第10章硬盘分区

第10章硬盘分区操作 第10章硬盘分区操作 10 1硬盘的逻辑结构10 2硬盘的初始化操作10 3硬盘的分区10 4FDISK分区程序的使用10 5使用安装程序进行分区与格式化 10 1硬盘的逻辑结构 1 硬盘参数硬盘采用与软盘类似的结构 也就是硬盘盘片的每一条磁道都具有相同的扇区数 由此产生了所谓的3D参数 DiskGeometry 既磁头数 Heads 柱面数 Cylinders 扇区数 Sectors 以及相应的寻址方式 磁头数 Heads 表示硬盘总共有几个磁头 也就是有几面盘片 最大为255 用8位二进制存储 柱面数 Cylinders 表示硬盘每一面盘片上有几条磁道 最大为1023 用10位二进制存储 扇区数 Sectors 表示每一条磁道上有几个扇区 最大为63 用6位二进制存储 每个扇区的容量是512字节 所以用这种寻址方式能管理的硬盘最大容量为 255 1023 63 512 8 4GB 2 基本Int13H调用BIOSInt13H调用是BIOS提供的磁盘基本输入输出中断调用 它可以完成磁盘 包括硬盘和软盘 的复位 读写 校验 定位 诊断 格式化等功能 Int13H使用的就是CHS寻址方式 因此最大能访问最大8 4GB左右的硬盘 3 硬盘结构由于每个磁道的扇区数相等 所以外道的记录密度要远低于内道 因此会浪费很多磁盘空间 为了提高硬盘容量 现在的大容量硬盘都改用等密度结构生产 也就是说 外圈磁道的扇区比内圈磁道多 采用这种结构以后 硬盘不再具有实际的3D参数 寻址方式也改为线性寻址 即以扇区为单位进行寻址 同时为了与使用3D寻址的软件兼容 在硬盘控制器内部安装了一个地址翻译器 由它负责将老式3D参数翻译成新的线性参数 4 扩展Int13H虽然现代硬盘都已经采用了线性寻址 但是由于基本Int13H的制约 使用BIOSInt13H接口的程序 如DOS等还只能访问8 4GB以内的硬盘空间 为了打破这一限制 Microsoft等几家公司制定了扩展Int13H标准 ExtendedInt13H 采用线性寻址方式存取硬盘 所以突破了8 4GB的限制 而且还加入了对活动硬盘的支持 10 2硬盘的初始化操作 1 硬盘的低级格式化硬盘在使用前的第一步是低级格式化操作 低级格式化的任务是将硬盘逐头逐面划分磁道 每条磁道划分出扇区 每个扇区建立标识区 数据区和缓冲区 并将每个扇区的物理地址记录在该扇区的标识区中 用无效内容填充数据区 同时低级格式化还要标记出坏扇区 使它们不再被用来存放数据 低级格式化的另一重要任务是设置扇区交叉因子 交叉因子也叫隔离因子 是一种利用扇区交叉排列技术来提高硬盘读写速度的方法 交叉因子的原理如图10 1所示 因为硬盘的转速非常快 如果像图10 1 a 那样按顺序排列扇区 就有可能出现另一种情况 即磁头刚读写完第1扇区的数据 等到再读写第2扇区时 第2扇区已滑过磁头下方 错过了读写时机 这时只能等盘片旋转一周后再读写第2扇区 对其它扇区的读写同样也可能出现这种空转现象 这是由于磁头读写反应速度低于盘片的旋转速度造成的 解决的办法是扇区不连续编号 如图10 1 b 所示 即每隔一定扇区数编下一个扇区号 这样给磁头留出一些反应时间 免去了空转的等待时间 加快了读写速度 交叉因子就是指在进行扇区编号时 下一扇区与前一扇区的位置关系 如图10 1 a 交叉因子为1 图10 1 b 交叉因子为2 与软盘不同的是 低级格式化操作是由硬盘生产厂家来完成的 一般情况下用户不必考虑 a 交叉因子为1 b 交叉因子为2 图10 1扇区交叉因子示意图 低级格式化操作对硬盘的使用寿命影响极大 大多数硬盘经过十几次低级格式化操作也就基本报废 所以 使用过程中仅在硬盘出现了坏磁道或者感染了病毒而且无法清除的特殊情况下才考虑低级格式化操作 低级格式化可使用如Norton等工具软件来完成 2 硬盘的分区硬盘使用前的第二步是分区操作 目的是将大容量的硬盘分为几个部分 使硬盘的使用更加方便 灵活 硬盘的容量日益增加 如果将整个硬盘空间作为一个盘符使用 各种软件系统都放在一个根目录下 即使建立各级子目录 也会因子目录太多 管理十分不便 为此 可用软件管理的方法将整个硬盘分为几个部分 使其形成容量相对小一些的 逻辑上各自独立的磁盘 例如将80GB的硬盘分为30GB 25GB 25GB 共3部分 分别使用C D E 3个盘符 从使用者的角度来看好像安装了3个硬盘一样 用这种方法建立的磁盘叫逻辑盘 建立逻辑盘的必要性是分区操作的原因之一 硬盘分区的另一重要原因是在硬盘中容纳两个以上的操作系统 本教材讲述的磁盘组织结构是由DOS Windows9x定义的方式 它无法与其它操作系统兼容 为了在一台机器中安装两个以上的操作系统 如Windows系统和Linux等系统 就需要将硬盘空间按区域划分 不同的区域归不同的操作系统管理 如DOS Windows部分和非DOS Windows部分等 3 硬盘的高级格式化各分区划分完毕后 还必须进行高级格式化 其中非DOS Windows分区的格式化由其它操作系统以及有关的格式化命令完成 分区只是建立了分区表 将硬盘进行了划分 但磁盘能够使用的关键部分 如引导扇区 FAT表 根目录 数据区等还未建立 而这一切都是由FORMAT命令完成的 其中对C盘的格式化必须是系统格式化 加 S 因为它承担着引导 启动Windows系统的任务 其它逻辑盘不承担这一任务 但也必须进行格式化 否则无法使用 高级格式化后 建立的每个逻辑盘的结构与软盘完全相同 只不过容量和读写速度不同而已 10 3硬盘的分区 1 DOS Windows分区概念DOS Windows系统具有普遍的代表性 在此系统下的分区操作是维护人员必不可少的技能 下面介绍一些基本概念 如图10 2硬盘分区 1 主分区主分区一般是位于硬盘最前面的部分 主分区只可以建立一个逻辑磁盘 就是我们常见的逻辑C盘 负责启动操作系统 2 扩展分区由于分区表的存储空间有限 在主引导扇区中只能保存4个分区的信息 如果所有的分区都设置成主分区 则硬盘上最多只能存放4种操作系统 每个操作系统占用一个逻辑磁盘 而这是远远不能满足我们实际需要的 为了突破这个限制 扩展分区出现了 扩展分区与主分区的地位相同 在分区表中也占用一个表项 对于主引导扇区来讲 扩展分区仅作为一个分区存在 但扩展分区的身份比较特殊 它实际上仅仅是指向下一级分区 这就是各逻辑分区 逻辑磁盘 对于各逻辑分区来说 扩展分区的主引导扇区又起着近似于分区表的作用 在扩展分区中可以建立若干个逻辑磁盘 完全可以满足实际需要 3 逻辑分区逻辑分区必须存在于扩展分区之中 一个扩展分区中可以建立多个逻辑分区 其中的每一个逻辑分区就是一个逻辑磁盘 主分区 扩展分区和逻辑分区的关系 有点近似于一级子目录和二级子目录的关系 主分区和扩展分区都是一级子目录 而逻辑分区则是扩展分区下的二级子目录 借助于扩展分区和逻辑分区 才摆脱了一个物理硬盘只能分为4个逻辑磁盘的局限 图10 2硬盘分区示例 4 活动分区虽然一个物理硬盘可分为多个分区 但当微机启动时 也只能有一个分区中的操作系统投入运行 主引导程序所确定的操作系统引导分区 这就是通常所说的活动分区 如果一个硬盘中没有任何一个分区被标记为活动分区 那么系统是无法从这块硬盘启动的 2 常见分区格式及特点 1 FAT16分区MS DOS及老版本的Windows95大多是FAT16格式 它采用16位文件分区表 最大能支持2 0GB的磁盘分区 磁盘的读取速度也较快 是目前应用非常广泛的一种分区形式 FAT16有一个非常独特的优点 那就是它的兼容性非常好 几乎所有的操作系统 如DOS Windows95 Windows98 WindowsNT Linux等 都支持该分区模式 安装使用多种操作系统的用户都是利用它在不同操作系统中进行数据交换的 2 FAT32分区微软公司从Windows95OSR2 Windows97 开始推出了一种新的文件分区模式FAT32 FAT32采用了32位文件分配表 管理硬盘的能力得到极大的提高 轻易地突破了FAT16对磁盘分区容量的限制 达到了创纪录的2200GB 这样无论使用多大的硬盘都可以将它们定义为一个分区 极大地方便了广大用户对磁盘的综合管理 更重要的是 在一个分区不超过8 0GB的前提下 FAT32分区每个簇的容量都固定为4KB 这就比FAT16小了许多 从而使得磁盘的利用率得以极大的提高 3 NTFS分区它是WindowsNT所采用的一种磁盘分区方式 虽然也存在着兼容性不好的问题 目前仅有WindowsNT和Windows2000 XP才支持NTFS 其它操作系统都不支持 但它的安全性及稳定性却独树一帜 NTFS分区对用户权限做出了非常严格的限制 同时它还提供了容错功能 可以将用户的操作全部记录下来 从而保护了系统的安全 另外 NTFS还具有新增文件级修复及热修复功能 分区格式稳定 不易产生文件碎片等优点 4 Linux分区这是Linux操作系统所使用的分区格式 可细分为Linuxnative主分区和Linuxswap交换文件分区两种 与NTFS分区一样 Linux分区的安全性与稳定性都比较好 但它们之间不兼容 准备安装Linux的用户最好采用Linux格式 3 不同操作系统对分区格式的支持情况不同操作系统对分区格式的支持情况是不同的 有些操作系统只支持某种特定的分区格式 而有些操作系统则同时支持多种不同的分区格式 为方便用户的使用 将常见操作系统对分区格式的支持情况简要介绍如下 1 DOS和Windows95这两种操作系统只支持FAT16 2 Windows98可同时使用FAT16和FAT32这两种分区格式 可通过驱动器转换器程序CVT1 EXE将FAT16直接转换为FAT32 但不能逆转换 3 Windows2000和WindowsXP同时支持FAT16 FAT32 NTFS等分区格式 用户可根据需要加以选择 4 Linux用户一般都使用其专用的Linux分区格式 10 4FDISK分区程序的使用 使用FDISK对硬盘进行分区过程从DOS时代开始 Fdisk程序就一直是微软DOS WINDOWS操作系统的重要组成部分 由于它体积小巧 功能强大 简单易用 所以 目前它仍然是许多用户的首选 下面以一块80GB硬盘的分区操作为例 详细介绍Fdisk分区程序的使用步骤 1 准备工作 1 首先准备一张能够启动机器的系统光盘 光盘中必须包含以下两个文件 即硬盘分区程序FDISK EXE和磁盘格式化程序FORMAT COM 2 设置光驱为第一启动设备 微机启动时按Delete键 出现如图10 3所示的CMOS设置主界面 定位到Boot菜单 选BootDevicePriority项 回车后选择1STBootDevice项 即第一引导驱动 回车后出现图10 4界面 选择PS ATAPIDVDDDH16D2P一项 即设为光驱启动 按F10保存设置 回车后微机重新启动 参见本书第9章第3节 图10 3CMOS设置主菜单 图10 4启动项提示 2 运行FDISK程序 1 微机启动后 在DOS命令提示符后键入FDISK命令 然后回车 2 回车后 首先出现的是图10 5所示的FDISK提示对话框 大意是 该硬盘容量超过512MB 是否选择支持大硬盘模式 选择 Y 然后回车 分区工作就开始了 图10 5FDISK提示对话框 3 FDISK分区操作步骤在图10 5的提示对话框中输入Y 回车后就进入了如图10 6所示的分区主菜单界面 硬盘分区遵循着先建主分区 然后建扩展分区 最后建逻辑分区的顺序 而删除分区的顺序则与之相反 一块硬盘最多可以划分出三个主分区 但没必要划分那么多 一个就可以了 主分区之外的硬盘空间就是扩展分区 而逻辑分区是对扩展分区再行划分得到的 首先在主菜单中选择第一功能项 即创建DOS分区或DOS逻辑驱动器 回车后进入创建DOS分区或DOS逻辑驱动器的下一级子菜单 见图10 7 1 建立主DOS分区在子菜单中选择第一项 即创建主DOS分区 回车后 FDISK程序开始对硬盘进行检测 随后屏幕出现提示 当前驱动器号为1 你想把这个硬盘的所有空间作为一个主分区吗 应该回答 否 即键入 如果回答 是 即键入 就意味着整个硬盘只划分了一个主分区 只能建立一个逻辑盘 默认 即 C 如果是这样的话 分区操作也就结束了 键入 回车后系统提示输入主DOS分区的大小 如图10 7在光标处输入百分数或以MB为单位的容量 按76317Mb的硬盘容量 自己定百分比划分空间 例如 想分C盘为约30Gb 则在这里光标处输入39 这时系统自动将该分区的盘符设为 C 并在屏幕上显示C区的信息 主分区建好后 按退回到FDISK主菜单 如图10 6 主分区建好后 按退回到FDISK主菜单 如图10 6 光标处选 1 接下来创建扩展分区 图10 6FDISK主菜单界面 图10 7建立DOS分区子菜单界面 图10 8输入主DOS分区的容量 图10 9已经建立的主DOS分区 2 建立扩展DOS分区要想DOS创建逻辑分区 先要创建DOS扩展分区 因系统认为硬盘上只能有一个扩展DOS分区 即除主DOS分区分出的空间外 其余容量都将作为DOS扩展分区 DOS扩展分区分出后 将DOS扩展分区作为一个整体 再进行逻辑分区 扩展DOS分区将包含各逻辑盘 进入建立分区子菜单 如图4 7 选择 2 建立扩展DOS分区 回车 当检测驱动盘的完整性完成后 出现提示 在光标处输入100 即将剩下的容量全部分配给扩展DOS分区 直接按回车键 进入逻辑DOS分区的设置 3 建立逻辑磁盘在逻辑DOS分区提示中选择 2 屏幕会显示一些信息 询问如何建立逻辑盘 如果只建立一个逻辑盘 则直接回车 这样整个扩展分区容量全部归D盘 否则创建D盘 E盘 选 N 光标处输入50 分出D盘的空间为23164MB容量 回车 这时出现如图10 10 屏幕显示D盘信息 按照与建立D盘相同的步骤建立E盘空间 将剩余的23156MB容量全部分配给E盘 可根据实际的需求及硬盘的容量划分 全部逻辑盘建立好后 系统将显示除C盘以外的所有逻辑盘信息 如图10 10 图10 10建立逻辑驱动器界面 4 激活主DOS分区激活主DOS分区也就是让C盘负责启动操作系统 如果不执行激活 即使在C盘安装了WINDOWS 硬盘也将无法启动 在FDISK主菜单中 如图10 6中选择 2 将主DOS分区激活 在图10 9中可以看到C盘的状态 Status 为A 表明主DOS分区已经被激活 图10 11显示分区信息界面 5 确认FDISK操作分区作完 必须重新启动 如果不重新启动机器 则FDISK分区的操作不会生效 按ESC退出FDISK程序 重新启动机器 分区操作完成 6 分区的删除如果要对一块已经分过区的硬盘进行重新分区 就必须先将原有的分区信息全部删除 在图10 6中键入 3 进入删除分区子菜单 删除分区的顺序是 首先删除非DOS分区 如果有的话 然后删除扩展DOS分区中的各逻辑盘 本例中的D E逻辑分区 删除顺序从后往前 再删除扩展DOS分区 最后删除主DOS分区 删除分区和建立分区时的操作顺序恰好相反 如图10 11所示 详细操作过程在此不赘述 图10 12删除分区或逻辑驱动器子菜单 4 其它分区软件除了上面介绍的经典分区工具软件Fdisk之外 下面的几款分区工具软件也是比较流行和常用的 PartitionMagic HarddiskPartitionerPartitionstar DiskMan SpecialFdisk DM 5 主引导扇区主引导扇区存放着硬盘的主引导记录MBR MainBootRecord 位于整个硬盘的0磁头0柱面1扇区位置 不过 在总共512字节的主引导扇区中 MBR只占用了其中的446个字节 另外的64个字节分配给了DPT DiskPartitionTable 硬盘分区表 最后两个字节 55AA 是分区结束标志 主引导记录中包含了硬盘的一系列参数和一段引导程序 其中硬盘主引导程序的主要作用是检查分区表是否正确 并且在系统硬件完成自