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解決済みの質問

ローレベルフォーマットって何ですか

ローレベルフォーマットって何でしょうか。

私がいちばん理解しやすかったのは、Wikipediaのフォーマットのページ
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A9%E3%83%BC%E3%83%9E%E3%83%83%E3%83%88
です。このページでは、「ローレベルフォーマット」と「物理フォーマット」とは異なるとの説明があります。それで、このページの「物理フォーマット」の意味はよく分かったのですが、このページの「ローレベルフォーマット」の意味が分かりません。

このページには、ローレベルフォーマットとは、

トラックやセクター等の信号列を含めてディスク全体を規定パターンで書き直す。セクター内のプリアンプル形成や、初期化データ列、誤り訂正符号の書き込みも含まれる。

とありますが、この説明は正しいでしょうか。正しいのであれば、
(1)ディスク全体を規定パターンで書き直す
(2)プリアンプル
(3)初期化データ列
(4)誤り訂正符号
の4つの意味が分かればローレベルフォーマットの意味が分かるように思うのですが、これら4つの意味は何でしょうか。

(2)~(4)は「も含まれる」扱いなので、(1)がいちばん重要なのだと思うのですが、(1)の意味も全く分かりません。

というか、このページはたまたま私にとっていちばん分かりやすかったので上に書いたに過ぎないのですが、知りたいのは「ローレベルフォーマット」とは何かってことなんです。「ローレベルフォーマット」とは何でしょうか。上に書いたWikipediaの説明は全く離れていただいても構わないので、お教えいただけないでしょうか。

よろしくお願いします。

投稿日時 - 2011-09-29 19:50:59

QNo.7042054

困ってます

質問者が選んだベストアンサー

>そこが知りたいんです。「特殊な情報」って何でしょうか。
残念ながらHDDの設計はしたことがないので不明ですが、知っている限りでは「サーボ信号」と呼ばれるHDDのヘッドの位置決めを行う情報で、この情報によってHDD上に「シリンダー」、「セクター」や「トラック」が作成されると教わっています。

HDDを畑に例えると、畑のウネを作る感じですが・・・・ウネ自体が理解できないかな???

ウネ・畝
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%95%9D

投稿日時 - 2011-09-30 11:25:30

お礼

ご回答いただきありがとうございます。

「サーボ信号」ですか。初めて知りました。検索するとたくさん出てきますね。片っ端から読んで、とても勉強になりました。

有り難うございました。

投稿日時 - 2011-10-03 15:15:54

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回答(6)

ANo.7

もう一度補足、今度は6番手さんの「畑の畝」イメージで。

自分の文面にも「データ領域を線引きしなおす」としましたが、
HDDやフロッピーディスクでは、記録盤面は一面金属が塗布されるなど
「磁力を上下に書き込みやすい素材」でしかありません。

これに、HDDドライブとして組みあがったヘッドが制御信号通りに
1ステップずつ位置した半径距離ごとに、更に回転検出信号によって
一周の先頭位置から、一周原則同じ長さ方向密度で記録をおこないます。
全くの新品は、これを全部の盤面領域に行なってこそ検査になるので、
それが「ローレベルフォーマット」という線引き、耕した畑に畝を設ける動作です。

でも農業用水やトラクターなど通路が無いと、始まりませんよね。
その部分に当たる領域が、元来ローフォーマットではパソコン側からの
データとして線引きされ作られていた、HDDの制御用情報領域です。

これに破損に繋がる異常を蓄積記録するSMART機能データとか、
盗難でPC側交換に関係なく、HDD自身がパスワードを要求するロック機構、
またローフォーマットで検出された、液晶パネルのドット欠けのような不具合と
認めた絶対位置を、同じ半径の中の予備セクターという角度の場所で置き換える
指示データ(概念としてですので実機と違うかも)などが活用されます。

デジタルテレビの改善アップデートが、実は放送電波で配布提供されるように、
HDDの上の記憶量も、不揮発メモリ素子など他の媒体より格段に大きいので、
制御用の領域を確保しても、設計やコストが苦しくなるわけではありませんので。

そして畝が正しくトラクターなど作業できるか繰り返しフォーマット検査してのち、
地主が生産者に耕作立ち入りを認めるのが、実質としてHDD製品引渡し、
「ここからは何番目」など、作付け=データ置き方の地域を決めるのが論理区画の設定、
「作付け作物にあわせ、畝に穴あけや覆い掛け、スプリンクラー配管を引く」
などの準備が「区画内を使いたいファイルシステムでフォーマット」する段階です。

手順が畑作と逆になりますが、肥料や消毒を行ってから種蒔きをするあたりが
OSのインストールに当たる雰囲気で、何とか追いつくでしょうか。

先の回答フォローに戻って。
ローフォーマットが意味を成さないほど高密度、というのは、
もはや磁気記録面の概念自体が、垂直にしか磁極の極性を表さない組成だとか
極性を検出したり、ビット単位を表す書き込み手順が高周波の僅かな変位を
有効に扱うための物になってるとか、人が手動では出来ない段階だからです。

手動で、はありえませんが、計測器を取り付けPC制御を掛けてでないと
セクターの初期置き換えなど評価できない=完成品段階では出来ない、を指します。
もちろん保守用アプリ、パソコン側からでは、そんな品質データは測れません。
それほどなので工場の検査設備が、基盤の組み付け前後の段階で直接に
ローレベルフォーマットと制御情報登録を行い、その後基盤とパソコン側は
「出荷に目安になる耐久としての検査=エージング」だけ担当すると思われます。

追伸、CDとBDという媒体は、実はレコード盤と逆に中心スタートなのですが、
あらかじめディスクに一本螺旋の「溝=ねぎ畑の畝イメージ」が成型されており、
光ピックアップは、サーボ回路でそれを探って読み書きしています。
さらにデータの入る密度を一定に保つため、HDDやアナログ盤と異なり
回転数自体も内周から外に向かうにつれて遅くして、容量を稼いでいます。
二層式メディアは溝自体が異なる奥行きや左右位置に有ると思いますが、
上下、進行方向で前半後半のどちらの層も、生産時に成型されたものです。

投稿日時 - 2011-09-30 22:46:51

お礼

ご回答いただきありがとうございます。

2度も解答いただきありがとうございます。
また、詳しくお教えいただきとてもよく分かりました。

ベストアンサーを差し上げたかったのですが、gtx456gtx さんの「サーボ信号」がとても強烈だったので、gtx456gtx さんをベストアンサーとさせていただきました。申し訳ありません。

有り難うございました。

投稿日時 - 2011-10-03 15:19:24

ANo.5

私も記憶が曖昧なので、参考程度にしてください。


【ローレベルフォーマット】
製造されたHDDの磁性体に対し、256バイトごとにフォーマットして、HDD全体を認識できるようにする。
{表現}荒れた土地に測量を用いて、大きさを割り振る。また、最低の大きさ基準も決められる。


【物理フォーマット】
各OSごとに管理される。
ローレベルフォーマットされたHDDをOSの管理基準に従って、いくつかのセクターを1つにして、クラスターを形成する。
{表現}最小限の土地をいくつか合わせて、1坪として管理する。これらをいくつか集めると1区画になる。


【論理フォーマット】
これがOSの管理基準になる。
windowsで説明すると、FAT、FAT12、FAT32、NTFSなどがこれに当たる。
{表現}上記の1区画を管理できる単位として、いくつかの区画が集まり、ビルや商業施設を構成できるようになる。


【その他】
・ローレベルフォーマット
 昔は、手動でバッドセクターの登録をしたが、今はどうなんだろう。
 バッドセクターを登録すると、予備のトラックに代替セクター情報を書き込み、バッドセクターは使用不能エリアに指定される。

・物理フォーマット
 上記、バッドセクターは、この段階で、代替セクターを使用するので、OSから見ると、正常なHDDとして機能する。

・論理フォーマット
 OSから見て、論理的に異常があると、ファイルの修復がおこなわれる。


【誤り訂正符号】
各レベルで、そのような動きがあるが、私達が見れるのは、物理レベルまでです。
HDD内では、総容量の数%~10%程度の余分な領域を持っており、不良に至る可能性が出た場合、自動的に代替トラックへの書き換えがおこなわれる。
この状況は、私達が確認出来ないレベル。

物理レベルになると、チェックソフトによる、HDDのヘルス状態を確認出来るようになる。
スピンアップとか、稼働時間、エラーレベルなどが見ることが出来る。

論理レベルだと、windowsでも「ファイル修復」という手順が使える。



私の記憶にあることだけ書いたので、当てにならないかもしれませんが、読んでいただく時間だけ、割いてくださいね。m(__)m

投稿日時 - 2011-09-29 22:29:04

お礼

ご回答いただきありがとうございます。

各フォーマット全体のつながりというか全体の雰囲気のようなものがつかめ、頭の中が整理されたように思います。

有り難うございました。

投稿日時 - 2011-10-03 15:14:22

ANo.3

MS-DOSなどでFDをフォーマットすれば分かるのですが、フォーマット形式を選べます。

例えば同じ2HDのフォーマット形式だけ見ても
容量1232KiB セクタサイズ1024バイト
容量1440KiB セクタサイズ512バイト
と2種類選べます。
2DD形式にするとまた変わりますね。

1枚の同じFDでもセクタサイズを指定できるレベルのフォーマットが行えるのです。
これがローレベルフォーマット。

対して物理フォーマットはセクタサイズなどは予め設定されているものを使い、変更を行いません。
これにより高速化を実現させています。

ちなみに、現在(というかこの10年くらい)のPCでFDをフォーマットしようとしても、フォーマット形式を「3.5インチ 1.44MB 512バイト/セクタ」しか選べません。(仕様)
W2k以前のOSでなら1.22MBでも出てくるとか。

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%83%AD%E3%83%83%E3%83%94%E3%83%BC%E3%83%87%E3%82%A3%E3%82%B9%E3%82%AF

投稿日時 - 2011-09-29 21:21:23

補足

すみません。

お教えのページに「フロッピーディスクにおいて、物理フォーマットという言葉は、ハードウェア形式を指す用語ではなく、論理フォーマットの一段下のレベルのフォーマットを意味し、セクター長やトラック数などのパターンのマッピングを指すものである。」とありました。

フロッピーディスクでは、「物理フォーマット」は「セクター長やトラック数などのパターンのマッピングを指す」んですね。

よく分かりました。
有り難うございました。

投稿日時 - 2011-10-03 15:09:42

お礼

ご回答いただきありがとうございます。

bakaok さんが仰るように、これは多分論理フォーマットですよね。

有り難うございました。

投稿日時 - 2011-10-03 14:57:59

ANo.2

補足に回ります。
「質問文の1番を、生産時にパソコン側の制御で行う」ことが元の意味で、
工場で余熱をかける時間をとるなど、安定して回転させながら
記録位置の設定をディスクの通常データ領域全部に行うことです。

一応HDDメーカーが保守用に配布しているソフトウェア
(CDブートとかFD起動でDOSやLinuxアプリだったりするものです)
にローフォーマットが搭載されているのですが、
HDDの箱の外に有る基盤が、パソコン側から言われるとおりに
ヘッドを振って書き込めるとは限らないほど高容量になっており、
その場合は「領域とか、ご破算で願いましては」の意味までとなります。
(基盤でローレベル書き込み指令を送られても、制御の都合で、として
「データ領域を線引きしなおす」でなく、データと領域定義を消すに留まる)

しつこくデータ領域にこだわっていますが、HDDは単純に記録媒体でなく、
制御基盤に対し必要な情報の領域も含まれています。
HDD独自のパスワードロックやSMART障害保守情報の蓄積が有名で、
また基盤のコントローラに対しHDDの物理設定を与えるデータも有ります。
同じグレードで記録面数違いなどの場合、この情報を得て初めて起動できます。
(本当に、駆動不良HDDで機種型番を応答できなくなってしまう体験済み。
メーカー名とダミーの型番が応答され、もちろんローフォーマットなど不能)

実態としてローフォーマットを行えても、経年劣化による動作の不具合や
記録表面に異物があってエラーとなっている場合は、有効でないです。

投稿日時 - 2011-09-29 21:01:10

補足

>記録位置の設定をディスクの通常データ領域全部に行うことです。

そこなんです。「記録位置の設定」って、具体的に何ですか。どんなことをハードディスクに対して行うのすか。

>同じグレードで記録面数違いなどの場合、この情報を得て初めて起動できます。

そうなんですか。そんな情報がプラッターに記録されているんですか。そんな情報はハードディスクの基板(のメモリー?)に記録されているのだと思っていました。とても勉強になりました。ありがとうございます。

ローレベルフォーマットはそのような情報を記録した領域は対象としない(ローレベルフォーマットではそのような情報を記録した領域はフォーマットしない)ということですよね。

>もちろんローフォーマットなど不能

「記録面数違いなど」の情報を得ないとローレベルフォーマットはできないということですよね。ローレベルフォーマットさえできなくなることがあるんですね。初めて知りました。勉強になりました。ありがとうございます。

投稿日時 - 2011-09-30 05:22:31

お礼

ご回答いただきありがとうございます。

とてもよく分かりました。

有り難うございました。

投稿日時 - 2011-10-03 14:55:57

ANo.1

Wikipediaのフォーマットに下記のように説明されていると思いますが・・・
ハードディスクの容量が増大し、トラック密度が高くなるとともに、ヘッドのシーク機構も、ステッピングモーターからサーボモーターに切り替えられた。サーボモーターでは、ディスク上での厳密なトラックの絶対位置を決めることが出来ないため


要は、大容量化とシーク機構の変化で厳密な意味の「ローレベルフォーマット」ができなくなって、「ローレベルフォーマット」と「物理フォーマット」が別々な意味を持ったという説明と思います。


>「ローレベルフォーマット」とは何かってことなんです
HDDを作った状態では、単に磁性体が塗られた回転する円盤に過ぎずHDDとして情報を書き込むことができないので、情報を書き込むための特殊な情報を書き込むことを「ローレベルフォーマット」と言います。 そして、大容量化とシーク機構の変化でユーザでは「ローレベルフォーマット」できなくなったということがWikipediaの説明と思います。

投稿日時 - 2011-09-29 20:28:58

補足

>HDDを作った状態では、単に磁性体が塗られた回転する円盤に過ぎずHDDとして情報を書き込むことができない

そうなんですか。ハードディスクってそういうものなんですか。初めて知りました。

>情報を書き込むための特殊な情報を書き込むことを「ローレベルフォーマット」と言います。

そこが知りたいんです。「特殊な情報」って何でしょうか。
よろしくお願いします。

投稿日時 - 2011-09-29 20:44:27

お礼

ご回答いただきありがとうございます。

とてもよく分かりました。

有り難うございました。

投稿日時 - 2011-10-03 14:48:35

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