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硬盘容量限制问题的形成以及解决方案
作者:未知 来源:不详 日期:2006-3-17 16:59:33  点击次数:


2.1GB的容量限制:

这里分为两个部分,一部分是由磁盘服务的限制造成的,另外一个是由于磁盘格式造成的,通常我们把前者称为2.1GB的硬件容量限制,后一种称为2.1GB的软件容量限制。

硬件容量硬件

当时,为了528MB容量限制的问题,人们提出一些不同的办法,其中一个办法就是INT 13服务的磁头寄存器没有用到的4位中的2位(确切的说是高2位)保留给柱面数的第11、12位使用。这样,最大的磁头数就是64(2的6次方)。但是,当时的操作系统不使用这种转换方法,其认为磁头寄存器的所有位数只可能记录磁头数。比如,为了正确地转换柱面数为2,048、磁头数为64的硬盘,就需要操作系统把柱面数除以4(512个逻辑柱面数),磁头数乘以4(256个逻辑磁头数)。不过由于BIOS中并没有开放所有的磁头数寄存器,当然无法记录这样的磁头数。因此遇到这种运行机制的BIOS,在系统自检的时候就会造成系统当机。

软件容量限制

当时DOS分区的限制是由文件分配表(FAT)决定的。FAT处理存储空间是以簇为单位的,它处理一簇的最大长度是32,768字节,最多能处理65,536个簇,如果将两个数字相乘,就会得到DOS的最大分区界限值是2,147,483,648字节或2,048MB(2,147,483,648 /1,0242)。因此超过这个容量的硬盘,如果使用FAT格式,就最大只能识别2.048GB的硬盘容量。

3.2GB的容量限制:

一些版本的BIOS不能识别超过6322柱面的硬盘,不过这种BIOS比较少见,由于柱面有限制,其最高支持扇区数为6,372,576(6322x16x63),如果乘以512扇区容量的话,其最高支持容量为6,372,576x512=3,262,758,912/1024=3.18GB。

4.2GB的硬盘容量限制:

当时一些操作系统使用8位寄存器来存储磁头数,这样当BIOS报告硬盘的磁头数等于256(最高容量)时,只有磁头数的最先一位(即0)被系统保存,从而导致硬盘配置错误。一旦硬盘的磁头数是16,柱面数大于8,192(2的13次方,由于后三位寄存器已经被磁头寄存器借用,其实这里牵涉到一个突破528MB容量限制的转换做法的问题,由于这一段比较负责,在这里就不详细介绍了,我们只要明白有这个限制就够了),系统就无法正常识别了,因此其最大的容量就被限制在了4.2GB=8192x16x63x512/1024。

8.4GB的容量限制

我们已经知道INT 13服务的寻址方式最高可以支持8.4GB以下的容量(柱面数、磁头数、扇区数的最大值分别是16,383、16和63,而三者相乘就是8.456GB)。因此,这个容量限制出现是迟早的问题了。所以,这个限制是我们目前最常遇到的容量限制。为了解决这个问题,一些厂商定义了新的扩展INT 13服务扩展标准。新的INT 13服务扩展标准不使用操作系统的寄存器传递硬盘的寻址参数,它使用存储在操作系统内存里的地址包。地址包里保存的是64位LBA地址,如果硬盘支持LBA寻址,就把低28位直接传递给ATA接口,如果不支持,操作系统就先把LBA地址转换为CHS地址,再传递给ATA接口。通过这种方式,能实现在ATA总线基础上CHS寻址最大容量是136.9 GB,而LBA寻址最大容量是137.4GB。

33.8GB的容量限制

在CHS寻址中,由于IDE(ATA)接口的限制,柱面数最高支持65,535(2的16次方-1),所以,当遇到柱面数大于65,535的时候,系统就无法识别这种硬盘了,不过LBA由于独特的寻址模式就不存在这个问题,这个容量限制具体为:65535x16x63x512/1024=33.8GB。

137GB的容量限制

相信这个问题就不用提了,目前的磁盘工作方式就注定IDE硬盘存在这个问题,前面介绍IDE(ATA)接口的时候,这个问题就已经出现了


那么遇到容量限制问题的时候,系统会出现什么状况呢?并且遇到这些问题如何解决呢?

容量限制的症状和解决方法:

528 MB

症状:无论硬盘容量有多大,操作系统识别不超过528MB。
解决方法:LBA模式设置硬盘,不过当时很多硬盘和BIOS都不支持这种设置,因此只能更换主板

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