1957年IBM公司研制成功的IBM 350（RAMAC）是第一臺(tái)真正意義上的硬盤存儲(chǔ)器，之后經(jīng)歷了漫長的技術(shù)革新，于80年代初期引入PC（個(gè)人電腦），當(dāng)時(shí)的容量?jī)H為20-40M，而經(jīng)過10幾年的發(fā)展，硬盤的容量逐步提高，而當(dāng)時(shí)一些設(shè)計(jì)上的失誤就造成了今天可能出現(xiàn)的硬盤容量限制問題。（容量限制問題：就是系統(tǒng)無法完全識(shí)別或正常使用超過一定容量的硬盤）
容量限制問題的成因
要明白這個(gè)原因我們需要對(duì)IDE接口硬盤的工作方式做一個(gè)介紹，即使到現(xiàn)在我們今天的IDE硬盤驅(qū)動(dòng)依舊使用早先的DOS-BIOS（磁盤操作系統(tǒng)-基本輸入/輸出系統(tǒng)）的分層結(jié)構(gòu)上。它的基本工作模式就是：程序調(diào)用->DOS功能調(diào)用->文件管理設(shè)備->INT 13中斷管理（讀/寫）->BIOS磁盤服務(wù)->IDE（ATA）界面->磁盤控制器，也就是說我們?nèi)绻枰獙?duì)硬盤進(jìn)行操作必須通過以上的一系列步驟才能完成，那么我們以下一起來看看這一系列步驟的作用。
文件管理設(shè)備：其負(fù)責(zé)文件及其在磁盤上存儲(chǔ)位置之間的映射關(guān)系，不過需要通過磁盤讀寫中斷INT13執(zhí)行讀寫命令來存儲(chǔ)、調(diào)入文件。當(dāng)新文件被保存時(shí)，文件管理器決定它在當(dāng)前目錄里的存儲(chǔ)位置，在文件分配表中為這個(gè)新文件添加文件目錄項(xiàng)，并把文件寫入磁盤。當(dāng)讀文件時(shí)，文件管理器在FAT中找到文件在磁盤上的位置，接著就調(diào)入文件。
IDE（ATA） 界面：在介紹IDE（ATA）界面前，簡(jiǎn)單說說硬盤的結(jié)構(gòu)：硬盤分為一定數(shù)量的柱面（以硬盤中心為圓心的同心圓磁跡），每個(gè)柱面都需要磁頭來讀寫數(shù)據(jù)。另外，硬盤上的數(shù)據(jù)都是以每扇區(qū)512字節(jié)的格式存儲(chǔ)的，所有的數(shù)據(jù)傳輸都是以扇區(qū)（柱面被等分的園弧磁跡）為單位的。IDE（ATA）界面是寄存器驅(qū)動(dòng)式的并口總線。要傳輸數(shù)據(jù)，BIOS首先往IDE（ATA）里特定的寄存器寫入數(shù)據(jù)的開始地址和數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈L度，再把有關(guān)的讀/寫命令往特定的寄存器里發(fā)送從而開始數(shù)據(jù)傳輸。
現(xiàn)在的硬盤一般都支持邏輯塊尋址(LBA)和柱面磁頭扇區(qū)尋址(CHS),我們以CHS尋址方式來舉例：數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始地址是寫到4個(gè)8位寄存器里的，分別是：
柱面低位寄存器
柱面高位寄存器
扇區(qū)寄存器
設(shè)備/磁頭寄存器
因此，柱面地址是16位[柱面低位寄存器（8位），柱面高位寄存器（8位）]。扇區(qū)地址是8位（注意：扇區(qū)寄存器里第一個(gè)扇區(qū)是1扇區(qū)，而不是0扇區(qū)）。而磁頭地址是4位（沒有完全占用8位）。因此，硬盤柱面的最大數(shù)是65,536（2的16次方），磁頭的最大數(shù)是16（2的4次方），扇區(qū)的最大數(shù)是255（2的8次方-1，注意剛剛我們提到的扇區(qū)寄存器問題)。所以，能尋址的最大扇區(qū)數(shù)是267,386,880 (65,536x16x255)。一扇區(qū)又是512字節(jié)，也就是說如果以CHS尋址方式，IDE硬盤的最大容量為136.9GB。LBA尋址方式，上述的總共28位可用的寄存器空間(16+8+4)被看作一個(gè)完整的LBA地址，因?yàn)榘ㄎ?（CHS里扇區(qū)不能從0開始計(jì)算），其能尋址的扇區(qū)數(shù)是268,435,456 (65,536x16x256)，這時(shí)IDE硬盤的最大容量為137.4GB。
INT 13管理：INT 13管理其實(shí)也是按照寄存器的模式來設(shè)計(jì)的，它的高層即文件管理器層發(fā)布數(shù)據(jù)讀寫命令和有關(guān)的參數(shù)給CPU，然后觸發(fā)INT 13中斷的進(jìn)行，激活BIOS的磁盤服務(wù)來執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)的開始地址被寫到3個(gè)8位寄存器里，分別是：
柱面低位寄存器
柱面高位/扇區(qū)寄存器
磁頭寄存器
柱面地址是10位（柱面低位寄存器占用8位、柱面高位寄存器占用2位），扇區(qū)地址為6位（8位－已經(jīng)被計(jì)算過的高位寄存器的2位）。磁頭寄存器為8位。因此如果這樣的話：柱面的最大數(shù)是1024（2的10次方） ，磁頭的最大數(shù)是256（2的8次方），扇區(qū)的最大數(shù)是63（2的6次方-1)。所以，通過INT 13管理能尋址的扇區(qū)數(shù)是16,515,072 (1,024x256x63)。一扇區(qū)是512字節(jié)，也就是說如果以CHS尋址方式，IDE硬盤的最大容量為8.456GB。LBA尋址方式能尋址的扇區(qū)數(shù)是16,777,216(1024x256x64)，這時(shí)IDE硬盤的最大容量為8.601GB。
看到這里，我們應(yīng)該感到硬盤容量限制的成因有了一些“眉目”了吧，那么我們具體來到底是什么讓硬盤出現(xiàn)了所謂的限制：
1.528MB的容量限制：
由于早先的硬盤容量比較小，因此設(shè)計(jì)的BIOS的時(shí)候當(dāng)把地址從Int 13的地址寄存器轉(zhuǎn)換為IDE（ATA）的地址寄存器時(shí)，僅僅把INT 13管理中10位的柱面地址用來對(duì)應(yīng)IDE（ATA）界面中的16位柱面寄存器，而把沒有用到的6位（高位寄存器）地址都設(shè)定為0。并且也僅把6位的扇區(qū)地址來對(duì)應(yīng)IDE（ATA）界面的8位扇區(qū)寄存器，其中沒有用到的2位設(shè)置為0。并且INT 13管理的磁頭寄存器4位（又去掉了4位）來對(duì)應(yīng)IDE（ATA）。因此，此時(shí)的磁盤柱面最大數(shù)為1024（2的10次方），磁頭的最大數(shù)是16（2的4次方），扇區(qū)的最大數(shù)是63（2的6次方-1)。因此能尋址的扇區(qū)數(shù)就成了1,032,192(1,024x16x63)。一個(gè)扇區(qū)的容量是512字節(jié)，也就是說如果以CHS尋址方式，IDE硬盤的最大容量為528.4MB。因此528MB的硬盤容量限制就出現(xiàn)了。
2.1GB的容量限制：
這里分為兩個(gè)部分，一部分是由磁盤服務(wù)的限