Linux的基础知识

磁盘的组成

整颗磁盘的第一个扇区特别的重要，因为他记录了整颗磁盘的重要信息！ 磁盘的第一个扇区主要记录了两个重要的信息，分别是：
 主要启动记录区(Master Boot Record, MBR)：可以安装开机管理程序的地方，有446 bytes
 分割表(partition table)：记录整颗硬盘分割的状态，有64 bytes

MBR是很重要的，因为当系统在开机的时候会主动去读取这个区块的内容，这样系统才会知道你的程序放在哪里该该如何进行开机。 如果你要安装多重引导的系统，MBR这个区块的管理就非常非常的重要了！

那么分割表又是啥？其实妳刚刚拿到的整颗硬盘就像一根原木，你必须要在这根原木上面切割出你想要的区段， 这个区段就能够再制作成为你想要的家具！如果没有进行切割，那么原木就不能被有效的使用。 同样的道理，你必须要针对你的硬盘进行分割，这样硬盘才可以被你使用的！

磁盘分区表(partition table)

我们利用参考对照磁柱号码的方法来处理！ 在分割表所在的64 bytes容量中，总共分为四组记录区，每组记录区记录了该区段的启始与结束的磁柱号码。

假设上面的硬盘装置文件名为/dev/hda时，那举这四个分割槽在Linux系统中的装置文件名如下所示， 重点在于档名后面会再接一个数字，这个数字不该分割槽所在的位置有关！
 P1:/dev/hda1
 P2:/dev/hda2
 P3:/dev/hda3
 P4:/dev/hda4

由于分割表就只有64 bytes而已，最多只能容纳四笔分割的记录， 这四个分割的记录被称为主要(Primary)或延伸(Extended)分割槽。

 其实所谓癿『分割』只是针对那个64 bytes的分割表进行设定而已！
 硬盘默认的分割表仅能写入四组分割信息
 这四组分割信息我们称为主要(Primary)或延伸(Extended)分割槽
 分割槽的最小单位为磁柱(cylinder)
 当系统要写入磁盘时，一定会参考磁盘分区表，只能针对某个分割槽进行数据的处理

假设上面的硬盘装置文件名为/dev/hda时，那举这四个分割槽在Linux系统中的装置文件名如下所示， 重点在于档名后面会再接一个数字，这个数字不该分割槽所在的位置有关喔！
 P1:/dev/hda1
 P2:/dev/hda2
 P3:/dev/hda3
 P4:/dev/hda4

由于分割表就只有64 bytes而已，最多只能容纳四笔分割的记录， 这四个分割的记录被称为主要(Primary)或延伸(Extended)分割槽。 根据上面的图示与说明，我们可以得到几个重点信息：
 其实所谓的『分割』只是针对那个64 bytes的分割表进行设定而已！
 硬盘默认的分割表仅能写入四组分割信息
 这四组分割信息我们称为主要(Primary)或延伸(Extended)分割槽
 分割槽的最小单位为磁柱(cylinder)
 当系统要写入磁盘时，一定会参考磁盘分区表，才能针对某个分割槽进行数据的处理

在Windows/Linux系统中， 我们是透过刚刚谈到的延伸分割(Extended)的方式来处理的啦！延伸分割的想法是： 既然第一个扇区所在的分割表只能记录四笔数据， 那我可否利用额外的扇区来记录更多的分割信息？实际上图示有点像底下这样： 

在上图当中，我们知道硬盘的四个分割记录区仅使用到两个，P1为主要分割，而P2则为延伸分割。请注意， 延伸分割的目的是使用额外的扇区来记录分割信息，延伸分割本身并不能被拿来格式化。 然后我们可以透过延伸分割所指向癿那个区块继续作分割的记录。

如上图右下方那个区块有继续分割出五个分割槽， 这五个由延伸分割继续切出来的分割槽，就被称为逻辑分割槽(logical partition)。 同时注意一下，由与逻辑分割槽是由延伸分割继续分割出来的，所以他可以使用的磁柱范围就是延伸分割所设定癿范围喔！ 也就是图中的101~400啦！

同样的，上述的分割槽在Linux系统中的装置文件名分别如下：
 P1:/dev/hda1
 P2:/dev/hda2
 L1:/dev/hda5
 L2:/dev/hda6
 L3:/dev/hda7
 L4:/dev/hda8
 L5:/dev/hda9

仔细看看，怎举装置文件名没有/dev/hda3与/dev/hda4呢？因为前面四个号码都是保留给Primary或Extended用的嘛！ 所以逻辑分割槽的装置名称号码就由5号开始了！这是个很重要的特性，不能忘记喔！

主要分割、延伸分割与逻辑分割的特性我们作个简单的定义：
 主要分割与延伸分割最多可以有四笔(硬盘的限制)
 延伸分割最多只能有一个(操作系统的限制)
 逻辑分割是由延伸分割持续切割出来的分割槽；
 能够被格式化后，作为数据存取的分割槽为主要分割与逻辑分割。延伸分割无法格式化；
 逻辑分割的数量依操作系统而不同，在Linux系统中，IDE硬盘最多有59个逻辑分割(5号到63号)， SATA硬盘则有11个逻辑分割(5号到15号)。

事实上，分割是个很麻烦的癿东西，因为他是以磁柱为单位的『连续』磁盘空间， 且延伸分割又是个类似独立的磁盘空间，所以在分割的时候得要特别注意。

开机流程与主要启动记录区(MBR)

在计算器概论里面我们有谈到BIOS与CMOS两个东西， CMOS是记录各项硬件参数且嵌入在主板上面的储存器，BIOS则是一个写入到主板上的一个韧体(再次说明， 韧体就是写入到硬件上的一个软件程序)。这个BIOS就是在开机癿时候，计算机系统会主动执行的第一个程序了！

接下来BIOS会去分析计算机里面有哪些储存设备，我们以硬盘为例，BIOS会依据使用者的设定去取得能够开机的硬盘， 并且到该硬盘里面去读取第一个扇区癿MBR位置。 MBR这个仅有446 bytes的硬盘容量里面会放置最基本的开机管理程序， 此时BIOS就功成囿满，而接下来就是MBR内的开机管理程序的工作了。

这个开机管理程序的目的是在加载(load)核心档案， 由于开机管理程序是操作系统在安装的时候所提供的，所以他会认识硬盘内的文件系统格式，因此就能够读取核心档案， 然后接下来就是核心档案的工作，开机管理程序也功成圆满，之后就是大家所知道的操作系统的任务啦！

简单的说，整个开机流程到操作系统之前的动作应该是这样的：
1. BIOS：开机主动执行的韧体，会认识第一个可开机的装置；
2. MBR：第一个可开机装置的第一个扇区内的主要启动记录区块，内含开机管理程序；
3. 开机管理程序(boot loader)：一支可读取核心档案来执行的软件；
4. 核心档案：开始操作系统的功能...
由上面的说明我们会知道，BIOS与MBR都是硬件本身会支持的功能，至于Boot loader则是操作系统安装在MBR上面的一套软件了。由与MBR仅有446 bytes而已，因此这个开机管理程序是非常小而美的。 这个boot loader癿主要任务有底下这些项目：
 提供选单：用户可以选择不同的开机项目，这也是多重引导的重要功能！
 载入核心档案：直接指向可开机的程序区段来开始操作系统；
 转交其他loader：将开机管理功能转交给其他loader负责。

开机管理程序除了可以安装在MBR之外， 还可以安装在每个分割槽的启动扇区(boot sector)喔！

目录树结构(directory tree)

Linux内的所有数据都是以档案的形态来呈现的，所以啰，整个Linux系统最重要的地方就是在于目录树架构。 所谓的目录树架构(directory tree)就是以根目录为主，然后向下呈现分支状的目录结构的一种档案架构。 所以，整个目录树架构最重要的就是那个根目录(root directory)，这个根目录的表示方法为一条斜线『/』， 所有的档案都与目录树有关。目录树的呈现方式如下图所示：

文件系统与目录树的关系(挂载)

所谓的『挂载』就是利用一个目录当成进入点，将磁盘分区槽的数据放置在该目录下； 也就是说，进入该目录就可以读取该分割槽的意思。这个动作我们称为『挂载』，那个进入点的目录我们称为『挂载点』。 由于整个Linux系统最重要的是根目录，因此根目录一定需要挂载到某个分割槽的。 至于其他的目录则可依用户自己的需求来给予挂载到不同的分割槽。我们以下图来作为一个说明：

上图中假设我的硬盘分为两槽，partition 1是挂载到根目录，至于partition 2则是挂载到/home这个目录。 这也就是说，当我的数据放置在/home内的各次目录时，数据是放置到partition 2的，如果不是放在/home底下的目录， 那么数据就会被放置到partition 1了！