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正确理解硬盘的“低级格式化-->分区-->高级格式化”及其应用

(2015-06-07 21:10:36)
标签:

杂谈

分类: 电脑维修
分三部分理解:
第一部分
(操作系统在硬盘上)的数据结构:1.主引导扇区   2.操作系统引导扇区  3.文件分配表   4.根目录区   5.数据区(Mbr,Obr,Fat,Dir,Data)(MOFDD)
格式化好的硬盘,整个磁盘按所记录数据的作用不同可分为五部分:主引导记录(MBR:Main Boot Record),操作系统引导记录(OBR:OS Boot Record),文件分配表(FAT:File Assign Table),根目录(DIR:Directory)和数据区(DATA)。前5个重要信息在磁盘的外磁道上,原因是外圈周长总大于内圈周长,也即外圈存储密度要小些,可靠性高些。其中只有主引导扇区是唯一的,其它的随你的分区数的增加而增加。
1.主引导扇区
主引导扇区位于整个硬盘的0柱面0磁头1扇区,包括硬盘主引导记录MBR(Main Boot Record)和分区表DPT(Disk Partition Table)。其中主引导记录的作用就是检查分区表是否正确以及确定哪个分区为引导分区,并在程序结束时把该分区的启动程序(也就是操作系统引导扇区)调入内存加以执行。至于分区表,很多人都知道,以80H或00H为开始标志,以55AAH为结束标志,共64字节,位于本扇区的最末端。值得一提的是,MBR是由分区程序(例如DOS 的Fdisk.exe)产生的,不同的操作系统可能这个扇区是不尽相同。如果你有这个意向也可以自己去编写一个,只要它能完成前述的任务即可,这也是为什么能实现多系统启动的原因(说句题外话:正因为这个主引导记录容易编写,所以才出现了很多的引导区病毒)。
2.操作系统引导扇区
OBR(OS Boot Record)即操作系统引导扇区,通常位于硬盘的1柱面0磁头1扇区(这是对于DOS来说的,对于那些以多重引导方式启动的系统则位于相应的主分区/扩展分区的第一个扇区),是操作系统可直接访问的第一个扇区,它也包括一个引导程序和一个被称为BPB(BIOS Parameter Block)的本分区参数记录表。其实每个逻辑分区都有一个OBR,其参数视分区的大小、操作系统的类别而有所不同。引导程序的主要任务是判断本分区根目录前两个文件是否为操作系统的引导文件(例如MSDOS或者起源于MSDOS的Win9x/Me的IO.SYS和MSDOS.SYS)。如是,就把第一个文件读入内存,并把控制权交予该文件。BPB参数块记录着本分区的起始扇区、结束扇区、文件存储格式、硬盘介质描述符、根目录大小、FAT个数、分配单元(Allocation Unit,以前也称之为簇)的大小等重要参数。OBR由高级格式化程序产生(例如DOS 的Format)。
3.文件分配表
FAT(File Allocation Table)即文件分配表,是DOS/Win9x系统的文件寻址系统,为了数据安全起见,FAT一般做两个,第二FAT为第一FAT的备份, FAT区紧接在OBR之后,其大小由本分区的大小及文件分配单元的大小决定。关于FAT的格式历来有很多选择,Microsoft 的DOS及Windows采用我们所熟悉的FAT12、FAT16和FAT32格式,但除此以外并非没有其它格式的FAT,像Windows NT、OS/2、UNIX/Linux、Novell等都有自己的文件管理方式。
4.根目录区
DIR是Directory即根目录区的简写,DIR紧接在第二FAT表之后,只有FAT还不能定位文件在磁盘中的位置,FAT还必须和DIR配合才能准确定位文件的位置。文件目录是文件组织结构的又一重要组成部分。文件目录分为两类:根目录,子目录。根目录有一个,子目录可以有多个。子目录下还可以有子目录,从而形成“树状”的文件目录结构。子目录其实是一种特殊的文件,文件系统为目录项分配32字节。目录项分为三类:文件,子目录(其内容是许多目录项),卷标(只能在根目录,只有一个。目录项中有文件(或子目录,或卷标)的名字,扩展名,属性,生成或最后修改日期,时间,开始簇号,及文件大小。定位文件位置时,操作系统根据DIR中的起始单元,结合FAT表就可以知道文件在磁盘的具体位置及大小了。在DIR区之后,才是真正意义上的数据存储区,即DATA区。
5.数据区
DATA虽然占据了硬盘的绝大部分空间,但没有了前面的各部分,它对于我们来说,也只能是一些枯燥的二进制代码,没有任何意义。在这里有一点要说明的是,我们通常所说的格式化程序(指高级格式化,例如DOS下的Format程序),并没有把DATA区的数据清除,只是重写了FAT表而已,至于分区硬盘,也只是修改了MBR和OBR,绝大部分的DATA区的数据并没有被改变,这也是许多硬盘数据能够得以修复的原因。但即便如此,如MBR/OBR/FAT/DIR之一被破坏的话,也足够咱们那些所谓的DIY老鸟们忙乎半天了……需要提醒大家的是,如果你经常整理磁盘,那么你的数据区的数据可能是连续的,这样即使MBR/FAT/DIR全部坏了,我们也可以使用磁盘编辑软件(比如DOS下的DiskEdit),只要找到一个文件的起始保存位置,那么这个文件就有可能被恢复(当然了,这需要一个前提,那就是你没有覆盖这个文件……)。

第二部分:对硬盘的格式化的理解。
一.低级格式化
低级格式化就是将空白的磁盘划分出柱面和磁道,再将磁道划分为若干个扇区,每个扇区又划分出标识部分ID、间隔区GAP和数据区DATA等
硬盘低级格式化的功用:硬盘低级格式化是对硬盘最彻底的初始化方式,经过低格后的硬盘,原来保存的数据将会全部丢失,所以一般来说低格硬盘是非常不可取的,只有非常必要的时候才能低格硬盘。而这个所谓的必要时候有两种,一是硬盘出厂前,硬盘厂会对硬盘进行一次低级格式化;另一个是当硬盘出现某种类型的坏道时,使用低级格式化能起到一定的缓解或者屏蔽作用。

http://baike.baidu.com/link?url=84irp7WT-abcSAPkcVnqXTg4gHa5f5Mk9VDsMs0LblWvEdwAbhfBZDRe0npq96wXza_0CWJPHlRLFFi6M-kgHa


二:(1)至于分区硬盘,也只是修改了MBR和OBR,绝大部分的DATA区的数据并没有被改变,这也是许多硬盘数据能够得以修复的原因

(转自:http://baike.baidu.com/link?url=fVVrMqgU1W0Sp11MfeiYgx_i54c2bGOpr8NSNzTrsfd3saMUDfaRAUlw84_oU3cCuYrFRlj1jbHWRbMr34erAa)
        (2)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(即Master Boot Record,一般简称为MBR)和引导记录备份的存放位置。而对于文件系统以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。 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
(转自:http://baike.baidu.com/link?url=z3iJXrze7xpWNGNblS8-YVVc8dGdSuhxQy6EB7hryULslu544buKCLhjC0OkPV8R2zlFWWJGPP4sYEwFZ9GQ__)

备注:硬盘的0柱面、0磁头、1扇区称为主引导扇区(也叫主引导记录MBR)。它由三个部分组成,主引导程序、硬盘分区表DPT(Disk Partition table)和分区有效标志(55AA)。在总共512字节的主引导扇区主引导程序(boot loader)占446个字节,第二部分是Partition table区(分区表),即DPT,占64个字节,硬盘中分区有多少以及每一分区的大小都记在其中。第三部分是magic number,占2个字节,固定为55AA
转自(http://baike.baidu.com/link?url=S0n70q7Lyn4thUzsuiZagvMRqE-54tbD1D6dClR5xYvLeEZ-d-zjrgkcalZRb3SUcX40i__Wm41yh5YV3Wq_qwstFr7vXOG-ccmpHXiOLCu)

三.高级格式化硬盘的主要方式是什么?
1、从各个逻辑盘指定柱面开始,对扇区进行逻辑编号。
2、在基本分区上建立DOS引导记录(DBR),若命令中带有参数/S则装入DOS的三个系统文件(.SYS)。
3、在各个逻辑盘建立文件分配表。
4、建立根目录相应的文件目录表(FDT)及数据区(DATA)
(转自:http://baike.baidu.com/view/417523.htm)
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应用:1.例如:ghost系统后,出现grub界面,不能进入系统,
           解决办法:bios里的security option选项就设为setup,然后重建主引导记录即可。(用diskgenius软件)
           2.开机后出现光标闪动,不能进系统,重装系统后,还是不能进,
            解决办法:重建主引导记录。
扩展应用:恢复数据时后需要把一个装有系统的硬盘挂在另一个装有系统的硬盘下,然后出现蓝屏,
            解决办法:重建主引导记录即可。

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第三部分分区格式需注意的问题。
FAT16文件系统最大的缺点:磁盘分区最大只能到2GB
FAT32分区内无法存放大于4GB的单个文件

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