詳解硬盤mbr

1、硬盤分區(qū)表知識(shí)硬盤分區(qū)表知識(shí)——詳解硬盤詳解硬盤MBR硬盤是現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上最常用的存儲(chǔ)器之一。我們都知道，計(jì)算機(jī)之所以神奇，是因?yàn)樗哂懈咚俜治鎏幚頂?shù)據(jù)的能力。而這些數(shù)據(jù)都以文件的形式存儲(chǔ)在硬盤里。不過(guò)，計(jì)算機(jī)可不像人那么聰明。在讀取相應(yīng)的文件時(shí)，你必須要給出相應(yīng)的規(guī)則。這就是分區(qū)概念。分區(qū)從實(shí)質(zhì)上說(shuō)就是對(duì)硬盤的一種格式化。當(dāng)我們創(chuàng)建分區(qū)時(shí)，就已經(jīng)設(shè)置好了硬盤的各項(xiàng)物理參數(shù)，指定了硬盤主引導(dǎo)記錄（即MasterBootRecd，一般簡(jiǎn)稱為

2、MBR）和引導(dǎo)記錄備份的存放位置。而對(duì)于文件系統(tǒng)以及其他操作系統(tǒng)管理硬盤所需要的信息則是通過(guò)以后的高級(jí)格式化，即Fmat命令來(lái)實(shí)現(xiàn)。面、磁道和扇區(qū)硬盤分區(qū)后，將會(huì)被劃分為面（Side）、磁道（Track）和扇區(qū)（Sect）。需要注意的是，這些只是個(gè)虛擬的概念，并不是真正在硬盤上劃軌道。先從面說(shuō)起，硬盤一般是由一片或幾片圓形薄膜疊加而成。我們所說(shuō)，每個(gè)圓形薄膜都有兩個(gè)“面”，這兩個(gè)面都是用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的。按照面的多少，依次稱為0面、1面、2

3、面……由于每個(gè)面都專有一個(gè)讀寫磁頭，也常用0頭(head)、1頭……稱之。按照硬盤容量和規(guī)格的不同，硬盤面數(shù)(或頭數(shù))也不一定相同，少的只有2面，多的可達(dá)數(shù)十面。各面上磁道號(hào)相同的磁道合起來(lái)，稱為一個(gè)柱面(Cylinder)。上面我們提到了磁道的概念。那么究竟何為磁道呢？由于磁盤是旋轉(zhuǎn)的，則連續(xù)寫入的數(shù)據(jù)是排列在一個(gè)圓周上的。我們稱這樣的圓周為一個(gè)磁道。如果讀寫磁頭沿著圓形薄膜的半徑方向移動(dòng)一段距離，以后寫入的數(shù)據(jù)又排列在另外一個(gè)磁道上

4、。根據(jù)硬盤規(guī)格的不同，磁道數(shù)可以從幾百到數(shù)千不等；一個(gè)磁道上可以容納數(shù)KB的數(shù)據(jù)，而主機(jī)讀寫時(shí)往往并不需要一次讀寫那么多，于是，磁道又被劃分成若干段，每段稱為一個(gè)扇區(qū)。一個(gè)扇區(qū)一般存放512字節(jié)的數(shù)據(jù)。扇區(qū)也需要編號(hào)，同一磁道中的扇區(qū)，分別稱為1扇區(qū)，2扇區(qū)……計(jì)算機(jī)對(duì)硬盤的讀寫，處于效率的考慮，是以扇區(qū)為基本單位的。即使計(jì)算機(jī)只需要硬盤上存儲(chǔ)的某個(gè)字節(jié)，也必須一次把這個(gè)字節(jié)所在的扇區(qū)中的512字節(jié)全部讀入內(nèi)存，再使用所需的那個(gè)字節(jié)。不

5、過(guò)，在上文中我們也提到，硬盤上面、磁道、扇區(qū)的劃分表面上是看不到任何痕跡的，雖然磁頭可以根據(jù)某個(gè)磁道的應(yīng)有半徑來(lái)對(duì)準(zhǔn)這個(gè)磁道，但怎樣才能在首尾相連的一圈扇區(qū)中找出所需要的某一扇區(qū)呢？原來(lái)，每個(gè)扇區(qū)并不僅僅由512個(gè)字節(jié)組成的，在這些由計(jì)算機(jī)存取的數(shù)據(jù)的前、后兩端，都另有一些特定的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)構(gòu)成了扇區(qū)的界限標(biāo)志，標(biāo)志中含有扇區(qū)的編號(hào)和其他信息。計(jì)算機(jī)就憑借著這些標(biāo)志來(lái)識(shí)別扇區(qū)。硬盤的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在上文中，我們談了數(shù)據(jù)在硬盤中的存儲(chǔ)的一般原

6、理。為了能更深入地了解硬盤，我們還必須對(duì)硬盤的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有個(gè)簡(jiǎn)單的了解。硬盤上的數(shù)據(jù)按照其不同的特點(diǎn)和作用大致可分為5部分：MBR區(qū)、DBR區(qū)、FAT區(qū)、DIR區(qū)和DATA區(qū)。我們來(lái)分別介紹一下：1、MBR區(qū)MBR（MainBootRecd主引導(dǎo)記錄區(qū)）位于整個(gè)硬盤的0磁道0柱面1扇區(qū)。不過(guò)，在總共512字節(jié)的主引導(dǎo)扇區(qū)中，MBR只占用了其中的446個(gè)字節(jié)，另外的64個(gè)字節(jié)交給了DPT（DiskPartitionTable硬盤分區(qū)表），最

7、后兩個(gè)字節(jié)“55，AA”是分區(qū)的結(jié)束標(biāo)志。這個(gè)整體構(gòu)成了硬盤的主引導(dǎo)扇區(qū)。主引導(dǎo)記錄中包含了硬盤的一系列參數(shù)和一段引導(dǎo)程序。其中的硬盤引導(dǎo)程序的主要作用是檢查分區(qū)表是否正確并且在系統(tǒng)硬件完成自檢以后引導(dǎo)具有激活標(biāo)志的分區(qū)上的操作系統(tǒng)，并將控制權(quán)交給啟動(dòng)程序。MBR是由分區(qū)程序（如Fdiskexe）所產(chǎn)生的，它不依賴任何操作系統(tǒng)，而且硬盤引導(dǎo)程序也是可以改變的，從而實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)共存。硬盤工作時(shí)，盤片以設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速高速旋轉(zhuǎn)，設(shè)置在盤片表面的磁頭則

8、在電路控制下徑向移動(dòng)到指定位置然后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或讀取出來(lái)。當(dāng)系統(tǒng)向硬盤寫入數(shù)據(jù)時(shí)，磁頭中“寫數(shù)據(jù)”電流產(chǎn)生磁場(chǎng)使盤片表面磁性物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生改變，并在寫電流磁場(chǎng)消失后仍能保持，這樣數(shù)據(jù)就存儲(chǔ)下來(lái)了；當(dāng)系統(tǒng)從硬盤中讀數(shù)據(jù)時(shí)，磁頭經(jīng)過(guò)盤片指定區(qū)域，盤片表面磁場(chǎng)使磁頭產(chǎn)生感應(yīng)電流或線圈阻抗產(chǎn)生變化，經(jīng)相關(guān)電路處理后還原成數(shù)據(jù)。因此只要能將盤片表面處理得更平滑、磁頭設(shè)計(jì)得更精密以及盡量提高盤片旋轉(zhuǎn)速度，就能造出容量更大、讀寫數(shù)據(jù)速度更快的硬盤。這是因

9、為盤片表面處理越平、轉(zhuǎn)速越快就能越使磁頭離盤片表面越近，提高讀、寫靈敏度和速度；磁頭設(shè)計(jì)越小越精密就能使磁頭在盤片上占用空間越小，使磁頭在一張盤片上建立更多的磁道以存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)。二、硬盤的邏輯結(jié)構(gòu)：二、硬盤的邏輯結(jié)構(gòu)：硬盤由很多盤片(platter)組成，每個(gè)盤片的每個(gè)面都有一個(gè)讀寫磁頭。如果有N個(gè)盤片。就有2N個(gè)面，對(duì)應(yīng)2N個(gè)磁頭(Heads)，從0、1、2開始編號(hào)。每個(gè)盤片被劃分成若干個(gè)同心圓磁道(邏輯上的，是不可見的。)每個(gè)盤片

10、的劃分規(guī)則通常是一樣的。這樣每個(gè)盤片的半徑均為固定值R的同心圓再邏輯上形成了一個(gè)以電機(jī)主軸為軸的柱面(Cylinders)，從外至里編號(hào)為0、1、2……每個(gè)盤片上的每個(gè)磁道又被劃分為幾十個(gè)扇區(qū)(Sect)，通常的容量是512byte，并按照一定規(guī)則編號(hào)為1、2、3……形成CylindersHeadsSect個(gè)扇區(qū)。這三個(gè)參數(shù)即是硬盤的物理參數(shù)。我們下面的很多實(shí)踐需要深刻理解這三個(gè)參數(shù)的意義。硬盤存儲(chǔ)數(shù)據(jù)是根據(jù)電、磁轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)的。硬盤由

11、一個(gè)或幾個(gè)表面鍍有磁性物質(zhì)的金屬或玻璃等物質(zhì)盤片以及盤片兩面所安裝的磁頭和相應(yīng)的控制電路組成(圖1)，其中盤片和磁頭密封在無(wú)塵的金屬殼中。三、磁盤引導(dǎo)原理：三、磁盤引導(dǎo)原理：3.1MBR(masterbootrecd)扇區(qū)：計(jì)算機(jī)在按下power鍵以后，開始執(zhí)行主板bios程序。進(jìn)行完一系列檢測(cè)和配置以后。開始按bios中設(shè)定的系統(tǒng)引導(dǎo)順序引導(dǎo)系統(tǒng)。假定現(xiàn)在是硬盤。Bios執(zhí)行完自己的程序后如何把執(zhí)行權(quán)交給硬盤呢。交給硬盤后又執(zhí)行存儲(chǔ)在

12、哪里的程序呢。其實(shí)，稱為mbr的一段代碼起著舉足輕重的作用。MBR(masterbootrecd)即主引導(dǎo)記錄，有時(shí)也稱主引導(dǎo)扇區(qū)。位于整個(gè)硬盤的0柱面0磁頭1扇區(qū)(可以看作是硬盤的第一個(gè)扇區(qū))，bios在執(zhí)行自己固有的程序以后就會(huì)jump到mbr中的第一條指令。將系統(tǒng)的控制權(quán)交由mbr來(lái)執(zhí)行。在總共512byte的主引導(dǎo)記錄中，MBR的引導(dǎo)程序占了其中的前446個(gè)字節(jié)(偏移0H~偏移1BDH)，隨后的64個(gè)字節(jié)(偏移1BEH~偏移1F