《信息安全法规》

1、1第1章 硬盘基础知识入门 本章导读本章将介绍一些硬盘的基础知识，为下一步数据恢复打牢理论基础。 内容提要硬盘发展简史 硬盘外部结构硬盘内部结构硬盘逻辑结构硬盘主要指标和参数硬盘分区和格式化 2第1章 硬盘基础知识入门硬盘驱动器(Hard Disk)，简称硬盘，是计算机最重要的存储设备，是存放数据的仓库。主流的硬盘具有体积小、容量大、速度快、使用方便等诸多优点，目前，硬盘已经成为计算机的标准配置。硬盘质量的好坏，功能的强弱都将直接影响计算机的性能。 31.0 硬盘发展简史 如今，我们早已习惯了电脑中上百G的存储配置，小小的mp3播放器和其他手持设备通常也有几个G的容量，而这一切在几十年前仅仅是

2、存在于科幻小说中想象。比如在离我们并不遥远的1980年，第一块容量过G的硬盘就有冰箱那么大。现在我们每天都会保存大量数据并且习以为常，而我觉得回顾这段历史会是一件有趣的事，也能让我们更清楚的了解这个过程。41.0 硬盘发展简史 一个选数管存储器可以保存32到512 bytes，它的大小如图，一个512bytes选数管存储器是一个十英寸长，三英寸宽的小瓶子。最先发明于1946年，不过由于选数管存储器的制造价格的昂贵和产品自身的诸多缺陷，最终成为一个失败的产品。 51.0 硬盘发展简史早期的电脑大多使用穿孔卡片来存储数据。它在70年代中期比较流行，可用来存储一些小程序和数据。据说他的起源来自172

3、5年的纺织业，当时人们使用类似的穿孔卡片来控制纺织机器。61.0 硬盘发展简史左边那个是穿孔卡片的读取器，右边这是穿孔卡片机。 71.0 硬盘发展简史类似于穿孔卡片，不过穿孔纸带更易于保存，他的灵感同样来源于纺织厂的机械。存储方式跟穿孔卡片类似，每一排可以存储一个字符。图中是一个8孔纸袋，即每一行8个孔。81.0 硬盘发展简史1953年，第一台磁鼓应用于IBM 701，它是作为内存储器使用的。磁鼓是利用铝鼓筒表面涂覆的磁性材料来存储数据的。鼓筒旋转速度很高，因此存取速度快。它采用饱和磁记录，从固定式磁头发展到浮动式磁头，从采用磁胶发展到采用电镀的连续磁介质。这些都为后来的磁盘存储器打下了基础。

4、磁鼓最大的缺点是利用率不高， 一个大圆柱体只有表面一层用于存储，而磁盘的两面都利用来存储，显然利用率要高得多。 因此，当磁盘出现后，磁鼓就被淘汰了。91.0 硬盘发展简史101.0 硬盘发展简史磁带是所有存储媒体中单位存储信息成本最低、容量最大、标准化程度最高的常用存储介质之一。它互换性好、易于保存，近年来，由于采用了具有高纠错能力的编码技术和即写即读的通道技术，大大提高了磁带存储的可靠性和读写速度。111.0 硬盘发展简史世界第一台硬盘存储器是由IBM公司在1956年发明的，其型号为IBM 350 RAMAC（Random Access Method of Accounting and Co

5、ntrol）。这套系统的总容量只有5MB，共使用了50个直径为24英寸的磁盘。121.0 硬盘发展简史131.0 硬盘发展简史这些盘片表面涂有一层磁性物质，并且堆叠在一起，通过一个传动轴承使它可以顺利的工作。盘片由一台电动机带动，只有一个磁头，磁头上下前后运动寻找要读写的磁道。盘片上每平方英寸的数据密度只有2000bit，数据处理能力为1.1KB/s。此款RAMAC在那时主要用于飞机预约、自动银行、医学诊断及太空领域内，推出之后便让人大为震惊，不光是因为他的技术理念，因为有了他才有了后来的温彻斯特，还有他的价格，当时推出的售价是35，000美元，平均每M要有7000美元的成本，想想现在我们真实

6、太幸福了，每M连7分的成本都用不了。 141.0 硬盘发展简史151.0 硬盘发展简史1968年：温彻斯特技术横空出世 IBM 颠覆了之前自己的设计，重新提出了“温彻斯特”（Winchester）技术的可行性，这次的提出的技术则奠定了以后硬盘所发展的方向。“温彻斯特”技术的精隋在于提出了：“密封、固定并高速旋转的镀磁盘片，磁头沿盘片径向移动，磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触”，这也同样是我们现在硬盘所走的道路。 温彻斯特技术的主要内容还有是：头盘组合件，磁头、盘片、主轴等运动部分密封在一个壳体中，形成一个头盘组合件(HDA)，与外界环境隔绝，避免了灰尘的污染。磁头浮动块，采用小

7、型化轻浮力的磁头浮动块，盘片表面涂润滑剂，实行接触起停。即平常盘片不转时，磁头停靠在盘片上，当盘片转速达一定值时，磁头浮起并保持一定的浮动间隙。161.0 硬盘发展简史17这样简化了机械结构，缩短了起动时间。而这种设计的磁头与磁盘是一一对应的，磁头读出的就是它本身写入的，信噪比等等都比从前好很多，因此存储密度得到了提高，存储容量同样也随之增加了。“温彻斯特(Winchester)”技术的发明，无疑是为现在的硬盘发展打下了一个很好的契机。就是现在的上百G的硬盘仍然在使用这种“技术”，在5年之后也就是1973年IBM终于推出了使用温彻斯特技术的第一块硬盘，型号为3340，它采用14英寸的规格，由两

8、个分离的盘片构成(一个固定的和一个可移动的)，每张盘片容量为30MB。并且硬盘首次使用了封闭的内部环境，并进一步发展了气动学磁头技术，将磁头与盘片之间的距离缩短到了17微英寸。181.0 硬盘发展简史1979年：IBM发明薄膜磁头 IBM公司再次走在硬盘开发技术的前列，发明了薄膜磁头（Thinfilm Head），为进一步减小硬盘体积、增大容量、提高读写速度提供了可能。 同年，IBM的两位员工 AlanShugart和FinisConner离开IBM后成立了希捷公司(Shugart Technology公司，也就是后来的Seagate希捷公司)开发了像5.25英寸软驱那样大小的硬盘驱动器。次年

9、，希捷发布了第一款适合于微型计算机使用的硬盘，容量为5MB，体积与软驱相仿。 191.0 硬盘发展简史80年代末期：IBM发明了MR磁头 IBM 又一次为电脑行业做出了巨大的贡献，推出了名为MR HEAD（Magneto Resistive)）的东西，这种磁头在读取数据时对信号变化相当敏感，使得盘片的存储密度能够比以往每英寸20MB的容量提高了数十倍，他工作方式在于将读写两个磁头分开，读写磁头不再具电感特性，而是对磁场变化相当敏感的电阻特性磁头。 201.0 硬盘发展简史MR磁头是通过阻值变化而并不是电流变化来感应信号的幅度，因而对信号变化相当敏感，读取数据的准确性也大大的得到提高提高。并且由

10、于读取的信号幅度与磁道宽窄无关，所以磁道可以做得很窄，从而提高了盘片密度，达到200MB/平方英寸，而使用传统的磁头只能达到20MB/平方英寸，这也是MR磁头的先进之处，也是后来被广泛应用的原因。 211.0 硬盘发展简史1991年：IBM生产3.5英寸的硬盘，硬盘的容量首次达到了1GB，从此硬盘容量开始进入了GB数量级。这款硬盘应用了先进的MR磁头，当然他不光是打破了 G的硬盘记录这个简单，同时它还是首个3.5寸的硬盘。由此3.5寸也成为了现代台式计算机的结构标准。 221.0 硬盘发展简史231.0 硬盘发展简史1991年生产的这块2.5英寸Tanba-1硬盘能够存储63MB数据。2.5英

11、寸硬盘仍然被广泛应用在笔记本电脑中，只是存储容量提高到了100GB。 241.0 硬盘发展简史IBM 3340这款1英寸硬盘是由IBM在1999年发明的，它支持30 MB的固定存储和30 MB的可移动存储，为自己迎来了Winchester 的昵称。但是，在iPod Mini问世前，它并没有进入主流市场。251.1 硬盘的结构1.1.1 硬盘的外部结构1.1.2 硬盘的内部结构1.1.3 硬盘的逻辑结构 硬盘是一个集机、电、磁于一体的高精密系统，主要由电源接口、数据接口、控制电路板等几部分构成。261.1.1 硬盘的外部结构对于不同种类的硬盘，如IDE硬盘、SerialATA硬盘以及SCSI硬盘

12、，其外部结构略有差别。1. 硬盘盘体硬盘的外壳与底板结合成一个密封的整体，俗称盘体。正面的外壳起到了保证硬盘盘片和机构稳定运行的作用，在其面板上印有产品标签，标明此产品的型号、大小、转速、序列号、产地及生产日期等信息 271.1.1 硬盘的外部结构2. 电源接口电源接口用于连接主机的电源，为硬盘工作提供电力。一般而言，硬盘采用最为常见的4针D形电源接口。SerialATA硬盘使用的是SATA专用电源接口，这种接口有15个插针，但其宽度与以前的电源接口相当。在购买SATA硬盘时，厂商一般会在其产品包装中提供必备的电源转接线。281.1.1 硬盘的外部结构3. 数据接口硬盘要通过硬盘数据线连接硬盘

13、数据接口。老式的IDE硬盘采用的是普通40pin数据线，不过如今已经很少见了，目前IDE硬盘采用的是80pin数据线。SCSI硬盘数据线有68pin接口和80pin接口两种。SATA硬盘采用7芯的数据线，采用点对点传输协议，这样可以做到在减少数据线内部电缆数目的情况下提高抗干扰能力。 291.1.1 硬盘的外部结构301.1.1 硬盘的外部结构4. 控制电路板为加强散热，控制电路板一般裸露在硬盘下表面，但是也有少数硬盘将其完全封闭以更好地保护各种控制芯片，同时还能降低噪声。硬盘的控制电路板由主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读/写控制电路、控制与接口电路及S.M.A.R.T(Self-Mo

14、nitoring，Analysis and Reporting Technology，自我监测、分析和报告技术)等构成。 311.1.1 硬盘的外部结构321.1.1 硬盘的外部结构331.1.1 硬盘的外部结构如图是目前常见硬盘电路原理图，硬盘的有效数据都保存在盘片上，磁头用于读取或写入硬盘数据，磁头上面有一个芯片，用于磁头逻辑分配或放大磁电信号，前置信号处理器用于加工处理磁头芯片传过来的信号，数字信号处理器对前置信号处理器的数据进一步加工传递给接口，接口芯片对数据进一处理，然后传递给计算机，磁头与磁头芯片密封在盘腔内，磁头驱动电机是音圈电机，微处理器是整个硬盘电路的控制中枢，大多数硬盘的微

15、处理器，接口，数字信号处理器往往集成到一个芯片内。341.1.2 硬盘的内部结构硬盘的内部结构由固定面板、控制电路板、磁头、盘片、主轴、电机、接口及其他附件组成，其中，磁头组件是硬盘的核心，它封装在硬盘的净化腔体内。351.1.2 硬盘的内部结构1. 磁头组件m的高度，这个高度非常小，因此，在工作过程中，一旦受到震荡就会和盘片相撞，产生悲剧性的后果。所以运转中的硬盘非常脆弱，绝对不能受到任何碰撞。361.1.2 硬盘的内部结构2. 磁头驱动机构硬盘的寻道是靠移动磁头来实现的，而移动磁头需要驱动机构才能实现。磁头驱动机构由电磁线圈电机、磁头驱动小车、防震动装置构成。371.1.2 硬盘的内部结构

16、高精度的轻型磁头驱动机构能够对磁头进行正确的驱动和定位，并能在很短的时间内精确定位系统指令指定的磁道。另外，还有防振动保护装置，当硬盘受到强烈震动时，对磁头及盘片起到一定的保护作用，以避免磁头将盘片刮伤等情况的发生。 381.1.2 硬盘的内部结构3. 磁盘片盘片是硬盘存储数据的载体，硬盘的盘片一般用铝合金材料做基片，高速硬盘则使用玻璃做基片。玻璃基片更容易达到所需的平面度和光洁度，且具有很高的硬度。391.1.2 硬盘的内部结构硬盘的每一个盘片都有两个盘面(Side)，即上盘面和下盘面。通常情况下，两个盘面都是可以使用的，都可以存储数据，称为有效盘片，也有极个别的硬盘盘面数为单数。每一个这样

17、的有效盘面都有一个盘面号，按顺序从上至下由“0”开始依次编号。在硬盘系统中，盘面号又叫磁头号，因为每一个有效盘面都有一个对应的读/写磁头。 401.1.2 硬盘的内部结构4. 主轴组件主轴组件包括主轴部件，如轴承和驱动电机等。随着硬盘容量的扩大和转速的提高，主轴电机的转速也在不断提高，目前大多采用精密机械工业的液态轴承电机技术。硬盘磁头飞行悬浮高度低、速度快，一旦有小的尘埃进入硬盘密封腔内，或者磁头与盘体发生碰撞，就可能造成数据丢失，形成坏块，甚至造成磁头和盘体的损坏。所以，硬盘系统的密封一定要可靠，在非专业条件下绝对不能开启硬盘密封腔。 411.1.3 硬盘的逻辑结构1. 磁道磁盘在格式化时

18、被划分成许多同心圆，这些同心圆轨迹叫做磁道(Track)。磁道从外向内由“0”开始顺序编号，信息以脉冲串的形式记录在这些轨迹中。这些同心圆不是连续记录数据，而是被划分成一段段的圆弧，每段圆弧叫作一个扇区，扇区从“1”开始编号，每个扇区中的数据作为一个单元同时读出或写入。一个标准的3.5in硬盘盘面通常有几百到几千条磁道。磁道是“看”不见的，它只是盘面上以特殊形式磁化了的一些磁化区，在磁盘格式化时就已规划完毕。421.1.3 硬盘的逻辑结构当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫作磁道。磁盘上的信息便是沿着这样的轨道存放的。2. 柱面所有盘

19、面上同一磁道构成的一个圆柱，通常称作柱面(Cylinder)，每个柱面上的磁头由上而下从“0”开始顺序编号。磁盘的柱面数与一个盘面上的磁道数是相等的。 431.1.3 硬盘的逻辑结构由于每个盘面都有自己的磁头，因此，盘面数等于总的磁头数。所谓硬盘的CHS，即Cylinder(柱面)、Head(磁头)和Sector(扇区)，只要知道了硬盘的CHS的数目，即可确定硬盘的容量，硬盘的容量=柱面数磁头数扇区数512B。数据的读/写按柱面进行，即磁头读/写数据时首先在同一柱面内从“0”磁头开始进行操作，在同一柱面的不同盘面即磁头上依次向下进行操作，只有在同一柱面所有的磁头全部读/写完毕后磁头才转移到下一

20、柱面。因为选取磁头只需通过电子切换即可，而选取柱面则必须通过机械切换，并且电子切换相当快，比在机械上磁头向邻近磁道移动快得多，所以，数据的读/写按柱面进行，而不按盘面进行。44451.1.3 硬盘的逻辑结构3. 扇区操作系统以扇区(Sector)形式将信息存储在硬盘上，每个扇区包括512个字节的数据和一些其他信息。一个扇区有两个主要部分：存储数据地点的标识符和存储数据的数据段。 461.2 硬盘的主要指标和基本性能参数 1.2.1 硬盘的种类和技术接口1.2.2 硬盘的主要性能指标1.2.3 硬盘的磁盘保护技术 471.2.1 硬盘的种类和技术接口1. 按尺寸分类硬盘的尺寸指的是硬盘盘片的直径

21、，主要有1.8in、1.5in、3.5in和5.25in 4种。2. 按接口类型分类分为IDE硬盘、SCSI硬盘和SATA硬盘等。 3. 按接入方式分类分为固定硬盘和可移动硬盘。 481.2.1 硬盘的种类和技术接口IDE（Integrated Drive Electronics）的本意实际上是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器，我们常说的IDE接口，也叫ATA（Advanced Technology Attachment）接口，现在PC机使用的硬盘大多数都是IDE兼容的，只需用一根电缆将它们与主板或接口卡连起来就可以了。 把盘体与控制器集成在一起的做法减少了硬盘接口的电缆数目与长度，数据

22、传输的可靠性得到了增强，硬盘制造起来变得更容易，因为厂商不需要再担心自己的硬盘是否与其它厂商生产的控制器兼容，对用户而言，硬盘安装起来也更为方便。 491.2.1 硬盘的种类和技术接口 ATA-4(UltraATA、UltraDMA、UltraDMA/33、UltraDMA/66)： 这个标准将最大数据传输率提高了一倍，达到33MB/s，或更高的66MB/s。它还在总线占用上引入了新的技术，使用PC的DMA通道减少了CPU的处理负荷。要使用Ultra-ATA，需要一个空闲的PCI扩展槽，如果将UltraATA硬盘卡插在ISA扩展槽上，则该设备不可能达到其最大传输率，因为ISA总线的最大数据传输

23、率只有8MB/s 。其中的Ultra ATA/66（即Ultra DMA/66）支持最大外部数据传输率为66.7MB/s。 501.2.1 硬盘的种类和技术接口Serial ATA： 新的Serial ATA（即串行ATA），是英特尔公司发布的下一代外设产品中采用的接口类型，它以连续串行的方式传送资料，在同一时间点内只会有1位数据传输，此做法能减小接口的针脚数目，用四个针就完成了所有的工作（第1针发出、2针接收、3针供电、4针地线）。这样做法能降低电力消耗，减小发热量。最新的硬盘接口类型ATA-100就是Serial ATA是初始规格，它支持的最大外部数据传输率达100MB/s，对于Seria

24、l ATA接口，一台电脑同时挂接两个硬盘就没有主、从盘之分了，各设备对电脑主机来说，都是Master，这样我们可省了不少跳线功夫。 511.2.1 硬盘的种类和技术接口SCSI接口： SCSI就是指Small Computer System Interface(小型计算机系统接口)，它最早研制于1979，原是为小型机的研制出的一种接口技术，但随着电脑技术的发展，现在它被完全移植到了普通PC上。现在的SCSI可以划分为SCSI-1和SCSI-2(SCSI Wide与SCSI Wind Fast)，最新的为SCSI-3，不过SCSI-2是目前最流行的SCSI版本。 SCSI广泛应用于如：硬盘、光驱

25、、ZIP、MO、扫描仪、磁带机、打印机、光盘刻录机等设备上。 521.2.1 硬盘的种类和技术接口它的优点非常多主要表现为以下几点： 1、适应面广： 使用SCSI，你所接的设备就可以超过15个，而所有这些设备只占用一个IRQ，这就可以避免IDE最大外挂15个外设的限制。 2、多任务：不像IDE，SCSI允许对一个设备传输数据的同时，另一个设备对其进行数据查找。这将在多任务操作系统如Linux、Windows NT中获得更高的性能。 3、宽带宽：在理论上，最快的SCSI总线有160MB/s的带宽，即Ultra 160/s SCSI；这意味着你的硬盘传输率最高将达160MB/s(当然这是理论上的，

26、实际应用中可能会低一点)。 4、少CPU占用率 531.2.2 硬盘的主要性能指标1. 容量硬盘的容量大小是衡量一块硬盘最重要的技术指标，是用户购买时最为关心的参数。硬盘的容量是由盘面数(磁头数)、柱面数和扇区数所决定的，其计算公式为：硬盘容量=盘面数柱面数扇区数512B。在硬盘内部往往有多个叠起来的磁盘片，因此，硬盘容量还可以这样计算：硬盘容量=单碟容量碟片数。541.2.2 硬盘的主要性能指标硬盘的常用单位是GB，目前主流硬盘的容量为500GB-1000GB。其他单位有KB(Kilobyte)，MB(Megabyte)，TB(Terabyte)，PB(Petabyte)，EB(Exabyt

27、e)。各种单位之间的换算关系如下：1KB=1024Byte1MB=1024KB=1048576Byte1GB=1024MB=1028576KB=1073741824Byte551.2.2 硬盘的主要性能指标2. 转速硬盘转速(Rotation Speed)对硬盘的数据传输率有直接的影响，转速是硬盘内部传输率的决定性因素之一，也是区别硬盘档次的重要标志。从理论上说，转速越快越好，因为较高的转速可缩短硬盘的平均寻道时间和实际读/写时间，从而可以提高在硬盘上的读/写速度。但任何事物都有两面性，在转速提高的同时，硬盘的发热量也会增加，它的稳定性就会有一定程度的降低。如今主流硬盘的转速多为5400rpm

28、(转/分钟)、7200rpm和10000rpm。7200rpm的硬盘已经成为主流，但5400rpm的硬盘仍具有性价比高的优势。561.2.2 硬盘的主要性能指标3. 缓存缓存(Cache)是硬盘与外部总线交换数据的场所。简单地说，硬盘上的缓存容量是越大越好，大容量的缓存对提高硬盘速度很有好处，目前市面上的硬盘缓存容量通常为2MB8MB。571.2.2 硬盘的主要性能指标4. 平均寻道时间平均寻道时间(Average Seek Time)指的是硬盘磁头移动到数据所在磁道所用的时间，单位为毫秒(ms)。平均寻道时间越短硬盘速度越快。平均寻道时间一般在5ms13ms之间，大于10ms的硬盘不宜购买。

29、581.2.2 硬盘的主要性能指标5. 硬盘的数据传输率硬盘的数据传输率(Data Transfer Rate)又称吞吐率，表示在磁头定位后，硬盘读或写数据的速度。591.2.2 硬盘的主要性能指标6. 连续无故障时间连续无故障时间(Mean Time Between Failure，MTBF)是指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间，单位是小时。一般硬盘的MTBF至少在3万小时或4万小时。这项指标在一般的产品广告或常见的技术特性表中并不提供，需要时可专门上网到具体生产该款硬盘的公司网站中查询。601.2.2 硬盘的主要性能指标7.平均潜伏期（average latency），指当磁头移动到数据

30、所在的磁道后，然后等待所要的数据块继续转动（半圈或多些、少些）到磁头下的时间，单位为毫秒（ms）。 8.道至道时间（single track seek），指磁头从一磁道转移至另一磁道的时间，单位为毫秒（ms）。 9.全程访问时间（max full seek），指磁头开始移动直到最后找到所需要的数据块所用的全部时间，单位为毫秒（ms）。 10.平均访问时间（average access），指磁头找到指定数据的平均时间，单位为毫秒。通常是平均寻道时间和平均潜伏时间之和。注意：现在不少硬盘广告之中所说的平均访问时间大部分都是用平均寻道时间所代替的。 611.2.2 硬盘的主要性能指标10.硬盘表面温

31、度：它是指硬盘工作时产生的温度使硬盘密封壳温度上升情况。这项指标厂家并不提供，一般只能在各种媒体的测试数据中看到。硬盘工作时产生的温度过高将影响磁头的数据读取灵敏度，因此硬盘工作表面温度较低的硬盘有更好的数据读、写稳定性。如果对于高转速的SCSI硬盘一般来说应该加一个硬盘冷却装置，这样硬盘的工作稳定性才能得到保障。 621.2.3 硬盘的磁盘保护技术l 技术l技术的全称是Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology，即“自我监测、分析和报告技术”。监测的对象包括磁头、磁盘、马达和电路等，由硬盘的监测电路和主机上的监测软件对被监测对象的运行

32、情况与历史记录及预设的安全值进行分析、比较，当出现安全值范围以外的情况时，会自动向用户发出警告，并自动降低硬盘的运行速度。 631.2.3 硬盘的磁盘保护技术2. DFT技术DFT(Drive Fitness Test，驱动器健康检测)技术是IBM公司为其PC硬盘开发的数据保护技术，它通过使用DFT程序访问IBM硬盘里的DFT微代码对硬盘进行检测，可以让用户方便快捷地检测硬盘的运转状况。硬盘上会有一个专门的空间存放DFT程序，并且DFT是一个独立的、不依赖操作系统的软件，它可以在其他任何软件失效的情况下运行。641.3 硬盘的分区与格式化 1.3.1 初识硬盘分区1.3.2 硬盘分区格式1.3

33、.3 通过FDISK和FORMAT命令进行分区和格式化1.3.4 利用Windows XP安装光盘对硬盘进行分区和格式化1.3.5 利用Disk Genius进行分区和格式化1.3.6 利用Windows磁盘管理工具进行分区和格式化1.3.7 利用Windows磁盘管理工具调整磁盘分区1.3.8 利用Norton PartitionMagic进行无损分区 651.3.1 初识硬盘分区硬盘分区就是把一个硬盘分为数个不同的分区，硬盘分区的目的是为了方便用户更合理、更有效地使用硬盘和管理数据。 图1.7 资源管理器中的硬盘分区66文件系统是操作系统与驱动器之间的接口，当操作系统请求从硬盘里读取一个文

34、件时，会请求相应的文件系统（FAT 16/32/NTFS）打开文件。扇区是磁盘最小的物理存储单元，但由于操作系统无法对数目众多的扇区进行寻址，所以操作系统就将相邻的扇区组合在一起，形成一个簇，然后再对簇进行管理。每个簇可以包括2、4、8、16、32或64个扇区。显然，簇是操作系统所使用的逻辑概念，而非磁盘的物理特性。67为了更好地管理磁盘空间和更高效地从硬盘读取数据，操作系统规定一个簇中只能放置一个文件的内容，因此文件所占用的空间，只能是簇的整数倍；而如果文件实际大小小于一簇，它也要占一簇的空间。所以，一般情况下文件所占空间要略大于文件的实际大小，只有在少数情况下，即文件的实际大小恰好是簇的整

35、数倍时，文件的实际大小才会与所占空间完全一致。 68簇是指可分配的用来保存文件的最小磁盘空间，计算机中所有的信息都保存在簇中。簇越小，保存信息的效率就越高。在FAT16文件系统中，每个分区最多有65525个簇，簇大小默认值为32KB；在FAT32文件系统中使用的簇比FAT16小，默认为4KB。 69常用的文件系统有很多，MS-DOS和Windows 3.x使用FAT16文件系统，默认情况下Windows 98也使用FAT16，Windows 98和Me可以同时支持FAT16、FAT32两种文件系统，Windows NT则支持FAT16、NTFS两种文件系统，Windows 2000可以支持FA

36、T16、FAT32、NTFS三种文件系统，Linux一般都使用ext2文件系统。 701.3.2 硬盘分区格式 1. FAT16FAT(File Allocation Table)文件系统最早在1982年被应用于MS-DOS中，到了Windows 95时代，升级为FAT16。FAT16格式是MS-DOS和最早期的Windows 95操作系统中使用的磁盘分区格式。FAT16采用16位的文件分配表，从DOS、Windows 95、Windows 95 OSR2、Windows 98、Windows NT、Windows 2000到Windows XP都支持FAT16这种磁盘格式，但该分区格式只支持

37、2GB容量的硬盘分区，并且磁盘利用效率较低，这两大致命弱点使其惨遭淘汰。711.3.2 硬盘分区格式2. FAT32推出FAT32磁盘格式的目的就是为了取代FAT16的，其采用32位的文件分配表，对磁盘的管理能力大大增强，突破了分区容量2GB的限制，减少了磁盘的浪费，提高了磁盘的利用率。Windows 98以后的操作系统都支持这种分区格式。同FAT16相比，FAT32主要具有以下特点： 721. 同FAT16相比FAT32最大的优点是可以支持的磁盘大小达到2TB（2047GB），但是不能支持小于512MB的分区。基于FAT32的Win 2000可以支持分区最大为32GB；而基于 FAT16的W

38、in 2000支持的分区最大为4GB。 2. 由于采用了更小的簇，FAT32文件系统可以更有效率地保存信息。如两个分区大小都为2GB，一个分区采用了FAT16文件系统，另一个分区采用了FAT32文件系统。采用FAT16的分区的簇大小为32KB，而FAT32分区的簇只有4KB的大小。这样FAT32就比FAT16的存储效率要高很多，通常情况下可以提高15%。 731.3.2 硬盘分区格式3. FAT32文件系统可以重新定位根目录和使用FAT的备份副本。另外FAT32分区的启动记录被包含在一个含有关键数据的结构中，减少了计算机系统崩溃的可能性。741.3.2 硬盘分区格式3. NTFSNTFS(Ne

39、w Technology File System)是微软Windows NT的标准文件系统，主要应用在Windows 2000/XP/2003以及最新版的Windows Vista中。NTFS分区格式的优点是安全性和稳定性方面非常出色，在使用中不易产生文件碎片，并且能对用户的操作进行记录，通过对用户权限进行非常严格的限制，使每个用户只能按照系统赋予的权限进行操作，充分保护了系统与数据的安全。75NTFS 5.0的特点主要体现在以下几个方面： 1. NTFS可以支持的分区(如果采用动态磁盘则称为卷)大小可以达到2TB。而Win 2000中的FAT32支持分区的大小最大为32GB。 2. NTFS

40、是一个可恢复的文件系统。在NTFS分区上用户很少需要运行磁盘修复程序。NTFS通过使用标准的事物处理日志和恢复技术来保证分区的一致性。发生系统失败事件时，NTFS使用日志文件和检查点信息自动恢复文件系统的一致性。 763. NTFS支持对分区、文件夹和文件的压缩。任何基于Windows的应用程序对NTFS分区上的压缩文件进行读写时不需要事先由其他程序进行解压缩，当对文件进行读取时,文件将自动进行解压缩；文件关闭或保存时会自动对文件进行压缩。4. NTFS采用了更小的簇,可以更有效率地管理磁盘空间。在Win 2000的FAT32文件系统的情况下,分区大小在2GB8GB时簇的大小为4KB；分区大小

41、在8GB16GB时簇的大小为8KB；分区大小在16GB32GB时,簇的大小则达到了16KB。而Win 2000的NTFS文件系统，当分区的大小在2GB以下时,簇的大小都比相应的FAT32簇小;当分区的大小在2GB以上时(2GB2TB),簇的大小都为4KB。相比之下，NTFS可以比FAT32更有效地管理磁盘空间，最大限度地避免了磁盘空间的浪费。 775. 在NTFS分区上,可以为共享资源、文件夹以及文件设置访问许可权限。许可的设置包括两方面的内容：一是允许哪些组或用户对文件夹、文件和共享资源进行访问；二是获得访问许可的组或用户可以进行什么级别的访问。与FAT32文件系统下对文件夹或文件进行访问相

42、比，安全性要高得多。另外,在采用NTFS格式的Win 2000中,应用审核策略可以对文件夹、文件以及活动目录对象进行审核，审核结果记录在安全日志中，通过安全日志就可以查看哪些组或用户对文件夹、文件或活动目录对象进行了什么级别的操作，从而发现系统可能面临的非法访问,通过采取相应的措施，将这种安全隐患减到最低。这些在FAT32文件系统下,是不能实现的。786. 在Win 2000的NTFS文件系统下可以进行磁盘配额管理。磁盘配额就是管理员可以为用户所能使用的磁盘空间进行配额限制，每一用户只能使用最大配额范围内的磁盘空间。设置磁盘配额后，可以对每一个用户的磁盘使用情况进行跟踪和控制，通过监测可以标识

43、出超过配额报警阈值和配额限制的用户，从而采取相应的措施。磁盘配额管理功能的提供，使得管理员可以方便合理地为用户分配存储资源，避免由于磁盘空间使用的失控可能造成的系统崩溃，提高了系统的安全性。 791.3.2 硬盘分区格式4. Ext2Ext2是Linux中使用最多的一种文件系统，它是专门为Linux设计的，拥有最快的速度和最小的CPU占用率。Ext2既可以用于标准的块设备(如硬盘)，也可以用于软盘等移动存储设备。现在已经有新一代的Linux文件系统，如SGI公司的XFS、ReiserFS、Ext3文件系统等出现。801.3.3 通过FDISK和FORMAT命令进行分区和格式化硬盘分区通常要使用

44、FDISK命令，而格式化磁盘分区则需要使用FORMAT命令，这种方法是使用最多也是最为普通的方法。FDISK、FORMAT命令是基于DOS的磁盘管理程序，在Windows 98启动盘中都包含有该程序。首先，详细介绍一下利用FDISK命令分区的基本方法，以把60GB硬盘分为10GB、15GB、20GB和15GB 4个区为例。 811.3.3 通过FDISK和FORMAT命令进行分区和格式化1. 通过FDISK命令分区 先利用Windows 98软盘或光盘启动盘启动计算机，进入DOS提示符下。然后在DOS提示符下输入FDISK命令，按Enter键。 在接下来出现的页面中，提示用户磁盘容量已经超过了

45、512MB，为了充分发挥磁盘的性能，建议启用FAT32文件系统，输入“Y”后按Enter键或直接按Enter键。 接下来进入FDISK命令的主功能列表，其中共有45个选项，每一个选项下面分别对应着数个子选项。821.3.3 通过FDISK和FORMAT命令进行分区和格式化831.3.3 通过FDISK和FORMAT命令进行分区和格式化841.3.3 通过FDISK和FORMAT命令进行分区和格式化图中各个选项的含义如下。1. Create DOS partition or Logical DOS Drive-1. 创建DOS分区或逻辑驱动器2. Set active partition-2.

46、设置活动分区3. Delete partition or Logical DOS Drive -3. 删除分区或逻辑驱动器4. Display partition information-4. 显示分区信息851.3.3 通过FDISK和FORMAT命令进行分区和格式化在接下来的页面中，可以创建主分区、扩展分区和逻辑分区。该页面中有3个选项，各个选项的含义如下。1. Create Primary DOS Partition-1. 创建主分区2. Create Extended DOS Partition- 2. 创建扩展分区3. Create Logical DOS Drive(s) in t

47、he Extended DOS Partition-3. 创建逻辑分区 861.3.3 通过FDISK和FORMAT命令进行分区和格式化一般说来，创建硬盘分区遵循的原则是“主分区扩展分区逻辑分区”，而删除硬盘分区则与之相反。另外，一个硬盘可以划分出多个主分区，但事实上完全没必要，一般一块硬盘只有一个主分区就可以了。主分区之外的硬盘空间就是扩展分区，而逻辑分区是对扩展分区再行划分得到的。因此，在这里首先选择“1.Create Primary DOS Partition”选项，按1键然后按Enter键或直接按Enter键。 871.3.3 通过FDISK和FORMAT命令进行分区和格式化881.3

48、.3 通过FDISK和FORMAT命令进行分区和格式化选择“1”后按Enter键确认，FDISK开始检测硬盘。检测完毕，询问用户是否希望将整个硬盘空间作为主分区并激活？这里绝对不要输入“Y”，而应该输入“N”，只有这样才能建立多个分区，以方便管理 。891.3.3 通过FDISK和FORMAT命令进行分区和格式化901.3.3 通过FDISK和FORMAT命令进行分区和格式化输入“N”并按Enter键，程序会检测出硬盘总空间，并要求用户输入主分区大小。设置主分区的容量，可直接输入分区大小(以MB为单位)或分区所占硬盘容量的百分比(%)。假如在这里要为C盘分出10GB大小的空间，则输入“10276”，按Enter键确认。 主分区C盘创建完毕后，会显示出主分区的相关信息，了解之后按Esc键返回到主功能列表继续操作。911.3.3 通过FDISK和FORMAT命令进行分区和格式化接下来，要创建扩展分区(Extended Partition)。按1键继续操作，再次来到如图1.11所示页面，在该页面中选择“Create Extended DOS Partition”选项，按2键，开始创建扩展分区。检验硬盘后，会显示所有可用的磁盘空间大小，习惯上大多是将除主分区之外的所有空间划为扩展分区，因此，在这