Các loại ổ đĩa khác nhau tách các rãnh ghi của chúng thành các số sector khác nhau, tùy thuộc vào mật độ của rãnh ghi. Ví dụ, các định dạng đĩa mềm sử dụng 8-36 sector cho mỗi rãnh ghi, mặc dù các ổ cứng thường lưu dữ liệu ở mật độ cao hơn và ngày nay về mặt vật lý có thể đạt 2.000 sector hoặc nhiều hơn cho mỗi rãnh ghi. Các sector được tạo ra bởi quy trình định dạng tiêu chuẩn trong một hệ thống PC có công suất 512 byte đã trở thành một hằng số trong suốt quá trình lịch sử của máy PC có công suất 512 byte đã trở hành một hằng số trong dạng tiêu chuẩn trong một hệ thống PC có công suất 512 byte đã trở thành một hằng số trong suốt quá trình lịch sử của máy PC. Một hiện tượng thú vị của tiêu chuẩn PC là để tương thích với hầu hết các BIOS và trình điều khiển cũ, các trình điều khiển thường thực hiện lệnh phiên dịch nội bộ, do đó chúng ngụy tạo có 63 sector ở mỗi rãnh ghi khi được định vị ở chế độ CHS (cylinder, head, sector).

Các sector trên một rãnh ghi được đánh số bắt đầu từ 1, không giống như các đầu từ hoặc các cylinder được đánh số bắt đầu từ 0. Ví dụ, một đĩa mềm 1.44MB chứa 80 cylinder được đánh số từ 0 đến 79 và hai đầu từ được đánh số 0 và 1, trong khi mỗi rãnh ghi trên mỗi cylinder có 18 sector được đánh số từ 1 đến 18.

Khi một đĩa được định dạng, chương trình định dạng tạo ra các vùng ID trước và sau mỗi dữ liệu của sector mà bộ điều khiển đĩa dùng cho đánh số sector và xác định đoạn bắt đầu và kết thúc của mỗi sector. Các vùng này đi trước và theo sau mỗi vùng dữ liệu của sector, tiêu thụ một số tổng dung lượng lưu trữ của đĩa. Điều này giải thích sự khác biệt giữ một dung lượng đĩa được định dạng và chưa được định dạng. Lưu ý rằng hầu hết các ổ cứng hiện đại được bán ra đã được định dạng trước và chỉ quảng cáo các dung lượng đã được định dạng. Dung lượng chứa được định dạng thường không được đề cập đến nữa. Sự phát triển thú vị khác là nhiều ổ đĩa mới sử dụng cái được gọi là định dạng sector không – ID (No-ID sector formatting), có nghĩa là các sector được ghi lại mà không có đánh dấu ID trước và sau mỗi sector. Do đó, nhiều đĩa có thể được sử dụng cho các dữ liệu thực tế.

Mỗi sector trên đĩa thường có một phần tiền tố, hoặc đầu từ (header), xác định điểm khởi đầu của sector và chứa số sector, cũng như một phần hậu tố, hoặc bộ dò (trailer), chứa một kiểm tra tổng (giúp dảm bảo tình trạng nguyên vẹn của nội dung dữ liệu). Nhiều ổ đĩa mới bỏ qua đầu từ này và có cái được gọi là ghi không – ID (No-ID recording), cho phép nhiều không gian hơn cho dữ liệu thực. Với kỹ thuật ghi không – ID, điểm bắt đầu và kết thúc của mỗi sector được đặt thông qua thời gian đồng hồ định trước.

Mỗi cung từ chứa 512 byte dữ liệu. Quá trình định dạng cấp thấp thông thường gắn các byte dữ liệu vào một vài giá trị cụ thể, như F6h (hex), hay một số mẫu kiểm tra lặp lại khác được các nhà sản xuất ổ đĩa sử dụng. Một số mẫu còn làm cho các thiết bị điện tử trên ổ đĩa khó mã hóa và giải mã hơn, do đó các mẫu này được sử dụng khi các nhà sản xuất kiểm tra ổ đĩa trong quá trình định dạng ban đầu. Một mẫu kiểm tra đặc biệt có thể gây ra lỗi cho bề mặt mà một mẫu dữ liệu bình thường sẽ không hiển thị. Theo cách này, các nhà sản xuất có thể xác định một cách chính xác hơn các sector biên trong suốt quá trình kiểm tra.

Các đầu từ và bộ dò sector độc lập hệ điều hành, hệ thống tập tin và các tập tin được lưu trên ổ đĩa. Ngoài ra bộ đầu từ và bộ dò vết, các khe hở cũng tồn tại trong các sector, giữa các sector trên mỗi rãnh ghi, giữa các rãnh ghi nhưng không có kẻ hở nào chứa khoogn gian dữ liệu có thể dùng được. Những kẻ hở được tạo ra trong quá trình dạng cấp thấp khi quá trình ghi bị tắt vài giây. Chúng làm cùng chức năng như việc có kẻ hở không âm thanh giữa các bài hát được ghi âm vào một băng cassetle. Các tiền tố, hậu tố và các kẻ hở là nguyên nhân của các không gian bị mất giữa dung lượng đĩa chưa được định dạng và dung lượng đĩa đã được định dạng. Ví dụ, một đĩa mệm ( 3 ½”) 4MB (chưa được định dạng) khi được định dạng sẽ có dung lượng 2.88MB, một đĩa mềm (chưa được định dạng) 2MB có một dung lượng đã được định dạng 1.44MB và một loại ổ cứng cũ dung lượng chưa được định dạng 38MB (ví dụ, Seagate ST -4038) khi được định dạng sẽ có dung lượng chỉ 32MB. Bởi vì các ổ cứng ATA/IDE và SCSI mà bạn mua ngày nay đã được định dạng cấp thấp tại nhà máy, các nhà sản xuất bây giờ chỉ quảng cáo cho các dung lượng đã được định dạng. Mặc dù vậy gần như tất cả các ổ đĩa sử dụng một số không gian dành riêng để quản lý dữ liệu sẽ được lưu trên như tất cả các ổ đĩa. Vì vậy , mặc dù trước đó tôi đã nêu rằng mỗi sector cho phép lưu trữ 512 byte dữ liệu, nhưng vùng dữ liệu này chỉ là một phần của sector. Mỗi sector trên đĩa thường chiếm tới 571 byte và chỉ có 512 byte có khả năng lưu trữ dữ liệu người dùng. Con số thực của các byte bổ sung yêu cầu cho đầu từ và bộ dò sector có thể thay đổi tùy theo ổ đĩa. Như đã đề cập trước đó, mặc dù nhiều ổ đĩa hiện đại bây giờ sử dụng một sắp xếp theo hệ thống ghi không – ID hầu như loại ra các lưu trữ bên trên của các thông tin đầu từ sector.

Bạn có thể thấy chúng hữu ích khi nghĩ mỗi sector như là một trang cuốn sách. Trong một cuốn sách, mỗi trang có chứa văn bản, nhưng văn bản không dàn hết trong toàn trang: hay đúng ra, mỗi trang có lề đầu trang, lề dưới trang, lề trái trang và lề phải trang. Thông tin như là các tiêu đề chương (các số rãnh ghi và cylinder) và số trang (các số sector) được đặt vào các lề trang. Các vùng “lề trang” của một sector được tạo ra trong quá trình định dạng cấp thấp. Quá trình định dạng cũng gán vào vùng dữ liệu của mỗi sector các giá trị giả. Sau khi bạn thực hiện một định dạng cấp cao trên đĩa, hệ thống tập tin cảu PC có thể ghi vào vùng dữ liệu của mỗi sector, nhưng thông tin đầu từ và bộ dò sector không thể bị biến đổi trong hoạt động ghi bình thường trừ khi đĩa được định dạng cấp thấp lại.

Bảng 9.2 thể hiện việc định dạng cho mỗi rãnh ghi và sector trong một ổ cứng điển hình có 17 sector mỗi rãnh ghi.

Như bạn có thể thấy, không gian hữu ích cho dữ liệu trên mỗi rảnh ghi là khoảng 15% ít hơn tổng số dung lượng chưa được định dạng của nó. Điều này đúng trong hầu hết các đĩa, mặc dù tỷ lệ phần trăm có thể khác nhau chút ít, phụ thuộc vào việc có bao nhiêu secto tồn tại trên mỗi rãnh ghi. Các đoạn sau nêu chi tiết từng đoạn dữ liệu sector được liệt kê trong bảng 9.2.

POTS INDEX GAP cung cấp một giai đoạn phục hồi chuyển mạch đầu từ, do đó khi chuyển từ rãnh ghi này sang một rãnh ghi khác, các đầu từ có thể đọc các sector tuần tự mà không cần phải chờ một vòng quay bổ sung của đĩa. Bởi vì đĩa vẫn quay vòng một cách liên tục và các đầu từ mất một ít thời gian để di chuyển tỏa tròn từ rãnh ghi này sang rãnh ghi khác, đọc các sector liên tiếp trên hai rãnh ghi khác nhau, cái này liền ngay sau cái khác, là không thể. Do thời gian đầu từ di chuyển tới một rãnh ghi mới, sự bắt đầu của sector thứ hai cũng đã quay vượt qua nó rồi. Để lại một kẻ hở giữa các sector cung cấp cho các đầu từ thời gian để di chuyển tới một rãnh ghi khác.

Trong một số ổ đĩa, kẻ hở này không cung cấp đủ thời gian cho các đầu từ di chuyển. Khi vào trường hợp này, một ổ đĩa có thể đạt được thời gian bổ sung bằng cách đi xiên qua các sector trên các rãnh ghi khác nhau nên việc đến sector đầu tiên được hoãn lại. Nói cách khác, quy trình định dạng cấp thấp bù đắp cho việc đánh số sector, do đó thay vì các sector được đánh số trùng nhau trên mỗi rãnh ghi nằm kề nhau, sector 9 ở một rãnh ghi này có thể ở kế bên sector 8 của rãnh ghi kế tiếp, sector 8 này lại ở kế sector 7 của rãnh ghi kế cận…Các giá trị đi xiên tối ưu dựa vào tốc độ quay tròn của đĩa cũng như được so sánh với tốc độ bên của các đầu từ.

Trước đây, độ xiên đầu từ (head skew) là một tham số mà bạn có thể tự mình thiết lập trong khi định dạng cấp thấp một đĩa. Các ổ đĩa ATA/IDE và SCSI ngày nay đã được định dạng thấp cấp tại nhà máy với các giá trị xiên và xen tối ưu và những giá trị này không thay đổi.

Dữ liệu ID sector bao gồm cylinder, đầu từ và các vùng đánh số sector, cũng như vùng CRC được sử dụng để xác nhận dữ liệu ID. Hầu hết các bộ điều khiển sử dụng bit 7 của vùng đánh số đầu từ để đánh dấu một sector hư trong quá trình định dạng cấp thấp hoặc phân tích bề mặt. Tuy nhiên, quy ước không phải là tuyệt đối. Một số bộ điều khiển sử dụng các phương pháp khác nhau để đánh dấu một sector hư, nhưng việc đánh dấu thông thường liên quan đến một số các vùng ID.

WRITE TURN-ON GAP theo sau các byte CRC của vùng ID và cung cấp một miếng đệm để đảm bảo sự ghi đúng vùng dữ liệu người dùng theo sau đó, cũng như để cho phép việc khôi phục hoàn toàn ID CRC.

Vùng DATA người dùng bao gồm tất cả 512 byte dữ liệu được lưu trong sector. Vùng này được dùng CRC theo sau để xác minh dữ liệu. Mặc dù nhiều bộ điều khiển sử dụng hai byte của CRC ở đây, bộ điều khiển có thể thực thi một mã sửa lỗi dài hơn (ECC: eror correction code) đòi hỏi lưu nhiều hơn hai byte CRC. Dữ liệu ECC lưu ở đây cung cấp khả năng sửa chữa lỗi trong vùng dữ liệu, cũng như phát hiện chúng. Khả năng sửa và phát hiện lỗi phụ thuộc vào mã ECC mà ổ đĩa sử dụng và sự thực thi của nó bởi bộ điều khiển. WRITE phụ thuộc vào mã ECC mà ổ đĩa sử dụng và sự thực thi của nó bởi bộ điều khiển. WRITE TURN-OFF GAP là một miếng đệm cho phép các byte ECC (CRC) được phục hồi hoàn toàn.

INTER-RECORD GAP cung cấp một đĩa để điều chỉnh những khác biệt trong tốc độ trục quay của ổ đĩa. Một rãnh ghi có thể được định dạng trong khi đĩa chạy hơi chậm hơn bình thường và sau đó được ghi trong khi đĩa chạy hơi nhanh hơn bình thường. Trong những trường hợp như thế, kẻ hở này ngăn việc ghi đè một cách ngẫu nhiên bất kỳ thông tin nào trong sector tiếp theo. Kích cỡ thực của miếng đệm này khác nhau, tùy thuộc vào tốc độ quay của đĩa dữ liệu khi rãnh ghi đã được định dạng và mỗi lúc vùng DATA được cập nhật.

PRE-INDEX GAP cho phép dung sai tốc độ khắp toàn bộ rãnh ghi. Kẻ hở này có các kích cỡ khác nhau, tùy thuộc vào sự khác biệt về tốc độ quay của đĩa và dung sai tần số ghi tại thời điểm định dạng.

Thông tin tiền tố của sector này là vô cùng quan trọng, bởi vì chúng chứa các thông tin đánh số xác định cylinder, đầu từ và sector. Vì vậy thông tin này, ngoại trừ vùng DATA, các byte DATA CRC và WRITE TURN-OFF GAP, chỉ được ghi trong suốt quá trình định dạng cấp thấp.