用微课学计算机组装与维护教程（工作手册式） 课件 第5章 磁盘分区与格式化

计算机组装与维护教程工作手册式用微课学第五章磁盘分区与格式化CONTENTS硬盘分区、分类及分区格式磁盘分区管理工具DiskPart磁盘分区管理工具DiskGenius磁盘分区管理工具PartitionMagic硬盘分区、分类及分区格式硬盘分区

计算机中存放信息的主要存储设备是硬盘，但是刚出厂的硬盘是无法被直接使用的，必须对硬盘进行划分，划分成若干个硬盘区域就是硬盘分区。硬盘分区实质上是对硬盘的一种格式化，然后才能使用硬盘保存各种信息。创建分区时，就已经设置好了硬盘的各项物理参数，指定了硬盘主引导记录（MasterBootRecord，一般简称为MBR）和引导记录备份的存放位置。而对于文件系统及其他操作系统管理硬盘所需要的信息则是通过之后的高级格式化，即Format命令来实现的。其实完全可以只创建一个分区使用全部或部分的硬盘空间，但不论划分了多少个分区，也不论使用的是SCSI硬盘还是IDE硬盘，必须把硬盘的主分区设定为活动分区，才能够通过硬盘启动系统。硬盘分区是使用分区编辑器（PartitionEditor）在硬盘上划分几个逻辑部分，硬盘一旦划分成数个分区，则不同类的目录与文件可以存储进不同的分区。分区越多，也就有越多不同的地方，就可以将文件的性质区分得更细，以便更细致地管理文件，但太多分区就成了麻烦。硬盘分区、分类及分区格式

分区类型硬盘分区最常见的分区表类型为MBR，它分为三种类别，分别是主分区、扩展分区和逻辑分区。1．主分区主分区也叫引导分区，Windows操作系统一般需要安装在这个主分区中，这样才能保证开机自动进入系统。简单来说，主分区就是可以引导计算机开机读取文件的一个硬盘分区。一块硬盘，最多可以同时创建4个主分区，当创建完四个主分区后，就无法再创建扩展分区和逻辑分区了。此外，主分区是独立的，对应硬盘上的第一个分区，目前绝大多数计算机，在分区的时候，都是将C盘划为主分区的。2．扩展分区扩展分区是一个概念，实际在硬盘中是看不到的，也无法直接使用扩展分区。除了主分区外，剩余的磁盘空间就是扩展分区。当一块硬盘将所有容量都分给了主分区，那就没有扩展分区了。仅当主分区容量小于硬盘容量时，剩下的空间才属于扩展分区，扩展分区可以继续进行扩展切割分为多个逻辑分区。3．逻辑分区在扩展分区上，可以创建多个逻辑分区。逻辑分区相当于一块存储介质，与操作系统和其他逻辑分区、主分区没有关系，是“独立的”。硬盘分区、分类及分区格式MBRMBR又叫作主引导扇区，是计算机开机后访问硬盘时所必须要读取的首个扇区，它在硬盘上的三维地址为（柱面，磁头，扇区）=（0，0，1）。MBR是由分区程序（如“Fdisk”命令）所产生的，它不依赖任何操作系统，而且硬盘引导程序也是可以改变的，从而能够实现多系统引导。从主引导记录的结构可以知道，MBR仅仅包含一个64Byte的硬盘分区表。由于每个分区信息需要16Byte记录，所以对于采用MBR型分区结构的硬盘（其磁盘卷标类型为MS-DOS），最多只能识别4个主要分区。即对于一个采用此种分区结构的硬盘来说，想要得到4个以上的主分区是不可能的。这里就需要引出扩展分区的概念了。扩展分区也是主分区（PrimaryPartition）的一种，但它与主分区的不同在于理论上可以划分为无数个逻辑分区，每一个逻辑分区都有一个和MBR结构类似的扩展引导记录（EBR）。在MBR分区表中最多4个主分区或3个主分区＋1个扩展分区，也就是说扩展分区只能有一个，然后可以再细分为多个逻辑分区。在Linux操作系统中，硬盘分区命名为sda1～sda4或hda1～hda4（其中a表示硬盘编号，也可能是b、c等）。在MBR硬盘中，分区号1～4表示主分区（或者扩展分区），逻辑分区号只能从5开始。在MBR分区表中，一个分区最大的容量为2TB，且每个分区的起始柱面必须在硬盘的前2TB内。你有一个3TB的硬盘，根据要求你至少要把它划分为2个分区，且最后一个分区的起始扇区要位于硬盘的前2TB空间内。如果硬盘太大则必须改用GPT。硬盘分区、分类及分区格式GPT全局唯一标识分区表（GUIDPartitionTable，GPT）是一个实体硬盘的分区结构。它是EFI（可扩展固件接口）标准的一部分，用来替代BIOS中的主引导记录分区表。但因为MBR分区表不支持容量大于2.2TB（2.2×1012Byte）的分区，所以也有一些BIOS为了支持大容量硬盘而使用GPT分区表替代MBR分区表。在MBR硬盘中，分区信息直接存储于主引导扇区（MBR）中（主引导扇区中还存储着系统的引导程序）。但在GPT硬盘中，分区表的位置信息储存在GPT头中。但出于兼容性的考虑，硬盘的第一个扇区仍然用作MBR，之后才是GPT头。与支持最大卷为2TB并且每个磁盘最多有4个主分区（或3个主分区，1个扩展分区和无限制的逻辑驱动器）的MBR硬盘分区的样式相比，GPT硬盘分区样式支持最大卷为18EB（1EB=1048576TB）并且每个磁盘的分区数没有上限，只受到操作系统限制（由于分区表本身需要占用一定空间，最初规划硬盘分区时，留给分区表的空间决定了最多可以有多少个分区，IA-64版的Windows操作系统限制最多有128个分区，这也是EFI标准规定的分区表的最小尺寸）。与MBR分区不同，至关重要的平台操作数据位于分区，而不是位于非分区或隐藏扇区。另外，GPT分区通过备份分区表来提高分区数据结构的完整性。硬盘分区、分类及分区格式文件系统是一种存储和组织计算机数据的软件模块，它使得对其访问和查找变得容易。文件系统使用文件和树形目录的抽象逻辑概念代替了硬盘和光盘等物理设备使用数据块的概念，用户使用文件系统来保存数据而不必关心数据实际保存在硬盘（或者光盘）的哪一个数据块上，只需要记住这个文件的所属目录和文件名即可。在写入新数据之前，用户不必关心硬盘上的哪个块地址没有被使用，硬盘上的存储空间管理（分配和释放）功能由文件系统自动完成，用户只需要记住数据被写入到了哪个文件中。硬盘分区后还要进行格式化，之后操作系统才能够使用这个分区。这是因为每种操作系统所设置的文件属性权限不同，为了存放这些数据所需要的数据，就要对分区进行格式化，以成为操作系统能够利用的文件系统格式。常见的文件系统格式有：FAT（FAT16）、FAT32、NTFS、Ext2、Ext3等。FAT16FAT16是MS-DOS和最早期的Windows95中最常见的磁盘分区格式。它采用16bit的文件分配表，能支持最大为2GB的分区，是目前应用最为广泛和获得操作系统支持最多的一种磁盘分区格式，几乎所有的操作系统都支持这一种格式，如DOS、Windows95、Windows97、Windows98、WindowsNT、Windows2000、Linux都支持这种分区格式。但是FAT16分区格式有一个最大的缺点：磁盘利用效率低。因为在DOS和Windows操作系统中，磁盘文件的分配是以簇为单位的，一个簇只分配给一个文件使用，无论这个文件占用整个簇容量的多少。这样，即使一个文件很小的话，它也要占用一个簇，剩余的空间便全部闲置了，造成了磁盘空间的浪费。由于分区表容量的限制，FAT16支持的分区越大，磁盘上每个簇的容量也越大，造成的浪费也越大。所以为了解决这个问题，微软公司在Windows97中推出了一种全新的磁盘分区格式FAT32。硬盘分区、分类及分区格式FAT32这种格式采用32bit的文件分配表，使其对磁盘的管理能力大大提高，突破了FAT16每一个分区的容量只有2GB的限制。FAT32具有一个最大的优点：在一个不超过8GB的分区中，FAT32分区格式的每个簇容量都固定为4KB，即与FAT16相比，可以大大地减少对磁盘空间的浪费，提高磁盘利用率。支持这一磁盘分区格式的操作系统有Windows97、Windows98和Windows2000。但是，这种分区格式也有它的缺点：采用FAT32格式分区的磁盘，由于文件分配表的扩大，运行速度比采用FAT16格式分区的磁盘要慢。另外，由于DOS系统不支持这种分区格式，所以采用这种分区格式后，就无法再使用DOS系统了。此外，FAT16及FAT32格式分区不支持4GB及以上的文件。NTFS它的优点是安全性和稳定性极其出色，在使用中不易产生文件碎片。它能对用户的操作进行记录，通过对用户权限进行非常严格的限制，使每个用户只能按照系统赋予的权限进行操作，充分保护了系统与数据的安全。这种格式只有采用了NT核心的纯32bitWindows操作系统才能识别，如：WindowsNT、Windows2000、WindowsXP、WindowsVista、Windows7/8/10等，而DOS及16bit、32bit混编的Windows95和Windows98是不能识别的。Ext2、Ext3Ext2、Ext3是Linux操作系统适用的磁盘格式。在Ext2文件系统中，文件由Inode（包含文件的所有信息）进行唯一标识。一个文件可能对应多个文件名，只有在所有文件名都被删除后，该文件才会被删除。此外，同一文件在磁盘中存放和被打开时所对应的Inode是不同的，并由内核负责同步。Ext3文件系统是直接从Ext2文件系统发展而来的，目前Ext3文件系统已经非常稳定可靠，完全兼容Ext2文件系统，且其具有高可用性、数据完整性高、文件系统读写速度提升、多种日志模式等特点。Windows7的磁盘管理功能一般Windows操作系统自带的磁盘管理工具有新建、删除、格式化分区、更改驱动器号及查看分区属性的功能。右击“计算机”图标，选择“管理”选项，打开“计算机管理”窗口，如图5-1所示，在树状目录“磁盘管理”项目中，显示了该计算机所有的磁盘分区信息。磁盘分区管理工具DiskPartWindows操作系统自带的DiskPart是一个磁盘分区管理工具，但在Windows操作系统中是以命令提示符方式运行的，需要用户熟悉DOS指令的操作。在开始菜单“运行”后输入“cmd”并打开命令提示符窗口，再输入“Diskpart”即可启动，此时屏上显示为“DISKPART>”DiskPart常用到的命令有：ACTIVE：将一个分区标为活动的分区，即激活该分区使其成为系统盘。DELETE：删除分区对象。EXIT：退出DiskPart。EXTEND：将分区的容量扩大。HELP：显示帮助信息。LIST：列出磁盘或分区。SELECT：选择要操作的对象，如一个磁盘或分区等。磁盘分区管理工具DiskGeniusDiskGenius，原名DiskMan，是一款由第三方开发的集资料恢复、资料备份还原及磁盘分区管理三大主要功能为一体的工具软件，以共享软件形式发行，其分区管理功能可供用户免费使用，但资料恢复、资料备份及还原功能则需要付费使用。在Windows操作系统和DOS环境下均具有简体中文图形界面，支持鼠标操作磁盘分区管理工具PartitionMagicPartitionMagic是老牌的磁盘分区管理工具。最初由PowerQuest公司开发，用于个人计算机硬盘分区，但该公司现被赛门铁克公司收购。其适用于Windows操作系统（见图5-16）或由安装光盘引导而没有操作系统（DOS环境，图5-17）的个人计算机。PartitionMagic可在不损坏数据的情况下对NTFS、FAT16和FAT32的磁盘分区进行复制、移动和调整大小，可以实现NTFS、FAT16和FAT32分区之间的格式转换，可以修改NTFS、FAT16和FAT32文件系统的文件簇的大小，可以合并相邻的FAT或NTFS文件系统，还有限地支持Ext2和Ext3文件系统。磁盘分区管理工具PartitionMagic创建新分区磁盘分区管理工具PartitionMagic调整分区大小在不损坏分区原有数据的情况下，进行容量调整是一个非常重要和非常实用的磁盘分区管理功能，使用PartitionMagic的分区容量调整功能可以方便、快捷地完成无损分区的容量调整。磁盘分区管理工具PartitionMagic合并磁盘分区PartitionMagic的合并分区功能，是指在不破坏原有数据的情况下，将相邻的两个分区合并为一个分区的功能。该功能可以减少分区个数，方便管理。