硬盘知识详细介绍

nullnull您可以学习到的内容您可以学习到的内容硬盘的分类和构造 MBR分区表的结构和计算方法（硬盘分区大小如何计算，分区的位置） 分区结构，MBR硬盘的分区扩展方式 引导扇区的结构和功能 分区表备份和恢复及相关工具的介绍 MBR分区的弱点和GUID分区的介绍硬盘的种类硬盘的种类传统硬盘——机械硬盘，（港台称之为硬碟，英文名：Hard Disc Drive 简称HDD 全名 温彻斯特式硬盘）是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外覆盖有铁磁性材料。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。 固态硬盘——（Solid State Disk或Solid State Drive），作电子硬盘或者固态电子盘，是由控制单元和固态存储单元（DRAM或FLASH芯片）组成的硬盘。机械硬盘机械硬盘固态硬盘固态硬盘null硬盘容量硬盘容量标称250GB的硬盘到底能容纳多少数据呢？ 由于存储器生产厂家向来都是按照1000字节当做1k字节，1000k称为1MB; 操作系统都是按照1024计算，也就是： 250GB/1024/1024/1024*(1000*1000*1000) =232.83GB。 实际只有不大233GB的空间可以使用。机械硬盘的结构机械硬盘的结构 机械硬盘主要由盘片、盘片驱动器、磁头及控制装置组成。盘片由较轻质的金属（如铝）或玻璃制成，表面再涂上一层磁性材料。盘片的光洁度极高，远远超过我们生活中使用的镜子。硬盘都是密封的，内部非常干净，哪怕是一丝肉眼看不见的灰尘也会给盘面带来致命的损伤。一个硬盘内可以有多张盘片，盘片之间有一定间隔。这些盘片被安装在一个可高速转动的电机上，也就是盘片驱动器。盘片上存储的信息是由磁头写入的，在一张盘片的正反两面都会有一个磁头进行读写。磁头是硬盘中最昂贵、最精密的部分。磁头装在磁头支架上，它们像梳子的齿一般伸进各自负责的盘片间隔中。磁头支架在特殊的电机驱动下，可以使磁头在盘片上不同的地方来回移动。盘片在高速旋转时会带动盘表面的空气，空气作用在磁头上产生一个浮力使磁头与盘面保持一个极微小的距离。这样既可有效进行读写，也不会磨损盘面。盘片上有一圈圈看不见的磁道，有了这些磁条才能够有序地对信息进行读写。一个盘面上可以有成千上万个磁道，就像是被画上了很多大大小小的同心圆圈。当我们输入了要读（写）某个信息的命令时，磁头驱动电机就会移动磁头在盘片上寻找适当的位置进行工作。磁头及附属组件磁头及附属组件硬盘的逻辑结构硬盘的逻辑结构硬盘分区表硬盘分区表 我们一般平时使用Fdisk、PQ、PPM(Pragon Partition Manager)，Diskpart等软件给硬盘划分出几个分区，安装操作系统。 一块完整的硬盘是如何被分成若干个分区的呢？硬盘分区表硬盘分区表我们在日常使用电脑中，可能由于操作失误、或者病毒破坏，导致硬盘分区表信息损坏，数据丢失。 下面我们就着重讲解 什么是分区表； 分区表在什么位置； 分区表的作用； 分区信息的获取； 如何重建分区表。主引导记录（MBR）主引导记录（MBR）主引导记录（Master Boot Record）位于硬盘0柱面、0磁头 、1扇区，也就是硬盘的第一个扇区，大小为512字节，主引导记录用于硬盘启动时将系统控制转给用户指定的并在分区表中登记了的某个操作系统。 它的结构如下： null分区表项的意义 分区表项的意义 8020210007FEFFFF000800000080A903 16个字节null逻辑扇区号和CHS参数互转逻辑扇区号和CHS参数互转实例实例8020210007FEFFFF000800000080A903 80—活动分区； 202100—分区起始柱面，磁头，扇区号； 07—系统标志；NTFS FEFFFF—分区结束柱面，磁头，扇区号； 00080000—分区起始逻辑扇区号； 0080A903—分区扇区数量；柱面数量超过1024怎么处理？柱面数量超过1024怎么处理？分区表项给柱面项预留的位数只有10bits,210=1024个柱面，如果超过了这个数，该如何计算呢？ 前面我们知道，在分区表的后8个字节，分别表示了，分区的起始逻辑扇区号和分区扇区总数，然后根据逻辑扇区号和CHS参数转换公式，就可以确定柱面数量。 继续计算继续计算00080000—分区起始逻辑扇区号； 我们翻转后得到：00000800H,转换成10进制，得到 8*162=2048；根据前面的转换公式： 柱面号：int (2048/16065)=0; 磁头号：int ((2048%16065)/63)=32; 扇区号 : (2048%16065)%63+1=33; （逻辑扇区号是从0开始的，而CHS参数是中扇区是从1开始的）继续计算继续计算0080A903 ——分区扇区数量；翻转后—03A98000 前面知道分区起始扇区是800H； 800+03A98000-1=03A987FF,转换成10进制:61442047; 同理得出：结束柱面、扇区、磁头位置 柱面：3824; 磁头：150; 扇区: 63; 此外，还得出分区大小为：61440000*512/1024/1024=30000MB,大约29.2GB 扩展分区扩展分区第一个扇区中的只预留了4个分区表项，我们的要想使用更多的分区，需要借助扩展分区。扩展分区不能直接使用，需要继续划分逻辑分区，逻辑分区数量不限，数量受制于操作系统的设计。 00FEFFFF0FFEFFFF0088A9030008B717 0F系统标志代表扩展分区。nullnull由此可见逻辑分区链表是单向的，一旦断开，系统后面的分区就会丢失，当然实际上数据还在。 我们可以利用掌握的知识，步步分析，有很大希望可以重建分区表，挽回损失。 下面学习如何备份、重建分区表，根据系统提示排除故障。备份分区表备份分区表重建从安全、效率方面来说，永远也赶不上及时备份。 所以我们在每次对磁盘参数进行调整前，一定要进行备份操作。 我们可以通过很多方法备份分区表，有从dos下备份，有从windows下备份的，有手动备份的，也有自动备份的工具。 下面我们依次讲解：DOS下备份操作DOS下备份操作我们可以通过DiskGen（原名：Diskman ）这个工具来操作，首先创建一个Dos启动盘（可以是U盘、光盘、软盘、硬盘等），将Diskgen拷贝到启动盘中。 从dos启动后，我们在命令行后输入diskgen.需要鼠标的可以在做启动盘的时候添加。 比如：C:\>diskgen(回车)进入Diskgen的主界面.nullnullnullnullnullnullnullnull分区表备份文件分区表备份文件HDPT.HDPHDPT.HDP 该文件包括MBR、扩展分区链表中的所有分区表、分区引导记录。出现分区问题，可以采取恢复分区表的方法。实在不行，可以采用重建分区表。还不行，可以考虑手动恢复。 HDPT.TXT里面还是分区表的文字描述，可以当做参考。Windows下面的分区表备份工具Windows下面的分区表备份工具 Disk genius 3.1 Beta3 ; PartitionTableDoctor 3.5; Disk genuis 3.1.0412.3Disk genuis 3.1.0412.3 它是在最初的DOS版的基础上开发而成的。Windows版本的DiskGenius软件，除了继承并增强了DOS版的大部分功能外(少部分没有实现的功能将会陆续加入)，还增加了许多新的功能。如：已删除文件恢复、分区复制、分区备份、硬盘复制等功能。另外还增加了对VMWare虚拟硬盘的支持。更多功能正在制作并在不断完善中。另外，应广大用户的要求，新的DOS版本也在制作当中，不久即将发布。 特点： 1、支持传统的MBR分区表格式及较新的GUID分区表格式。 2、支持基本的分区建立、删除、隐藏等操作。可指定详细的分区参数； 3、支持IDE、SCSI、SATA等各种类型的硬盘。支持U盘、USB硬盘、存储卡(闪存卡)； 功能功能4、支持FAT12、FAT16、FAT32、NTFS文件系统；     5、支持EXT2/EXT3文件系统的文件读取操作。支持Linux LVM2磁盘管理方式；     6、可以快速格式化FAT12、FAT16、FAT32、NTFS分区。格式化时可设定簇大小、支持NTFS文件系统的压缩属性；     7、可浏览包括隐藏分区在内的任意分区内的任意文件，包括通过正常方法不能访问的文件。可通过直接读写磁盘扇区的方式读写文件、强制删除文件；     8、支持盘符的分配及删除；     9、支持FAT12、FAT16、FAT32、NTFS分区的已删除文件恢复、分区误格式化后的文件恢复。成功率较高；     10、增强的已丢失分区恢复(重建分区表)功能，恢复过程中，可即时显示搜索到的分区参数及分区内的文件。搜索完成后，可在不保存分区表的情况下恢复分区内的文件； 功能功能11、提供分区表的备份与恢复功能；     12、可将整个分区备份到一个镜像文件中，可在必要时(如分区损坏)恢复。支持在Windows运行状态下备份系统盘；     13、支持分区复制操作。并提供“全部复制”、“按结构复制”、“按文件复制”等三种复制方式，以满足不同需求；     14、支持硬盘复制功能。同样提供与分区复制相同的三种复制方式；     15、支持VMWare虚拟硬盘文件(“.vmdk”文件)。打开虚拟硬盘文件后，即可像操作普通硬盘一样操作虚拟硬盘；     16、可在不启动VMWare虚拟机的情况下从虚拟硬盘复制文件、恢复虚拟硬盘内的已删除文件(包括格式化后的文件恢复)、向虚拟硬盘复制文件等；     17、支持 “.img” “.ima” 磁盘及分区映像文件的制作及读写操作；     18、支持USB-FDD、USB-ZIP、USB-HDD模式启动盘的制作及其文件操作功能；     19、支持磁盘坏道检测与修复功能。 nullnullnullnull重建主引导记录(MBR) 重建主引导记录(MBR)     “主引导记录”位于每块硬盘的第一个扇区中，用于引导操作系统。本软件会在保存分区表时自动检查主引导记录(MBR)，当发现MBR无效时会自动修复。     本软件对MBR有效性的检测可能并不准确。因此，在必要时可通过本软件的“重建主引导记录”功能修复。操作方法如下：     点击“硬盘 - 重建主引导记录(MBR)”菜单项，程序弹出下列提示： 点击“是”按钮后，程序将用本软件自带的MBR替换当前的MBR。注意注意Disk Genius 3.1的备份分区表文件和dos下的diskgen备份下的分区表文件不一致，前者多了512字节，内容是标志硬盘信息，如制造商、硬盘序列号等。 如果想在dos下恢复windows下备份的分区表，可以把文件前512字节删除保存即可。PartitionTableDoctor 3.5PartitionTableDoctor 3.5分区表医生 3.5 null软件打开， 提示插入 软盘，创建 恢复磁盘。 点击 Cancel即可nullnullPTD的备份分区表文件PTD的备份分区表文件备份的分区表扩展名为 dat，内容和diskgen产生的基本一致，包括MBR、主、扩展分区表、分区引导记录。 恢复操作大同小异扇区备份功能扇区备份功能PTDD提供了扇区备份功能，我们可以将MBR、DBR等备份到不常用的空白扇区，出现问题，我们可以轻松的恢复。其他软件其他软件以PPM(Paragon Partition Manager 9.0)为例。 功能类似PQ，但更为强大。nullnullnullnullPtedit32Ptedit32ptedit32是在Norton partition manager 程序目录下提供的分区表编辑软件，在2000/xp/2003/vista下都能运行。null 调整引导记录参数微软提供的工具微软提供的工具从vista开始，微软在系统安装光盘里面提供了一个程序：bootsect。 从字面上理解，就是引导扇区 Bootsect可以恢复各种原因引起的MBR、DBR丢失或损坏。BootsectBootsectnull应用实例应用实例恢复xp 的MBR和系统分区引导代码： bootsect /nt52 sys /mbr 恢复vista MBR bootsect /nt60 sys /mbr 恢复xp D:的引导记录 bootsect /nt52 D: 恢复vista 所有分区的引导记录 bootsect /nt60 all Bootsect的原理Bootsect的原理Bootsect程序的数据段保存着vista、xp的MBR、DBR引导代码。Vista loaderVista loadernullnullMBR分区的缺陷MBR分区的缺陷尽管目前MBR分区类型占了绝大多数，但是他有很多缺陷： MBR 磁盘只支持 4 个分区表项； 每个分区长度至少占用一个柱面； 最大支持2TB硬盘； ……GUID分区表格式（Globally Unique Identifier Partition Table Format）GUID分区表格式（Globally Unique Identifier Partition Table Format）GUID分区表(简称GPT。使用GUID分区表的磁盘称为GPT磁盘)是源自EFI标准的一种较新的磁盘分区表结构的标准。与目前普遍使用的主引导记录(MBR)分区方案相比，GPT提供了更加灵活的磁盘分区机制。它具有如下优点：     1、支持2TB以上的大硬盘。     2、每个磁盘的分区个数几乎没有限制。为什么说“几乎”呢？是因为Windows系统最多只允许划分128个分区。不过也完全够用了。     3、分区大小几乎没有限制。又是一个“几乎”。因为它用64位的整数表示扇区号。夸张一点说，一个64位整数能代表的分区大小已经是个“天文数字”了，若干年内你都无法见到这样大小的硬盘，更不用说分区了。     4、分区表自带备份。在磁盘的首尾部分分别保存了一份相同的分区表。其中一份被破坏后，可以通过另一份恢复。     5、每个分区可以有一个名称(不同于卷标)。操作系统对GUID分区表支持操作系统对GUID分区表支持既然GUID分区方案具有如此多的优点，在分区时是不是可以全部采用这种方案呢？不是的。并不是所有的Windows系统都支持这种分区方案。 请看下表：null是不是很失望？目前多数的个人电脑系统还无法完美支持GPT磁盘。但是这并不意味着我们不需要了解GUID分区方案。别忘了，硬件的发展速度总是令人吃惊的。1.5TB的硬盘已经大量上市，2TB以上容量的硬盘很快就会普及，基于EFI的主板也正在销售。GUID分区方案终将成为主流 。  系统启动过程系统启动过程 1. 开机 　　2. BIOS 加电自检 ( Power On Self Test -- POST ) 内存地址为 0FFFF : 0000 　　3. 将硬盘第一个扇区 (0头0道[柱面]1扇区,也就是Boot Sector) 读入内存地址0000 : 7C00 处. 　　4. 检查(WORD) 0000 : 7DFE 是否等于0xAA55,若不等于则转去尝试其它启动介质 　　如果没有其它启动介质则显示"No ROM BASIC" 然后死机. null　5. 跳转到0000 : 7C00 处执行MBR 中的程序. 　　6. MBR 首先将自己复制到 0000 : 0600 处, 然后继续执行. 　　7. 在主分区表中搜索标志为活动的分区. 如果发现没有活动分区或有不止一个活动分区, 则转停止. 　　8. 将活动分区的第一个扇区读入内存地址 0000 : 7C00 处. 　　9. 检查(WORD) 0000 : 7DFE是否等于0xAA55,若不等于则显示"Missing Operating System"然后停止,或尝试软盘启动 null10. 跳转到0000 : 7C00处继续执行特定系统的启动程序. 　　11. 启动系统 ... 　　以上步骤中 2,3,4,5 步是由 BIOS 的引导程序完成. 6,7,8,9,10步由MBR中的引导程序完成. null感谢您的观看！ Thanks for your previewing! 铅笔刀的小屋