硬盘数据组织(二).ppt

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1、第4章硬盘数据组织(二)“三个步骤”和“五个区域”硬盘在存储数据之前，一般需经过低级格式化、分区、高级格式化这三个步骤之后才能使用。其作用是在物理硬盘上建立一定的数据逻辑结构，一般将硬盘分为5个区域，分别是主引导记录区、DOS引导记录区、文件分配表区、文件目录表区和数据区（FAT文件格式），实现对数据的存储与管理。这5个区域在硬盘逻辑分区上的排列如下图所示MBRDBRFAT1FAT2DIRDATA图：各区域在分区上的位置关系4.1MBRMBR，即主引导记录区，位于整个硬盘的0磁道0柱面1扇区。它由两部分组成，分别是主引导记

2、录MBR（mainbootrecord）和分区表DPT（diskpartitiontable）。4.1.1硬盘主引导记录的结构硬盘主引导扇区由5个部分组成：①000H～1BDH共446个字节是MBR部分；②1BEH～1FDH共64个字节是硬盘的四个分区表信息；③1FEH～1FFH共2个字节“55AA”是硬盘主引导扇区结束（有效）标志，标志错误系统也不能启动。每个硬盘分区表占16个字节，各字节的含义如下表所示。偏移意义偏移意义0自举标志8本分区之前已用扇区数1起始磁头号H92起始扇区号S103起始柱面号CYL114分区格式标

3、志12本分区扇区总数5终止磁头号H136终止扇区号S147终止柱面号CYL15当自举标志字节为80H时，说明该分区是活动分区；自举标志字节为00H时，说明是非活动分区；80H和00H以外的值，是错误的标志。常见的分区类型或称做分区格式。00空，DOS或Windows不允许使用，视为非法05Extended(EMBR)0FExtended(MBR)06FATl607HPFS/NTFS08AIX0BFAT3282Linuxswap83Linux4.1.2虚拟MBR通过主引导记录定义的硬盘分区表，最多只能描述4个分区，如果想要多

4、于4个分区，就要突破主引导记录中的分区描述方法，这在某些时候也是突破硬盘容量限制的一种方法。微软为了解决这个问题，采用了一种称做虚拟MBR的技术。虚拟MBR所谓虚拟MBR，就是让主MBR在定义分区的时候，将多余的容量定义为扩展分区，指定该扩展分区的起止位置，根据起始位置指向的硬盘的某一个扇区，作为下一个分区表项，接着在该扇区继续定义分区。如果只有一个分区，就定义该分区，然后结束；如果不止一个分区，就定义一个基本分区和一个扩展分区，扩展分区再指向下一个分区描述扇区，在该扇区按上述原则继续定义分区，直至分区定义结束。这些用以描

5、述分区的扇区形成一个“分区链”，通过这个分区链，就可以描述所有的分区。为什么把它称为虚拟MBR呢？因为定义分区的这些扇区，其对分区的描述方式与MBR一样（但只能有一个基本分区和一个扩展分区或只有一个基本分区），但又没有引导和错误提示信息等部分，所以称为虚拟MBR（也称为扩展MBR，extendedMBR，EBR）系统在启动时按照分区链的链接顺序查找分区，直至找出所有分区。这个链显然是个开链结构，如果形成一个环，系统本身并不会去判断它，它只是按照这个链忠实地寻找分区，而不进行任何额外的检测与处理。系统就是用这种方法来使一个物

6、理硬盘通过分区后看起来像是有多个硬盘。系统能够找到C以外的其他逻辑盘的惟一办法就是，沿着虚拟MBR分区表项所描述的分区链查找分区。“逻辑锁”所谓硬盘“逻辑锁”，就是让分区链形成一个环，这样系统在启动时就在分区表内循环，表现为系统无法引导，就是用软盘启动，也不能进入硬盘。虚拟MBR实例（D盘）虚拟MBR实例（E盘）虚拟MBR实例（F盘）对于DOS系统的逻辑盘，其与分区表链中的对应关系如下所述。①如果硬盘只有一个主分区，即将整个硬盘作为一个逻辑盘C，则分区命令Fdisk只在硬盘的0柱面、0磁头、1扇区上建立一个MBR；②如果硬

7、盘被划分成2～4个分区，则Fdisk除了在0柱面、0磁头、1扇区上建立一个MBR之外，还在扩展分区的起始扇区上都建立—个虚拟MBR，每一个虚拟MBR用于扩展分区上的一个逻辑盘。这些MBR中的各个分区表链接成一个如图4-1所示的分区表链。图4-1是一个硬盘具有4个逻辑盘的例子，图中说明了每个逻辑盘分区表中的四个表项所描述的内容。定义C盘描述剩余空间未用未用C:分区表表项1表项2表项3表项4定义D盘描述虚拟MBR未用未用D:分区表定义E盘描述虚拟MBR未用未用E:分区表定义F盘描述虚拟MBR未用未用F:分区表图4-1DOS逻辑

8、盘与分区表链的关系4.2DBR分析磁盘（硬盘指逻辑盘，从这里开始除非特别指出物理硬盘，讨论的都是逻辑磁盘，讨论各分区内的文件系统的管理方式，所有分区内的逻辑扇区，都从“0”开始编号，直至其最大值–1，涵盖整个分区）的0扇区叫做DOS引导扇区，又称为BOOT区。由Format（高级格式化）命令将DOS引导