磁盤(pán)的分區(qū)

裝過(guò)系統(tǒng)的人都知道必須要分區(qū)后才能安裝系統(tǒng)，形象點(diǎn)的說(shuō)比如windows里C:,D:之類(lèi)的東西；如果你要問(wèn)硬盤(pán)為什么要分區(qū)，我也說(shuō)不上來(lái)很?chē)?yán)格的原因，首先從使用習(xí)慣上來(lái)講，我們不希望數(shù)據(jù)雜亂無(wú)章堆積在一起，其次，如果不分區(qū)，如何才能在一塊硬盤(pán)上使用不同的文件系統(tǒng)（下面講到）呢，學(xué)院派的說(shuō)法是：數(shù)據(jù)安全和性能考慮。

先要說(shuō)硬盤(pán)中最最重要的第一扇區(qū)，因?yàn)檎麎K硬盤(pán)的重要信息都在這里：

MBR(Master Boot Record 主啟動(dòng)記錄)：開(kāi)機(jī)引導(dǎo)程序就在安裝在此，占用446byte;

DPT(Disk Partition table 硬盤(pán)分區(qū)表)：記錄硬盤(pán)上的分區(qū)元信息，占用64byte。

MBR是如何工作的呢，不用深究，反正就是系統(tǒng)開(kāi)始時(shí)會(huì)主動(dòng)讀取數(shù)據(jù)的地方，這樣才能引導(dǎo)進(jìn)行操作系統(tǒng)的啟動(dòng)；

DPT要仔細(xì)的講講，分區(qū)的大致意思就如同搶地盤(pán)，不過(guò)人家比較規(guī)矩，按照柱面（最小的分區(qū)單位）分配，比如第一個(gè)分區(qū)從柱面1-200，第二個(gè)分區(qū)201-500，但三個(gè)分區(qū)501-1000...(省略并非可以無(wú)限分配下去哦)

為啥說(shuō)不能一直分配下去呢，技術(shù)柱面數(shù)量足夠，因?yàn)樯厦嬲f(shuō)到硬盤(pán)分區(qū)表只有64個(gè)字節(jié)，每條分區(qū)記錄需要占用16字節(jié)，最多只能分4個(gè)，疑問(wèn)在此：我的電腦怎么分了5個(gè)（c\d\e\f\g）?

其實(shí)我說(shuō)的4個(gè)分區(qū)是所謂的主分區(qū)，為了能支持很多分區(qū)引入了擴(kuò)展分區(qū)的概念， 也就是說(shuō)，可以使用DPT中一條記錄來(lái)記錄擴(kuò)展分區(qū)的信息，然后在擴(kuò)展分區(qū)中再繼續(xù)劃分邏輯分區(qū)，而邏輯分區(qū)的分區(qū)信息則記錄在擴(kuò)展分區(qū)的第一個(gè)扇區(qū)中，如此則可以像鏈表一樣劃分出很多分區(qū)來(lái)。但注意，一個(gè)分區(qū)表中可以有1~4條主分區(qū)，但是最多只能有1個(gè)擴(kuò)展分區(qū)

分區(qū)表之間是如何關(guān)聯(lián)的，詳細(xì)講一下，分區(qū)表是一個(gè)單向鏈表，第一個(gè)分區(qū)表，也就是位于硬盤(pán)第一個(gè)扇區(qū)中的DPT，可以有一項(xiàng)記錄擴(kuò)展分區(qū)的起始位置柱面，類(lèi)似于指針的概念，指向擴(kuò)展分區(qū)(圖3)，根據(jù)這項(xiàng)記錄我們可以找到擴(kuò)展分區(qū)的某柱面0磁頭1扇區(qū)(CHS)，而這個(gè)扇區(qū)中又存放了第二個(gè)分區(qū)表，第二個(gè)分區(qū)表第一項(xiàng)記錄一般表述了當(dāng)前所在的邏輯分區(qū)的起始/終止柱面，第二項(xiàng)記錄表述了下一個(gè)邏輯分區(qū)所在的0磁頭1扇區(qū)(CHS),第三、第四項(xiàng)記錄不存任何信息(圖4)。

請(qǐng)看下圖，主引導(dǎo)記錄/分區(qū)表所在的是硬盤(pán)第一個(gè)分區(qū)，基本分區(qū)1、基本分2、基本分區(qū)3都是主分區(qū)、擴(kuò)展分區(qū)內(nèi)有2個(gè)邏輯分區(qū)，每個(gè)邏輯分區(qū)的第一個(gè)扇區(qū)都是分區(qū)表。

分區(qū)后的系統(tǒng)啟動(dòng)

之前提到MBR中安裝的引導(dǎo)加載程序，他的作用是什么？

① 提供開(kāi)機(jī)菜單選項(xiàng)：可以供用戶(hù)選擇啟動(dòng)哪個(gè)操作系統(tǒng)，這是多重引導(dǎo)功能。

② 加載操作系統(tǒng)內(nèi)核：每個(gè)操作系統(tǒng)都有自己的內(nèi)核，需要引導(dǎo)程序來(lái)加載

③ 轉(zhuǎn)交給其他引導(dǎo)程序：可以將工作移交給其他引導(dǎo)程序來(lái)進(jìn)行上述操作。

其實(shí)引導(dǎo)加載程序除了可以安裝在MBR中，還可以直接安裝在每個(gè)分區(qū)的引導(dǎo)扇區(qū)(DBR)中，注意下，每個(gè)分區(qū)(主分區(qū)、邏輯分區(qū))都有一個(gè)自己的啟動(dòng)扇區(qū)，專(zhuān)門(mén)用來(lái)安裝引導(dǎo)加載程序，如上圖表3。

系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程：

① 首先,BIOS啟動(dòng)后，讀取硬盤(pán)第一個(gè)扇區(qū)MBR中的引導(dǎo)加載程序(可能是windows或者linux的grub)

② MBR中的引導(dǎo)程序提供開(kāi)機(jī)菜單，你可以選擇1)直接加載windows 內(nèi)核 2)將工作轉(zhuǎn)交給windows 分區(qū)內(nèi)的引導(dǎo)扇區(qū)中的加載程序，讓他自己去加載內(nèi)核 3)轉(zhuǎn)交給linux分區(qū)內(nèi)引導(dǎo)扇區(qū)，讓他去加載linux.

③ 根據(jù)用戶(hù)選擇的選項(xiàng)和引導(dǎo)加載程序中記錄的分區(qū)，到分區(qū)表找對(duì)應(yīng)的分區(qū)柱面號(hào)等分區(qū)信息，啟動(dòng)內(nèi)核或者分區(qū)加載程序。

Window安裝時(shí)默認(rèn)會(huì)自動(dòng)將MBR和windows所在分區(qū)的引導(dǎo)扇區(qū)都裝上引導(dǎo)程序，而不會(huì)提供任何選項(xiàng)給用戶(hù)選擇，因此如果之前裝過(guò)其他操作系統(tǒng)，然后再另外裝一個(gè)windows時(shí)，會(huì)把公用的MBR覆蓋掉，如此，原來(lái)的操作系統(tǒng)就無(wú)法啟動(dòng)了。如果先裝windows，然后裝linux，linux 會(huì)覆蓋MBR，然后讓用戶(hù)選擇是否將windows等其他操作系統(tǒng)的啟動(dòng)項(xiàng)添加進(jìn)來(lái)，如果你選擇了添加進(jìn)來(lái)，那么你在開(kāi)機(jī)時(shí)就會(huì)有兩個(gè)選項(xiàng)讓用戶(hù)進(jìn)行選擇了。

文件系統(tǒng)

文件系統(tǒng)也是很大很復(fù)雜的話(huà)題，我們?nèi)匀灰员容^通俗、粗顆粒度來(lái)講解，試想一下，我們的文件如何對(duì)應(yīng)到磁盤(pán)的扇區(qū)上呢，所以光有底層的概念 磁道 扇區(qū)是沒(méi)有用的，需要更加抽象的數(shù)據(jù)類(lèi)型或結(jié)構(gòu)來(lái)抽象底層的細(xì)節(jié)。

文件系統(tǒng)是一套實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分級(jí)組織、訪(fǎng)問(wèn)和獲取等操作的抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型(Abstract data type)。

文件系統(tǒng)是一種用于向用戶(hù)提供底層數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)的機(jī)制。它將設(shè)備中的空間劃分為特定大小的塊（扇區(qū)），一般每塊512字節(jié)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在這些塊中，大小被修正為占用整數(shù)個(gè)塊。由文件系統(tǒng)軟件來(lái)負(fù)責(zé)將這些塊組織為文件和目錄，并記錄哪些塊被分配給了哪個(gè)文件，以及哪些塊沒(méi)有被使用。

不過(guò)，文件系統(tǒng)并不一定只在特定存儲(chǔ)設(shè)備上出現(xiàn)。它是數(shù)據(jù)的組織者和提供者，至于它的底層，可以是磁盤(pán)，也可以是其它動(dòng)態(tài)生成數(shù)據(jù)的設(shè)備（比如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）。