第9章 软盘 光盘 数码设备

软盘 光盘 数码设备 计算机网络教研室王宏2007年09月08日 9 1软盘 软盘原理软盘数据结构软盘的数据恢复 软盘原理 目前的软盘主要以3 5英寸软盘为主 也就是我们通常所说的1 44MB容量的软盘 其实3 5英寸软盘还可以格式化成不同的容量格式 软盘采用的是removablefloppymedia接口而不是硬盘所采用的integratedstorageplatters接口 这些参数可以在BIOS里看的到 因为软盘的读写头的精度比硬盘的差 软盘的磁道密度远远低于硬盘 硬盘可以达到每英寸数千个磁道 而软盘则只能最多达到每英寸135个磁道 软盘表面的密度是同数据的容量相关的 这包括两个因素 1 磁盘能容纳多少条磁道 磁道密度 2 每个磁道能容纳多少位 位密度 下面的表格描述了不同类型的磁盘参数 软盘与硬盘的区别 软盘在使用前必须格式化 所谓格式化就是将软盘上的磁盘面格式转换成软盘驱动器可以识别的标准 格式化包括两个步骤 首先是低级格式化 然后是高级格式化低级格式化创建软盘的物理结构 记录下每个磁道以及磁道每个扇区的起始位置 高级格式化创建软盘的逻辑结构 创建FileAllocationtable FAT 和rootdirectory 高级格式化采用低级格式化创建的物理结构来存储其逻辑结构 硬盘也有格式化的过程 但硬盘出厂时通常已被厂商低级格式化了 而高级格式化则是采用DOS的FORMAT命令或者类似的工具 在两个格式化的过程中间 硬盘还多了一个步骤就是分区 而软盘的结构简单 不需要分区 它的低级格式化和高级格式化可以直接用DOS的format命令一次性完成 所有的软盘的每个扇区都是512个字节 这是软盘和硬盘的标准 以上表格所示的扇区并非全部都可以用于实际的用户数据 有些扇区是分配给FAT和rootdirectory等 通常来说 软盘均采用FAT文件系统 这是DOS WINDOW3 XWINDOW95 WINNT等采用的一种基本文件格式 9 1 1软盘数据结构 3 5寸1 44M软盘结构 1 结构 2面 80道 面 18扇区 道 512字节 扇区扇区总数 2面X80道 面X18扇区 道 2880扇区存储容量 512字节 扇区X2880扇区 1440KB2 物理扇区号 2面 编号0 1 80道 编号0 7918扇区 编号1 18 9 1 1软盘数据结构 3 5寸1 44M软盘结构 3 相对扇区号 共2880个扇区 相对扇区号范围为0 2879编号顺序 扇区物理号相对扇区号0面 0道 1扇区00面 0道 2扇区10面 0道 3扇区2 0面 0道 18扇区171面 0道 1扇区18 1面 0道 18扇区350面 1道 1扇区360面 1道 18扇区531面 1道 1扇区54 1面 79道 18扇区2879 9 1 1软盘数据结构 3 5寸1 44M软盘结构 4 物理扇区号 A B C 与相对扇区号 S 相互转换公式 头 面 0 1 道 0 79 扇区 1 18 ABC例如 1面15道7扇区 0道 14道 2面 18 0面的第15道18个扇区 1面第15道7个扇区 115 2 18 18 7 1当A 1时S B 18 2 18 C 1当A 0时S B 18 2 C 1一般情况 S B 18 2 18 A C 1S B 18 2 18 A C 1C S 18 1A INT S 18 2B INT S 36 簇 CLUSTER 磁盘分配给文件的最小单位 1簇 2n扇区 n 0 1 2 扇区 是磁盘读写的最小单位字节 是内存读写的最小单位位 是CPU处理的最小单位 9 1 1软盘数据结构 3 5寸1 44MB软盘存储结构 1 引导扇区BOOT 0扇区 作用 记录磁盘的基本信息 OEMID 格式化本软盘的软件版本号BYTESPERSECTOR 每扇区字节数 512 SECTORPERCLUSTER 每簇扇区数 1 FATCOPIES 文件分配表的个数 2 ROOTDIRECTORYENTRIES 根目录区可容纳的文件数 224 TOTALSECTORSONDISK 磁盘总扇区数 2880 MEDIADESCRIPTORBYTE 本磁盘类型的特征字节 F0 SECTORSPERFAT 每个FAT占用的扇区数 9 SECTORSPERTRACK 每磁道的扇区数 18 SIDES 磁盘的面数 2 VOLUMESERIALNUMBER 卷标号 18F53A49 FILESYSTEMID 文件系统标识 FAT12 9 1 1软盘数据结构 3 5寸1 44MB软盘存储结构 2 文件分配表FAT1 1 9扇区 作用 记录磁盘空间每个簇的使用情况以及相互之间的关系 共有9X512 4608个字节 用12个二进制位 1 5个字节 表示一个簇的状态 最多可管理3072个簇 实际管理2847个簇 有334 5个字节空余 FAT每个单元的值以及含义 000H空簇002H FEFH该簇已被使用 其值为下一个簇的簇号FF7H坏簇FF8H FFFH该簇已被使用 并且是最后一个簇 9 1 1软盘数据结构 3 5寸1 44MB软盘存储结构 3 文件分配表FAT2 10 18扇区 作用 作为FAT1的备份 同上 9 1 1软盘数据结构 3 5寸1 44MB软盘存储结构 4 根目录区ROOT 19 32扇区 ROOT根目录14个扇区14 512B文件目录表中每个文件登记项占用32个字节 一共可以存储224个文件 14 512 32 32个字节 1 8文件的主名 8B 9 11文件的扩展名 3B 12文件的属性 1B b7b6b5b4b3b2b1b0存档 子目录 卷标 系统 隐含 只读13 22保留字节 10B 23 24文件的最后更新的日期 2B 月4位 日5位 年7位 1980 25 26文件的最后更新的时间 2B 时5位 分6位 秒5位 2 27 28文件的起始簇号 2B 29 32文件的大小 4B 文件名第一个字节的含义 00 该目录项未用 下面无目录项E5 已经删除文件的目录项2E 子目录项其他 文件名首字符 9 1 1软盘数据结构 3 5寸1 44MB软盘存储结构 5 数据区DATA 33 2879扇区 共2847个扇区 1簇 2n个扇区 n取0 共2847个簇 编号为2 2848 FAT1和FAT2 FAT特征234567F0FFFF2848000008910111213141500000000 28412842284328442845284628472848000000000FFF注 F0为3 5寸软盘的特征 在BOOT区中 簇号和相对扇区号的关系 磁盘可用的扇区的范围 用相对扇区号表示 33 2879对应的簇号 2 2848簇号 相对扇区号 31 FAT12最多能管理4K个簇 如120G硬盘采用FAT12则每簇约30MFAT16最多能管理64K个簇 如120G硬盘采用FAT16则每簇约1 9MFAT32最多能管理4G个簇 如120G硬盘采用FAT32则每簇约30B FAT1 9个扇区 9 512字节用12个二进制位表示一个簇的状态 1 5B 9 512 8 12 3072 个簇 offset 偏移量 距离本扇区第一个字节的位置 FAT12 12b 4096 个簇 1 44M1个簇 1扇区如果4G硬盘 则4 1024 1024 2扇区 4096簇1个簇 2048扇区 9 1 1软盘数据结构 3 5寸1 44MB软盘存储结构问题 1 FAT12用12个二进制表示一个簇的状态 为什么1 44MB软盘FAT需要9个扇区 2847 2 1 5 2849 1 5 4273 5字节 换算为扇区4273 5 512 8 34取整数9FAT12 12b 4096 个簇 4GB4 1024 1024 2扇区 4096簇1个簇 2048扇区2 如果4GB硬盘用FAT12管理 每簇多少扇区 9 1 1软盘数据结构 总结 3 5寸软盘存储结构BOOT 0扇区 FAT1文件分配表1 1 9扇区 FAT2文件分配表2 10 18扇区 ROOT根目录区 19 32扇区 DATA数据区 2847扇区 2847个簇 编号为2 2848 2847 2 28492849 12 8 4274字节占8 34扇区即9扇区簇 CLUSTER 磁盘分配给文件的最小单位文件分配表 FAT 记录磁盘空间每个簇的使用情况 以及相互关系 磁盘可用的扇区的范围 用相对扇区号表示 33 2879对应的簇号 2 2848FAT1 9个扇区 9 512字节用12个二进制位表示一个簇的状态 1 5B 9 512 8 12 3072 个簇 offset 偏移量 距离本扇区第一个字节的位置 F0FFFF004000056000FAT特征FAT12 12b 4096 个簇 1 44M1个簇 1扇区4GB4 1024 1024 2扇区 4096簇1个簇 2048扇区 问题 3 对于FAT系统的磁盘 删除一个文件对磁盘的各个区域 BOOT FAT1 FAT2 ROOT DATA 做哪些操作 在ROOT中把文件名的第一个字节改为E5H在FAT中把文件占用的簇的状态改为0FAT12用12个二进制表示一个簇的状态 需要 2847 2 1 5 4274字节 换算为扇区4274 512 9F0为3 5寸软盘的特征 在BOOT区中 2847 2 28492849 12 8 4274字节占8 34扇区即9扇区 9 1 2软盘的数据恢复 软盘数据丢失情况零磁道坏 无法看到盘符和目录软盘的某一部分损坏 可以看到目录 但一些文件无法读出软盘物理损坏 驱动器无法识别 9 1 2软盘的数据恢复 工具软件 HD COPY诺顿的NU软件包NDDDEDISKTOOLSTSPCTOOLS5 0ScandiskBadcopyKingCopySpeedinessCopy 9 1 3软盘数据恢复常见问题 非标准容量盘的读取霉变软盘的处理软驱故障导致读盘失败 9 1 4特殊软盘 超级扇区法异常ID法额外扇区法伪扇区法扇区对齐法未格式化扇区法螺线型磁道法宽磁道法磁道接缝软指纹技术扇区软指纹法弱位法错误CRC法磁道噪音法FDC移花接木法扇区交错保密法 9 2光盘 CD ROMCD R RWDVD ROMDVD RWDVD RWDVD RAMCOMBO 9 2 4DVD ROM 9 2 5CD光盘的主要格式 9 2 6CD光盘规格分析 9 2 7CD光盘的文件系统 ISO9660JOLIETMS DOSROMEOROCKRIDGEHFSUDFCD RFSEI TORITOHYBRIDSHAREHYBRID 9 2 7DVD光盘的文