CHS和LBA的地址与的磁盘关联

1 磁盘

这里需要首先理解磁盘的物理构造，才能理解具体的CHS和LBA。磁盘是一种外设所具有的的优点就是容量大，价格便宜，但是毕竟是外设访问速度，肯定是比较慢的。这里直接上物理结构，来详细讲解：

对应的结构主要有：机械臂，磁头，扇区，主轴，磁道，盘面，柱面。

磁头（head）数：每个盘片一般有上下两面，分别对应1个磁头，共2个磁头（细节：传动臂上的磁头是共进退的）

磁道（track）数：磁道是从盘片外圈往内圈编号0磁道，1磁道...，靠近主轴的同心圆用于停靠磁头，不存储数据

柱面（cylinder）数：磁道构成柱面，数量上等同于磁道个数

扇区（sector）数：每个磁道都被切分成很多扇形区域，每道的扇区数量相同

圆盘（platter）数：就是盘片的数量

所以这里就可以算出磁盘容量：

 磁头数×磁道(柱面)数×每道扇区数×每扇区字节数

那这和CHS寻址又有什么关系呢？

首先要理解如何确定一个扇面：

1.需要确定磁头吧（这里可是有多个磁头的），才能确定访问那个柱面

2.需要确定磁道吧（这里有这么多圈的磁道），就可以确定在那个环上了

3.最后再确定在那个扇区上就找到对应的扇面

 之前的讲过文件，是有内容加属性确定的，文件的属性和内容就可以存放在扇区内（一个扇区就是512字节）。

这里的CHS寻址也就是确定柱面（cylinder），磁头（head），扇区（sector），就可以确定一块扇区，所以就是CHS寻址。

这里有一些问题就是：CHS模式下支持的硬盘容量有限，因为系统用8bit来存储磁头地址，用10bit来存储柱面地址，用6bit来存储扇区地址，而⼀个扇区共有512Byte，这样使用CHS寻址⼀块硬盘最大容量 为256*1024*63*512B=8064MB(1MB=1048576B)（若按1MB=1000000B来算就是 8.4GB）

 2 磁盘的逻辑结构

磁盘本质上虽然是硬质的，但是逻辑上我们可以把磁盘想象成为卷在⼀起的磁带，那么磁盘的逻 辑存储结构我们也可以类似于：

 像这样每⼀个扇区，就有了⼀个线性地址(其实就是数组下标)，这种地址叫做LBA地址。

3 重构理解LBA和CHS（真实物理过程）

记得前面有一个点吗？传动臂上的磁头是共进退的

柱⾯是⼀个逻辑上的概念，其实就是每⼀面上，相同半径的磁道逻辑上构成柱面。磁盘物理上分了很多面，但是在我们看来，逻辑上，磁盘整体是由“柱⾯”卷起来的。

所以柱面可以理解为：

柱面上的每个磁道，扇区个数是⼀样的，看起来就像是一个二维数组。

再扩展到整个盘上：

就是很多张二维数组表，也就是三维数组。所有，寻址⼀个扇区：先找到哪⼀个柱面(Cylinder),在确定柱面内哪⼀个磁道(其实就是磁头位置， Head)，在确定扇区（Sector），所以就有了CHS。

在之前学习数组时，不论是二维数组还是三维数组，都可以看做一个一维数组：

所以，每⼀个扇区都有⼀个下标，我们叫做LBA(Logical Block Address)地址,其实就是线性地址。

从逻辑的LBA到CHS转化就显得尤为重要，这样OS就使用LBA地址，所以从磁盘到OS就需要CHS转LBA，从LBA到CHS就是从OS到磁盘（这个工作就是磁盘自己来做，用来服务操作系统的，属于固件，硬件电路）。

3.1 CHS&&LBA地址的转化

CHS转成LBA：

LBA=柱⾯号C*单个柱⾯的扇区总数+磁头号H*每磁道扇区数+扇区号S-1

这里减一的原因是：扇区号通常是从1开始的，而在LBA中，地址是从0开始的

LBA转成CHS：

柱⾯号C=LBA//(磁头数*每磁道扇区数)

磁头号H=(LBA%(磁头数*每磁道扇区数))//每磁道扇区数

扇区号S=(LBA%每磁道扇区数)+1

（//表示向上取整）磁盘使用者看来，根本就不关心CHS地址，而是直接使用LBA地址，磁盘内部自己转换。