它坏了是可以用PCTOOLS等软件来修改这一起始位置，从而避开这一扇区。如果坚持0，1，1为0磁道，那岂不是要有255个0磁道？至少物理盘片的开始要称作零磁道吧。如果是这样定义叫硬盘怎样去找扇区？那就要大乱了。

    老硬盘由于每磁道上只有63个扇区，甚至少于63个扇区；因此，外圈疏，内圈密，没有很好地利用盘面资源，现在磁盘内外圈密度相同，圈子上也不再是63个扇区了，不再用CHS 3D参数，一般都用LAB逻辑寻址方式，也有称作为线性寻址。传统意义上的零磁道，只是磁道上的一小段了，但有一点是相同的，一个硬盘必须有一个唯一的起点，那就是LAB 0扇区，对应于CHS的0，0，1。它坏了一般的软件就没办法了，但有些零磁道损坏的硬盘是可以通过用PC3000或别的软件来进行维修的，经物理扇区和逻辑扇区重定位，重新确定一个新的起点。圆方数据恢复中心在这方面有成功的例子，对某些品牌的硬盘分别使用了PC3K和其它软件成功修复了真正的零磁道损坏。但是也不是所有硬盘都能支持重定位。归根到底还是要硬盘本身支持才行。以前有文章称用PCTOOLS等软件来修复零磁道损坏的硬盘，其实这些软件改的并不是真正意义上零磁道，这一错误的观点一直在误导读者，流毒甚而为广深。不过这个错误的根源还在于M$的错。

特别说明：在零磁道前还有负磁道，但它是厂家的硬盘参数区，一般使用者不能访问，更不能修改。