硬盘寻址方案

一般硬盘由主轴，多个盘片（每个盘片上有两面，每面都可用来存取数据）和读写磁头构成，而且每个硬盘都有一个硬盘控制器，我们的驱动程序和该硬盘控制器进行交互，而不是直接跟硬盘交互。
在硬盘的体系中，硬盘的寻址方案是最重要的。
常见的寻址方案有：CHS[1]，ZBR[2]，CCHHR(Cylinder–Head–Record)。CHS就是我们常说的“柱面，磁头，扇区”寻址方案，在另外一篇文章《<鸟哥的Linux私房菜>第零章》中也有介绍。但是CHS方案对硬盘的空间利用率不是很高，因而随着发展，该寻址方案逐渐被淘汰。
起初的驱动程序直接知晓硬盘使用的真正寻址方案，但是这种设计大大增加了驱动程序的移植成本，因而后来人们在硬盘控制器层增加了一个“实际硬盘地址和逻辑硬盘地址的互转逻辑”，借助于这个逻辑，驱动程序只需要使用逻辑硬盘地址就可以，用户需要也只需要关心逻辑硬盘地址方案就可以了，实际硬盘地址方案由硬盘控制器进行管控，我们不需要关心。常见的逻辑硬盘地址方案有LBA[3],absolute sector addressing in DOS和virtual CHS values等等

实际硬盘地址方案和逻辑硬盘地址方案关系如下图所示：

备注：
1)virtual CHS values：即表示实际硬盘地址采用非CHS方案，但是驱动程序等程序可以继续使用Cylinder,Header,Sector值来定位硬盘地址，相应的转换逻辑由硬盘控制器实现
2)内存中有“实际物理大小”和“实际可用大小”的概念，它表示内存的“实际可用大小”由“实际物理大小”和“特定系统实现设定的内存寻址位数”决定，比如内存寻址位数为32，那么最大的“实际可用大小”只有2^32=4G，此时如果内存“实际物理大小”为100G,那么系统也只能使用4G的内存大小。同样的，在“逻辑硬盘地址”中也有这个概念，比如当前采用virtual CHS values逻辑硬盘地址方案，位数分配方案(Cylinder:16bits,Head:4bits,Sector:8bits)和位数分配方案(Cylinder:10bits,Head:8bits,Sector:6bits）得到的最终硬盘的“实际可用大小”是不一样的
3)在virtual CHS values逻辑硬盘地址方案中，c值从0开始，h值从0开始，s值从1开始；在LBA逻辑硬盘地址方案中，用一个整数来作为某个扇区的序号，该整数值从0开始
4)某个硬盘控制器有可能实现了1种或多种逻辑硬盘地址和实际硬盘地址的互转逻辑，比如"实际硬盘地址和virtual CHS values的互转逻辑"，“实际硬盘地址和LBA的互转逻辑”，这些跟具体的硬盘厂商和硬盘型号有关
5)在同一个机子中不同程序使用的逻辑硬盘地址方案可以是不同的，比如说BIOS和操作系统使用的逻辑硬盘地址方案可以是不同的


参考文献：

[1]https://en.wikipedia.org/wiki/Cylinder-head-sector 

[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Zone_bit_recording 

[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Logical_block_addressing