Стійкість ФС до збоїв диска

Окрім загальносистемних збоїв, ФС повинна забезпечувати засоби відновлення при фізичних збоях диска. Найбільш поширеним виглядом таких збоїв є нечитані — "погані" (bad) — блоки, поява яких зазвичай пов'язана з фізичними дефектами магнітного носія.
Найшвидше погані блоки виникають на гнучких магнітних дисках, які стикаються з голівкою чтения/записи і через це схильні до фізичного зносу і пошкоджень. Крім того, гнучкі диски піддаються небезпечним діям і поза дисководом. Наприклад, при внесенні дискети з вулиці в тепле приміщення на поверхні диска конденсуватиме волога, а зіткнення голівки дисковода з вологим диском практич ски напевно пошкодить магнітний шар.
Жорсткі магнітні диски поміщені в герметичний корпус і — в нормі не стикаються з голівками дисковода, тому термін служби таких дис ков набагато більше. Поява одиночних поганих блоків на жорсткому диску швидше за все свідчить про заводський дефект поверхні або ж про те, що магнітний шар від старості почав деградувати.
Вельми небезпечною причиною псування жорстких дисків є зіткнення голівок чтения/записи з поверхнею диска (head crash), що обертається, наприклад, із-за надмірно сильних струсів диска під час роботи Зокрема, через це не слід переставляти працюючі комп'ютери особливо під час активних операцій з диском. Звичайне таке зіткнення наводить до пошкодження цілої доріжки або декількох доріжок диска, а частенько і самої голівки. Для незнімних жорстких дисків це незрідка означає втрату цілої робочої поверхні: прочитування даних з неї вимагає заміни блоку голівок, що вельми дорого.
Зазвичай помилки даних виявляються при читанні. Дискові контроллери використовують при записі кодування з виправленням помилок, найчастіше коди Хеммінга (див. разд. Контрольні суми ), які дозволяють виявляти і виправляти помилки. Проте, якщо при читанні була виявлена помилка, більшість ОС відзначають такий блок як поганий, навіть якщо дані удалося відновити на підставі надлишкової коди.
У файловій системі FAT поганий блок або кластер, що містить такий блок, наголошується кодом OXFFB або OXFFFB для дисків з 16-розрядною FAT. Ета файлова система не здатна компенсувати погані блоки в самій FAT або в кореневому каталозі диска. Такі диски просто вважаються непридатними для використання.
У "складних" файлових системах зазвичай використовується складніший, та зате і зручніший спосіб обходу поганих блоків, званий гарячою заміною (hotfixing). При створенні файлової системи відводиться невеликий пул блоків, призначених для гарячої заміни. У файловій системі зберігається список всіх виявлених поганих блоків, і кожному такому блоку поставлений у відповідність блок з пулу гарячої заміни (мал. 11.25). При цьому погані блоки, на які виявилися відображують системні структури даних, наприклад ділянка таблиці инодов, також піддаються гарячій заміні. Таблиця гарячої заміни може бути як статичною, так і динамічною.
Сучасні контроллери жорстких дисків часто надають свої засоби гарячої заміни блоків, що відбуваються непомітно для центрального процесора.

Мал. 11.25. Гаряча заміна (динамічне перепризначення) блоків диска

На перший погляд, динамічна таблиця гарячої заміни переважна, проте не потрібно забувати про два важливі чинники.

• Файлова система вимушена використовувати для довідки таблицю гарячої заміни при всіх зверненнях до диска, тому збільшення таблиці наводить до уповільнення роботи.
• Множинні погані блоки на жорсткому диску свідчать або про те, що диск дефектний, або про те, що магнітний шар почав руйнуватися від старості (іншими словами, що цей диск пора викидати), або про якихось інших не менш серйозних проблемах, на зразок розгерметизації корпусу і проникнення в нього пилу.

З врахуванням обох чинників здається доцільним встановити межу кількості поганих блоків, після досягнення якого диск потребує заміни. Слід зазначити також, що ця межа не може перевищувати декількох відсотків загальної ємкості диска. В світлі цього невелика статична таблиця блоків гарячої заміни представляється зовсім не такою вже поганою ідеєю.