硬盘的分区和格式化

第四章硬盘分区与格式化一块全新的硬盘必须经过分区之后才能正常使用，分区从实质上说就是对硬盘的一种格式化，即经过低级格式化、分区和高级格式化这3个处理步骤后，才能被计算机用来存储数据。一般情况下，硬件在出厂时只进行了低级格式化处理，因此在安装操作系统之前，还需要对硬盘进行“分区”和“格式化”处理。12本章学习要点:硬盘的低级格式化、分区和高级格式化的作用硬盘的寻址方式硬盘的数据结构以及每一部分的含义分区和高级格式化各对硬盘数据结构的作用分区和高级格式化的大致步骤341概述我们知道硬盘里面重要的几个概念：磁头（Head）、柱面（Cylinder）、扇区（Sector），下图是我电脑的这几项的数据，用DisGenius查看的，通过此图学习几个概念：1、硬盘的低级格式化 2、硬盘的寻址方式3、分区的意义4、高级格式化411硬盘的低级格式化上面我们列举了我的磁盘里面柱面、扇区数目，这些数目是怎么来的呢？一个空白的硬盘可以想象成个“铁砖头”，并没有这些所谓的磁道、柱面、扇区等参数，出厂前，硬盘厂家往往会进行格式化，确定硬盘的柱面、扇区等等物理参数，这就是所谓的“低级格式化”，这种格式化和操作系統是没有关系的。412硬盘的寻址方式磁盘经过低级格式化后，就有了扇区，我们就可以往里面写数据了，但是如何来确定我们的数据写到哪个扇区呢如果我们不告诉计算机，它是不知道的。因此我们应该找到我们需要写入或读出数据的扇区，也就用到了磁盘寻址”。（1）找到一个具体的扇区，可以通过提供柱面号Cylinder，磁头号Header、扇区号sector，就能唯一确定那个扇区了，这种寻址方式称为CHS寻址方式。例如CHS为0/0/1表示0号柱面、0号磁头、1号扇区，也就是整块磁盘的第一个扇区；60800/254/63，表示60800号柱面，255号磁头，63号扇区，表示我的磁盘的最后一个扇区；412硬盘的寻址方式（2）找到一个具体的扇区，还可以使用另外一种方式，那就是仅仅提供扇区号来确定，叫做LBA，逻辑寻址，或者线性寻址。 例如0号柱面0号磁头扇区数为100个（这里不是68个了，因为外圏比内圏扇区数多），其对应的物理编号为1~100，但是对应的LBA逻辑号为0~99逻辑编号从0开始；0号柱面1号磁头对应扇区物理编号为1~100，但是对应的LBA逻辑标号为100~199，以此类推，因此所有的扇区编号为：0~976773167，相当于把一个一个的柱面展开，然后连接起来了。（3）现在的硬盘采用的寻址方式都是LBA方式。412硬盘分区的意义一个物理参数已经确定的硬盘，想提供给用户使用，首先要进行分区，联系到文件系统，可以理解为C盘使用那一段范围的扇区，D盘使用那一段范围的扇区等。412硬盘的高级格式化（1）硬盘的高级格式化，就是给分区确定一种文件系统格式，让用户能够通过文件系统进行文件的各种增删查改的操作（2）常见的文件系统格式有FAT32、NTFS、ET2、ET3、SWAP等。412硬盘的高级格式化（1）硬盘的高级格式化，就是给分区确定一种文件系统格式，让用户能够通过文件系统进行文件的各种增删查改的操作（2）常见的文件系统格式有FAT32、NTFS、ET2、ET3、SWAP等。42硬盘里的数据结构思考：要理解硬盘分区、高级格式化的意义，要通过LBA的硬盘数据结构图解弄懂硬盘寻址的工作原理，这样才能弄懂硬盘分区和高级格式化的意义；也能学会怎么样去进行硬盘的分区和格式化操作。先来整体上看一下，上面图是我电脑的磁盘，按照LBA寻址，把所有的扇区按照从左到右，依次排开，最左边为第一块扇区，最右边是最后一块扇区，所有数据信息就存储在里面。从左到右分为了几部分：StartSections-->B，最后黄色的表示UnB。下面开始分开逐个来解释一下。42硬盘里的数据结构421StartSections一、StartSections：这个开始扇区部分有1MB大小，其中第一个扇区，也是整个磁盘的第一个扇区，位于0柱面0磁头1扇区，也叫做主引导扇区，一共512个字节，分为了三部分：（1）MBR（446字节）：MainBootRecord，主引导记录421StartSections如果直接说MBR可能不知道它从何而来，我们从开机来看看，它到底在什么时候起作用的。我们按下电脑的开机按键，就给主板通上了电，上面的bios程序开始运行，对电脑硬件进行检测，然后就需要我们去选择Firstbootdevice，我们可以从U盘启动、从光盘启动，当然也可以从硬盘启动，而且很多时候默认的是从硬盘启动。如果我们选择了从硬盘启动，那么bios程序就会读取该设备的第一个扇区的数据，也就是前面512个字节，如果最后两个字节不是以055AA结束，那么表示这个设备不可以用来启动；如果是055AA，那么表示该设备可以用来启动，bios程序就会有一个jumBR，主引导记录。421StartSectionsMBR中包含了整个硬盘的一些参数和一段引导程序，引导程序就会去DPT磁盘分区表里面去找到底从硬盘的哪个分区去启动（具有激活标志的分区），找到后就把控制权交出去，不过这之前会先检查DPT磁盘分区表是否正确。（2）DPT（64字节）：DisPartitionTable，磁盘分区表DPT用来记录磁盘到底分了几个分区以及分区的一些信息，磁盘分区有许多好处，比如不同的分区放不同的数据，又或者可以安装多操作系统等等。DPT只有64个字节，分成了四项，分别为第一~四分区表项，图中红色虚线箭头指向的。每个分区表项占16个字节，因此一个磁盘只能分为四个分区，即四个主分区。当然如果想增加更多的分区，其中一个主分区可以当成扩展分区，在扩展分区里面新建逻辑分区。421StartSections磁盘分区表的四个分区表项内容格式一致，我们拿出一个分区表项（16字节）看看都包含了什么。第1个字节：如果为080，表示是激活分区，那么前面的MBR引导程序就把控制权给这个分区。四个分区只能有一个是激活的。000表示非激活的分区。第2-4个字节：主分区的第一个扇区的CHS地址，里面有程序代码的。第5个字节：主分区的类型。例如01表示FAT32,05表示etended（如果一个分区的主分区id号为05，那么它就是一个扩展分区了，我的硬盘扩展分区的标志是0F，表示Win95Etended）等，具体可参看分区类型标志。第6-8个字节：主分区的最后一个扇区的CHS地址，所以我们改改分区表，也可以修改磁盘分区的大小。第9-12个字节：该主分区的第一个扇区的逻辑地址LBA。第13-16个字节：主分区的扇区总数。422主分区我的磁盘分了三个主分区，分别为系统保留、C盘、D盘，我们以C盘为例，看看主分区所占用的扇区，可以分为几部分。（1）引导扇区：OSBootRecord，主分区的引导记录，有时也叫卷引导记录（Volumebootrecord）含有一段操作系统的引导程序，如果该分区是激活的，可以通过它来启动本主分区的操作系统。（2）DATA数据区：存储数据，不同的文件系统，如fat、ntfs还会细分。423扩展分区我的最后一个主分区当做扩展分区，里面有两个逻辑分区E盘和F盘，每一个逻辑分区由几部分组成。（1）扩展分区表扩展分区的