Что происходит при высокоуровневом логическом форматировании диска
Новый жесткий диск (HDD, винчестер, хард) – как чистый лист бумаги: пиши на нем хоть вдоль, хоть поперек, хоть по диагонали. Только как потом это читать? Правильно, никак. Чтобы информация приобрела смысл, она должна иметь структуру. Например, как в книге, где есть начало и конец, а текст поделен на главы, параграфы и абзацы. Примерно так же должны быть упорядочены данные на электронных носителях.
Отформатировать жесткий диск – значит создать на нем разметку для размещения информации и возможности доступа к ней. А тип разметки (она бывает разной) зависит от выбранной файловой системы – определенного порядка и способа хранения данных.
Это еще не всё: другие способы форматирования жестких дисков в Виндовс
Высокоуровневое быстрое
Это способ оптимален при:
- установке операционной системы на новый или бывший в использовании, но исправный накопитель;
- создании раздела для хранения данных на исправном носителе;
- необходимости быстро освободить раздел или весь диск;
- ненулевой вероятности, что после форматирования вам придется восстанавливать стертые файлы.
Высокоуровневое форматирование
Такой вид форматирования мы практически всегда и используем в Windows. При высокоуровневом форматировании создаётся главная загрузочная запись с таблицей разделов и (или) структур пустой файловой системы, а также устанавливается загрузочный сектор. Есть быстрое форматирование, при котором с диска удаляются все файлы без проверки поверхности, а также полное форматирование. В последнем случае не только удаляются все файлы, но и выполняется проверка целостности диска, а в случае обнаружения дефектных секторов, они блокируются для последующей записи. При высокоуровневом форматировании также записывается структура файловой системы, благодаря чему возможно хранение данных на диске.
Форматирование на высоком уровне допустимо лишь после того, как диск будет разбит на разделы. Обычно, если компьютер приобретается в собранном виде, диск уже разбит на один или несколько разделов и отформатирован. А вот если этой новый жёсткий диск, то вероятнее всего его нужно будет сначала разбить на партиции (или разделы), а затем и отформатировать, или, иначе говоря, выполнить высокоуровневое форматирование.
После высокоуровневого форматирования винчестера диск очищается, не остаётся никаких файлов, так как стирается информация об их местонахождении. Благодаря этому у пользователя есть возможность частичного (или полного, если файлы не были фрагментированы) восстановления данных.
Какой вид форматирования выбрать
Что происходит во время форматирования
В процессе форматирования происходит анализ целостности поверхности устройства хранения информации и поврежденные области специальным образом помечаются, что позволяет в дальнейшем не записывать в них информацию.
Итак, при форматировании будет разрушена старая файловая система и на ее месте будет создана новая. Это означает, что все данные, которые хранились на диске, будут потеряны!
Часть этой информации теряется безвозвратно, но есть специальные программы, которые позволяют восстановить некоторую часть информации, находившуюся в отформатированной области.
Этот процесс не очень простой и он зависит от множества различных факторов, поэтому перед форматированием лучше лишний раз убедиться, что на диске нет нужной информации, чем потом судорожно искать способы ее восстановления.
Если есть низкоуровневое форматирование, то несложно предположить, что есть и высокоуровневое форматирование.
Именно с высокоуровневым форматированием мы имеем дело при работе на компьютере.
Обычно высокоуровневое форматирование выполняют после разбивки жесткого диска на логические разделы.
Логические диски позволяют более комфортно работать с информацией на компьютере, так как область хранения информации всего жесткого диска разбивается на несколько меньших областей, которые вы можете приспособить под собственные нужды.
Когда вы приобретаете новый жесткий диск, то он подвержен только низкоуровневому форматированию и еще не имеет файловой системы. Установив его в свой компьютер, вы можете с помощью специальных программ или используя стандартные инструменты программы-установщика операционной системы Windows, произвести разбивку всей области нового жесткого диска на логические диски, например, диски C:, D:, E: и так далее.
Как было сказано выше, использование логических дисков упрощает хранение информации на компьютере. Так вы можете выделить диск С: только для хранения файлов операционной системы Windows и установленных на компьютер программ, а, например, диск D: отвести под хранение фильмов и любимой музыки, ну и так далее…
После разбивки жесткого диска на логические диски необходимо на них создать файловую систему чтобы операционная система могла управлять данными, которые будут записываться, храниться и читаться с жесткого диска. Для создания файловой системы достаточно запустить процесс высокоуровневого форматирования, причем на разных логических дисках можно создать различные файловые системы с различным размером кластера, хотя данная возможность уже не актуальна и проще при форматировании не изменять настройки, а выбрать наиболее популярную и современную файловую систему NTFS.
Если вы предварительно не разобьете жесткий диск на логические диски, то будет создан один раздел, занимающий весь объем вашего жесткого диска, то есть у вас на компьютере будет только диск С:.
Процесс разбивки жесткого диска на логические диски не обязательно производить во время установки операционной системы. Вы это сможете проделать и потом, используя стандартные средства Windows или программы сторонних производителей. Но все же я рекомендую проделать эту несложную операцию сразу. Она займет лишь несколько минут вашего времени и в дальнейшем вам уже не нужно будет к ней возвращаться.
Этой заметкой я хочу начать рассказ о видах форматирования и рассказать о низкоуровневом форматировании.
Дело в том, что даже достаточно опытные пользователи неправильно используют терминологию, связанную с этим процессом.
Мы будем говорить о жестких дисках, так как в подавляющем большинстве случаев именно с жесткими дисками нам приходится иметь дело при форматировании.
Низкоуровневое форматирование
Такое форматирование ещё несколько лет назад любой пользователь мог произвести на своём компьютере, так как функция Low Format присутствовала во многих версиях BIOS. Сейчас, на современных жёстких дисках, имеющих очень сложную внутреннюю структуру, низкоуровневое форматирование делается только один раз, да и то на заводе-изготовителе. Если же всё-таки отформатировать современный диск на низком уровне, то скорее всего эффект будет тот же, что и от обычного высокоуровневого форматирования, либо это вообще ни к чему не приведёт:
— винчестер полностью проигнорирует низкоуровневое форматирование;
— во все сектора диска будут записаны нули, следовательно вся информация сотрётся;
— если жёсткий диск старый, ёмкостью до 80Мб, низкоуровневое форматирование может вообще вывести его из строя в виду того, что часть служебных треков будет заполнена нулями.
Не забываем, что информация после применения реального низкоуровневого форматирования уже не восстанавливается.
При низкоуровневом форматировании на магнитную поверхность диска наносятся так называемые сервометки. Они нужны для правильного позиционирования головок жёсткого диска. И процесс этот, как мы уже заметили ранее, выполняется на заводе-изготовителе с использованием специального устройства – серворайтера. До форматирования все пластины жёсткого диска абсолютно пусты, на них нет намагниченных участков. В процессе же создаётся физический формат, определяющий дальнейшее расположение данных на диске.
Таким образом, большинству обычных пользователей компьютеров вполне достаточно использовать обычное высокоуровневое форматирование, а низкоуровневое оставим производителям жёстких дисков.
Высокоуровневое полное
Оно больше подойдет для случаев:
- сохранения или возникновения ошибок при операциях с накопителем во время либо после быстрого форматирования;
- желания удалить информацию так, чтобы ее нельзя было восстановить относительно простыми методами.
А есть ли различия при форматировании HDD и SSD?
Есть, но только в некоторых случаях. Как известно, срок службы твердотельных накопителей SSD зависит от количества циклов перезаписи памяти, то есть чем больше файловых операций, тем хуже для диска и наоборот. У HDD такой зависимости нет.
При форматировании HDD и SSD средствами Windows современных версий и специализированных программ, вроде Acronis или AOMEI, разницы практически никакой – эти инструменты умеют распознавать тип носителя и исключают при работе с ним недопустимые операции. Так, виндовая утилита «Оптимизация диска» дефрагментирует HDD и посылает команды TRIM (сигналы, что блоки памяти пора освобождать) устройствам SSD.
Проблемы возможны тогда, когда система или программа определяет тип накопителя неправильно – обзывает SSD жестким диском. Значит, и работать с ним она будет как с хардом.
Что следует делать в таких случаях:
- Если ошибка в программе – использовать другую.
- Если ошибка в операционной системе – по возможности включить функцию TRIM.
Технология TRIM получила поддержку только в Windows 7. Более ранние выпуски этой ОС способны корректно работать с SSD лишь через дополнительный сторонний софт.
Для включения TRIM в «семерке», «восьмерке» и «десятке» достаточно выполнить в командной строке две инструкции:
- winsat diskformal – это помогает системе распознать тип накопителя правильно;
- fsutil behavior set disabledeletenotify NTFS 0 – это активирует функцию TRIM для твердотельных дисков.
Еще производители SSD рекомендуют форматировать такие устройства только быстрым способом. По крайней мере, если вы делаете это часто.
Эта статья предназначена для начинающих пользователей компьютера и в ней вы найдете ответы на вопросы:
- Что такое форматирование?
- Зачем нужно форматирование?
- Что происходит во время этого процесса?
Итак, давайте разбираться с этими вопросами.
Низкоуровневое форматирование
Есть несколько этапов форматирования дисков и каждый из них имеет свое предназначение.
Самый первый этап – это низкоуровневое форматирование. Почему-то многие пользователи считают, что этот процесс можно проделать в «домашних условиях» с помощью специальных утилит (программ), но это не совсем верно, а точнее совсем неверно!
Дело в том, что низкоуровневое форматирование – это базовая разметка области хранения данных жесткого диска, которая выполняется на заводе-изготовителе устройства с использованием специального оборудования . При низкоуровневом форматировании область хранения данных размечается физически — создаются так называемые сервометки, которые используются в дальнейшем для правильного позиционирования магнитной головки считывающей информацию с носителя.
Во время низкоуровневого форматирования создаются треки и сектора, в которых затем будут храниться данные, а также записывается служебная информация о местоположении этих треков и секторов.
Хочу подчеркнуть, что низкоуровневое форматирование – это процесс физической разметки поверхности жесткого диска , который в будущем будет определять расположение данных на носителе информации. В подавляющем большинстве случаев данная разметка сохранится в неизменном виде на протяжении всей жизни жесткого диска.
Как я уже озвучил выше, современные жесткие диски подвергаются процессу низкоуровневого форматирования только один раз – на заводе-изготовителе, поэтому следует знать, что большинство программ и утилит, предназначенных якобы для низкоуровневого форматирования, на самом деле в лучшем случае перезаписывают управляющую (служебную) информацию, а в большинстве случаев просто осуществляют стандартное форматирование жесткого диска под видом низкоуровневого.
В тех или иных источниках часто встречаются разные понятия форматирования. И у многих пользователей возникает вопрос, чем же отличается низкоуровневое форматирование от высокоуровневого. И вообще, каким способом форматировать свои диски. В этой статье будут рассмотрены подробно оба способа форматирования и в каких условиях их применяют.
С помощью командной строки (DiskPart)
Командная строка и консольная утилита DiskPart, входящая в состав Windows, хороши тем, что могут запускаться не только в работающей системе, но и при установке ее на жесткий диск, и в среде восстановления, и при загрузке компьютера с какого-нибудь Live CD/USB, например, для борьбы с вирусами. Впрочем, использовать функцию форматирования через командную строку допустимо и из личных предпочтений: результат будет тем же самым.
При инсталляции Windows утилиту DiskPart можно вызвать на этапе выбора места установки, когда на экране отображается список томов. Командная строка открывается нажатием комбинации клавиш Shift+F10 или Fn+ Shift+F10, если вы работаете на ноутбуке.
В среде восстановления командная строка находится в разделе «Дополнительные параметры».
Обратите внимание, что в среде восстановления Виндовс буквы томов могут не совпадать с буквами в работающей системе. То есть раздел C может обозначаться как D и т. д. Надежнее ориентироваться на другие параметры – размер и метку тома.
Если вы хотите отформатировать диск, содержащий более одного раздела так, чтобы все его пространство стало единым целым, то порядок инструкций будет таким:
- diskpart – запуск программы;
- listdisk – отобразить списком все подключенные накопители;
- selectdisk 1 – выбрать диск под номером 1 (у вас будет свой);
- clean – очистить таблицу разделов;
- createpartprimary – создать новый первичный раздел; если хотите указать его размер в мегабайтах, через пробел после primary напишите size=число, например, size=1900;
- formatfs=ntfslabel=MULTIBOOTquick – отформатировать быстрым способом в ntfs и присвоить метку тома «MULTIBOOT».
- exit – завершение работы DiskPart.
Через «Управление дисками»
Оснастка «Управление дисками» удобно открывается из контекстного меню кнопки Пуск в Win 10 и через «Панель управления» – «Администрирование» – «Управление компьютером» в Win 7.
Чтобы отформатировать диск или отдельный том (раздел), сделайте следующее:
Если вы случайно попытаетесь отформатировать системный или служебный том, то у вас ничего не выйдет: для них эта функция в «Управлении дисками» недоступна:
Псевдонизкоуровневое
Это вариант выбора, когда:
- полное форматирование не устранило ошибки при дисковых операциях; , и вы хотите от них избавиться;
- вы собираетесь отдать (продать, подарить) диск другому человеку и опасаетесь, что ваши личные файлы после обычного форматирования могут быть восстановлены;
- компьютер заражен некоторыми видами загрузочных вирусов, которые невозможно удалить другими методами.
Что такое форматирование
Форматирование – это процесс, во время которого происходит разметка носителя информации, а точнее области хранения данных носителя.
Дело в том, что в компьютерной технике все четко и нет место случайности. Все данные должны быть систематизированы и они должны находиться в определенных областях носителя информации, для того чтобы программы могли их найти в нужный момент.
Мы знаем, что информация на компьютере хранится на носителях информации, например, жестких дисках, флешках, CD или DVD дисках и т.д. Так же как и шахматная доска, область хранения данных носителя информации должна быть размечена.
Только в этом случае можно точно сказать, что какой-то фрагмент данных находится по такому-то адресу, то есть как в шахматах – пешка на Е2 или ладья на А1.
Вот для того чтобы превратить область хранения данных в своеобразную шахматную доску и применяется процесс форматирования.
Тут следует заметить, что форматирование – процесс программный. Это означает, что во время форматирования на поверхности носителя информации не создаются физические «клеточки», которые можно пощупать или увидеть. Во время форматирования создается файловая система, то есть создается своеобразная логическая таблица, с помощью которой в будущем и будет осуществляться доступ к определенным данным, хранящимся на диске.
Какую файловую систему выбрать
Windows позволяет отформатировать диск в одной из четырех файловых систем: NTFS, FAT32, FAT (FAT16) и exFAT.
NTFS – родственный формат операционных систем семейства Windows, разработанный Microsoft специально для них.
Его основные отличия и возможности:
- Поддержка гигантских объемов накопителей (~8 Пб) и практически безразмерных файлов (~16 Гб).
- Высокая скорость работы с большими объектами.
- Рациональное использование места на диске за счет поддержки сжатия и небольшого размера кластеров (группы секторов как единиц хранения данных в файловой таблице).
NTFS – однозначный вариант выбора для HDD и SSD, предназначенных для установки Windows, а также для томов, которые будут использоваться только в Windows и тех, где планируется размещение файлов объемнее 4 Гб.
Этот же тип разметки следует выбирать при создании установочных флешек Виндовс для старых компьютеров и ноутбуков с BIOS, поддерживающих накопители только стандарта MBR.
FAT32 – не новый, но до сих пор самый популярный в мире 32-битный формат, совместимый со многими операционными системами и мультимедийными устройствами. Далеко не каждая ОС способна загружаться с носителей, отформатированных в FAT32, но читать/записывать данные может большинство.
Возможности и особенности этой файловой системы:
- Поддержка томов емкостью до ~2 Тб и файлов до 4 Гб.
- Высокая скорость работы с объектами небольших размеров.
- Меньшая, чем у NTFS требовательность к объему оперативной памяти.
- Меньшее в сравнении с NTFS количество обращений к накопителю при одних и тех файловых операциях, что потенциально снижает его износ.
FAT32 больше подойдет переносным жестким дискам, флешкам и картам памяти, которые используются на устройствах разного типа – ПК, телевизорах, приставках, смартфонах, планшетах. Также она оптимальна для томов стационарных HDD, предназначенных для общего доступа из Windows и несовместимой с NTFS *nix-системы на компьютерах с двойной загрузкой.
В этом же формате создают установочные флешки для инсталляции Windows 10 на новые компьютеры с UEFI и поддержкой дисковой разметки в стиле GPT.
ExFAT – расширенная версия FAT, иначе называемая FAT64. Самое важное отличие ее от 32-битной предшественницы – отсутствие ограничений на размеры файла и тома.
Другие значимые особенности ExFAT:
- Поддержка пользовательских разрешений на доступ к файлам и папкам.
- Экономное использование дискового пространства, уменьшенная в сравнении с FAT32 фрагментация файлов.
- Уменьшенное в сравнении с FAT32 количество перезаписи секторов/ячеек при файловых операциях, что продевает срок жизни накопителя.
Стандарт ExFAT предназначен для устройств, использующих флэш-память. Он дружественен к современным версиям Windows (полноценная поддержка реализована в Windows 7-11) и Mac OS, но плохо уживается со многими другими *nix-системами и старыми продуктами Microsoft.
FAT16 – устаревшая 16-битная файловая система, которая до сих пор временами используется при форматировании съемных носителей маленькой емкости – флешек и дискет.
Форматируем диск под Windows самым простым способом
Отформатировать средствами Виндовс можно не только HDD – внутренний или внешний, но и практически любой другой стандартный накопитель: SSD, флешку, карту памяти. Но только тот, который отвечает следующим условиям:
- Корректно определяется в системе как дисковое устройство (имеет установленный драйвер).
- Не защищен от записи или предоставляет возможность отключить защиту.
- Не является носителем операционной системы, которая загружена на компьютере в текущий момент (касается только системного и служебных томов).
Том – это единое именованное логическое пространство, которое может состоять как из одного дискового раздела, так и объединять в себе несколько физических накопителей. В системе том определяется как отдельный диск.
Порядок дальнейших действий очень прост и одинаков для всех версий Windows:
- Скопируйте данные с форматируемого девайса на ПК, так как они будут удалены.
- Откройте в проводнике папку «Компьютер», щелкните правой клавишей мыши по значку накопителя в разделе «Устройства и диски» и в открывшемся меню выберите команду «Форматировать».
- Установите параметры форматирования: файловую систему и способ – быстрое или полное (для выбора полного просто снимите галку возле элемента «Быстрое (очистка оглавления)» в нижней части окна). При желании измените метку тома – имя, под которым диск будет отображаться в проводнике. Затем нажмите кнопку «Начать».
Процесс запустится после подтверждения вашего согласия на удаление всех данных с носителя. Когда он завершится, на экране появится такое уведомление:
Когда может понадобиться форматирование
Во-первых, если вы приобрели новый жесткий диск, то вполне вероятно на нем еще нет файловой системы, то есть он неотформатирован.
В этом случае можно сделать форматирование, в результате чего на диске будет создана файловая система и он будет готов к хранению информации.
Во-вторых, форматирование может понадобиться в том случае, когда файловая система устройства хранения информации была повреждена.
Это может случиться по нескольким причинам. Например, компьютер был поражен вирусом, который подпортил файловую систему, что привело к сбоям. Или жесткий диск вашего компьютера начал «сыпаться», это означает, что на диске появились бэд-сектора.
Что такое низко- и высокоуровневое форматирование
Низкоуровневое форматирование (Low Level Format) – это заводская операция физической структуризации диска. В ее процессе на поверхности нового накопителя создаются дорожки (треки), сектора, магнитные метки и служебные записи, которые остаются на нем на всю дальнейшую жизнь. Каждый производитель дисков использует свои, фирменные способы низкоуровневого форматирования, а наносимые в ходе размечивания данные в чем-то уникальны не только для марки, но и для каждого экземпляра устройства.
В 90-е годы прошлого века – в эпоху малоемких и медленных «дискозавров», низкоуровневое форматирование было доступно через БИОС обычного компьютера. Потому что старые винчестеры не имели собственной программы управления – эту функцию выполнял контроллер на материнской плате, а стандарт нанесения разметки был практически унифицированным. Мало того, эта процедура была необходима для поддержания нормальной работы харда, иначе из-за несовершенства системы позиционирования магнитных головок он покрывался «бэдами» – участками, недоступными для чтения и записи, и выходил из строя раньше времени.
Современные высокоинтегрированные жесткие диски с собственной системой управления проходят Low Level Format один раз в жизни – на стадии производства. А все одноименные функции программ для домашних пользователей – просто зануление (перезапись нулями) логического пространства харда без затрагивания служебных областей и ремапинг «бэдов» – замещение нечитаемых секторов исправными из резерва. Этот комплекс, конечно, решает ряд проблем, но отношения к низкому уровню не имеет никакого, поэтому мы будем называть его псевдонизкоуровневым.
Высокоуровневое форматирование (High Level Format) – операция создания логической структуры электронного носителя в соответствии со стандартами файловой системы: запись загрузочных данных, таблиц файлов и прочей специальной информации. Она может проводиться только на дисках с корректной низкоуровневой разметкой, нанесенной заводом-изготовителем, и не требует от пользователя специальных знаний и подготовки.
Форматирование высокого уровня выполняется после разбиения HDD на разделы. Разные разделы одного физического носителя могут быть размечены по стандартам разных файловых систем.
Функция High Level Format доступна из операционной системы и работающих в ней приложений, а также из среды установки и восстановления ОС. Она безвредна для накопителей любых типов (не влияет на работоспособность и срок службы, за исключением частого применения на SSD под Windows старше 7 версии), но критически опасна для данных – в процессе форматирования они полностью стираются. Во многих случаях затертые файлы удается восстановить, но далеко не во всех и не всегда в прежнем виде.
Высокоуровневое форматирование бывает быстрым и полным. При быстром пересоздаются только сектор загрузки и чистая файловая таблица, а основное пространство раздела просто помечается как свободное. При полном дополнительно проводится тест поверхности HDD на «битые сектора» и уничтожаются все записи. Вторая процедура занимает гораздо больше времени, но в некоторых ситуациях она предпочтительнее первой.
Сторонними программами
Выбор программ с функцией форматирования просто громаден. К ним относятся:
- Все приложения для создания загрузочных и установочных носителей, такие как Rufus, WinSetupFromUSB, UNetbootin и т. д. Многие из них предлагают больший выбор файловых систем, чем стандартные инструменты Windows, но работают они, как правило, только с устройствами USB.
- Менеджеры дисков – пакетные программы для управления разделами, переноса данных, клонирования, резервирования и т. д. Большинство из них поддерживает любые типы накопительных устройств – HDD, SSD, флешки, карты памяти и прочее. Самые известные представители этого класса – Acronis Disk Director (платная, $49.99), AOMEI Partition Assistant (платные от $49.95 и бесплатная версии), Paragon Partition Manager (платная от $59.95 и бесплатная версии), DiskGenius (бесплатная), EaseUS Partition Master (платная от $47.96 и бесплатная).
- Отдельные приложения для обслуживания электронных носителей, например, бесплатная утилита для псевдонизкоуровневого форматирования HDD Low Level Format Tool.
- Фирменные утилиты от производителей дисков: SeaTools for DOS от SeaGate и Data Lifeguard Diagnostic for Windows от Western Digital также предназначены для псевдонизкоуровневого форматирования (все бесплатные).
Читайте также: