中级通信互联网技术知识点精讲之硬盘的数据结构

       下面是由希赛小编整理的中级通信互联网技术知识点精讲之硬盘的数据结构，希望能帮助学友们。具体内容如下：

       硬盘的数据结构

       硬盘上的数据按照其不同的特点和作用大致可分为5部分：MBR区、DBR区、FAT区、DIR区和DATA区。

       (1)MBR区

       MBR(MainBootRecord)即主引导记录，位于整个硬盘的0磁道0柱面1扇区。不过，引导扇区共512字节，MBR用了446字节(偏移0-偏移1BDH),另外的64字节（偏移1BEH?偏移1FDH)用于DPT(DiskPartitionTable,硬盘分区表），最后2字节~55,AA”(偏移IFEH-偏移1FFH)

       是分区的结束标志。硬盘主引导扇区结构如图10-3所示。

       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检以后引导具有激活标志的分区上的搡作系统，并将控制权交给启动程序。MBR是由分区程序（如fdisk.com)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，从而可以实现多系统共存。

       (2)DBR区

       DBR(DosBootRecord)是操作系统引导记录。通常位于硬盘的0磁道1柱面1扇区，是操作系统可以直接访问的第一个扇区，它包括一个引导程序和一个被称为BPB(BIOSParameterBlock)的本分区参数记录表。引导程序的主要任务是当MBR将系统控制权交给它时，判断本分区跟目录前两个文件是不是搡作系统的引导文件（以DOS为例，即是Iasys和Msdos.sys)。如果确定存在，就把其读入内存，并把控制权交给该文件。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个数和分配单元的大小等重要参数。

       (3)FAT区

       在DBR之后的是FAT(FileAllocationTable,文件分配表）区。在解释文件分配表的概念之前，先看族（cluster)的概念。文件占用磁盘空间时，基本单位不是字节而是族。簇的大小与磁盘的规格有关，一般情况下，软盘每族是1个扇区，硬盘每簇的扇区数与硬盘的总容量大小有关，可能是4、8、16、32、64等。

       同一个文件的数据不一定完整地存放在磁盘的一个连续的区域内，往往会分成若干段，这样就需要一条指示段连接的链子。这种存储方式称为文件的链式存储。硬盘上的文件常常要进行创建、删除、增长、缩短等操作。这样操作做得越多，盘上的文件就可能被分得越零碎（每段至少是1簇）。但是，由于硬盘上保存着段与段之间的连接信息（即FAT),操作系统在读取文件时，总是能够准确地找到各段的位置并正确读出。这种以簇为单位的存储法的一个缺陷是：每个文件的最后一簇可能有未被完全利用的空间（称为尾簇空间）。一般来说，当文件个数比较多时，平均每个文件要浪费半个簇的空间。

       为了实现文件的链式存储，硬盘上必须准确地记录哪些族已经被文件占用，还必须为每个已经占用的族指明存储后继内容的下一个簇的族号，对一个文件的最后一族，则要指明本族无后继簇。这些都是由FAT表来保存的，表中有很多表项，每项记录一个簇的信息。

       由于FAT对于文件管理的重要性，所以FAT有一个备份，即在原FAT的后面再建一个同样的FAT\-般情况下，格式化后FAT中所有项都标明为“未占用”，但如果磁盘有局部损坏，那么格式化程序会检测出损坏的簇，在相应的项中标为“坏簇”，以后存文件时就不会再使用这个蔟了。FAT的项数与硬盘上的总簇数相当，每一项占用的字节数也要与总族数相适应，因为其中需要存放簇号。FAT的格式有多种,Windows操作系统中,最为常见的是FAT16和FAT32,其中FAT16表示使用16位数字描述文件分配表表项。由于16位的分配表最多能管理65536(即2的16次方）个族，即FAT16所规定的一个硬盘分区最多有65536个族。又每个簇的存储空间最大为32KB,所以,FAT16分区的最大存储容量为65536>>32KB=2048MB,即2G。从而，使用大硬盘时，必须把它分成最大2G的逻辑盘。为了使用更大的逻辑分区，微软公司从Windows95OSR2版本开始使用FAT32标准，类似地可以计算得知，FAT32每个分区容量最大可达65G以上?由于具有富裕的表项，所以，在FAT32中可以通过减小簇的长度来减少尾簇空间的浪费。

       (4)DIR区

       DIR(Directory)是根目录，紧接着第二FAT表，记录着根目录下每个文件（目录）的起始单元、文件的属性等。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硬盘中的具体位置和大小了。

       (5)DATA区

       DATA(数据）区是真正意义上的数据存储的位置，位于D1R区之后，占据硬盘上的大部分数据空间。

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