硬盘分区总结（小东子）

硬盘分区总结（小东子）
说明：文章交流使用，转载时请保持文章的整体性，杜绝商业目的。本文章是最近本人学习的总结。
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一 总述
   1、硬盘分区步骤：
      ⑴ 硬盘参数设置
      ⑵低级格式化
      ⑶高级格式化
   2、一般开始为0柱0道1扇区，0柱是从最外层开始算。磁道和扇区都是逻辑单位（可能）1个柱上可以分成许多逻辑的面（也就是磁道），每个磁道再分成许多扇区（一般为63个扇区）
第一篇 Window分区工具分区
一 windows下分区FAT32格式（1个主分区1个扩展分区3个逻辑分区）
  1 分区边界的确定
最小分区单位是柱面，它不会把一个柱面分配到两个不同的分区中，因此Fdisk不小于用户指定的分区容量。

如图所示：每个分区都在柱面的分界处。柱面从0开始、磁头也是从0开始，扇区从1开始编号。
  2 各个分区的关系（主要分析MBR）

主分区C盘

逻辑分区D盘

逻辑分区E盘

逻辑分区F盘

 C盘

 

 D盘

 

 E盘

 

 F盘

数据1、数据5、数据9、数据13表示本分区的MBR使用的大小，占用63个扇区；数值为

数据2、数据6、数据10、数据14表示本分区的大小；（在DBR的20H也有这个数值）
容量＝(DBR的大小)+（FAT1的大小）＋（FAT2的大小）＋（数据区的大小）
注： (不包括MBR的大小，这个值可以在DBR里面找到)
数据3＝数据1＋数据2；表示扩展分区前已经使用的扇区；
数据7＝数据5＋数据6；表示下一个逻辑分区前已经使用的逻辑分区
数据11＝数据7＋数据9＋数据10＝数据5＋数据6＋数据9＋数据10；表示下一个逻辑分区前已经使用的逻辑分区
数据4＝数据5＋数据6＋数据9＋数据10＋数据13＋数据14；
表示扩展分区总共使用的扇区数。
数据8＝数据9＋数据10；数据12＝数据13＋数据14；
表示本分区的下一个逻辑分区使用的扇区数（包括MBR）；
数据15＝数据16＝00 00 00 00；表示逻辑分区结束；
3 DBR的分析
 
注：这个公式应该是FAT16的公式，×2是因为每个族在FAT表中占2个字节，＋4是因为族0、族1标示FAT表的开始，也分别占2个字节，共占4个字节
 
注：这个公式应该是FAT32的公式，×4是因为每个族在FAT表中占4个字节，
＋8是因为族0、族1标示FAT表的开始，也分别占4个字节，共占8个字节
扇区总数不包括MBR的大小。

DBR中保留了一些重要的信息：保留扇区、每族扇区数、每扇区字节数等。
在恢复中最重要的是保留有：
⑴该分区的扇区总数，它跟分区表中的数值一致。
⑵根目录在DATA区的起始族的位置。
⑶保留扇区：0020H＝32（地址为E、F的内容，表示整个DBR占的扇区数）
⑷每族扇区数：08H＝8 （地址为D的内容，表示每个族的扇区数）
⑸每扇区字节数：0200H＝512（地址为B、C的内容，记录扇区大小）
⑹备份DBR的位置：一般为6（地址为32H，占2个字节）
⑺根目录在DATA区的起始族的位置（从MBR开始计算）＝MBR+DBR+FAT扇区数×2＋（DBR中记录的起始族数－2）×每族扇区数（见书128页）
注：DBR中记录的起始族数（内容为地址2C的内容，占4个字节）。
（减2是因为，族1、族2用来表示FAT表的开始，所以实际存放文件的族号从2开始）
4 FAT32文件系统的分析（FAT16跟FAT32差不多）
访问文件的步骤：
⑴通过DBR里记录的FDT的族号找到FDT的入口（参见3部分），FAT32系统，FAT表中记录每个族占用4个字节，族1、族2为FAT表的起始标志（F8 FF FF FF FF FF FF 0F），一个文件的结束族标志为FF FF FF OF。（注：不同的分区工具，这2个标志有点差别）。
⑵在FDT里找到相应的文件起始族号和文件大小等一些信息。每个族一般占用8个扇区，（需要通过DBR查找），（一个文件的文件目录项为32字节，FDT的第一个目录项为卷标，然后才是文件目录）地址计算公式参见3部分。
⑶文件的下一个族号需要通过查找FAT表，在FAT表的位置＝族号×4。里面记录的内容就是下一个族号，可以通过这个方法一直访问下去，直到碰到文件结束标志。（一般文件都是连续记录着）。
⑷FAT32系统采用长文件名，它采用（长文件名登记项＋短文件登记项）表示一个文件，长文件登记项的属性字节为0FH，它位于短文件登记项的前面，并且它采用倒序排列。
⑸子目录的目录名和文件名的表示方式一样，包括其长、短形式的命名规则，以及所有日期、时间的定义等，起始族的表示方法也一样，只有属性和长度的表示方法不一样，对于子目录，其长度固定为0。子目录比根目录多了前两个目录项。
文件删除：
⑴一般删除：FDT中，文件目录项中，第一个字节被改为E5H，其他的所有字节都没有变化，长文件名也是这么处理的，把所有描述长文件名的登记项的首字节都改为E5H。代表着文件删除，FAT表没有变化，DATA区数据没有变化。回收站记录了这个删除的文件。
⑵彻底删除：FDT的变化跟一般删除完全一样。FAT表中记录的信息被清零。DATA区数据没有变化。
格式化
⑴快速高级格式化：FDT被清零，只留了一个卷标。FAT表被清零，子目录还保留着，DATA区没有变化。但如果文件不连续存放，恢复难度还很大。
⑵高级格式化：跟快速格式化基本一样。
5 人工手动创造分区
  在上面的分区方式上修改（1个主分区，1个扩展分区，3个逻辑分区）。
实验方案1：把第2个逻辑分区（也就是第3个分区）移动位置
⑴仅仅修改各个分区的MBR，不改变DBR和FAT（修改第1和第2个逻辑分区的MBR）
  结论：可以移动，启动没有问题，也能够识别各个分区。操作系统的磁盘管理系统根据MBR里面的每个分区大小来标示各个分区的大小。但第2个逻辑分区移动后，由于没有建立DBR和FAT，操作系统在文件管理里面会报没有发现文件系统，请格式化磁盘。由于第1个逻辑分区仅改变了MBR，没有改变DBR和FAT（2个结果：1是DBR里面的标示本分区的大小没有改变和标示FAT表的大小没有改变。2是备份FAT2仅跟着FAT1，所以实际FAT表的访问范围还是原来得范围）所以操作系统得文件管理系统依然显示原来得分区大小。
⑵MBR、DBR、FAT都改变
   结论：第1个逻辑分区，3个都改变后，重新启动系统后，操作系统可以正常识别。
第2个逻辑分区，人工给它构建DBR（把移动前得拷贝过来），但不构建FAT表，在打开系统得磁盘管理时，系统死在那里，没有办法引导磁盘管理。修改DBR得分区容量大小后，重新启动系统，可以正常识别。
实验方案2：在第2个逻辑分区后加1个分区（由于第2个逻辑分区已经被我们移动，所以在第1个逻辑分区后面加1个分区）
   结论：加了MBR后，但没有加DBR和FAT，磁盘管理器可以识别出增加了一个分区，但操作系统没有办法对文件系统识别有问题。增加DBR和FAT后，恢复正常。
注：（结论）1、操作系统的磁盘管理根据MBR划分系统分区和容量。
           2、操作系统的文件管理根据MBR确定分区，但容量大小确根据DBR和FAT。二windows下分区FAT32格式（都是主分区）
实验一：4个主分区，FAT32格式
结论：只有一个MBR，4个分区把MBR里面的4个分区表项全部占了。第1个分区以后直接是第2个分区的DBR，其它分区以此类推，并且第2、3、4分区的DBR在柱面的分界处。（也就是磁道为0，扇区为1）。DBR依然有备份，在DBR后面的6个扇区。依然是2个FAT表。
实验二：5个主分区，FAT32格式
      系统不让创建第5个分区。（动态卷可以，基本磁盘不行，这里研究的都是基本磁盘）。
三 windows下分区NTFS格式（1个主分区1个扩展分区3个逻辑分区）
结论：1  MBR分布跟FAT32格式一样，但文件组织格式跟FAT32的DBR和FAT表有区别，不采用FAT表，DBR的备份也放在本分区的最后一个扇区（也就是下一个分区的MBR的前一个分区）。通过这个备份的DBR可以在数据恢复中确定每个分区的边界。
NTFS格式各个分区（也就是指MBR）也必须在磁盘柱面的分界处。
四windows下分区NTFS格式（都是主分区）
实验一：4个主分区，NTFS格式
实验二：5个主分区，NTFS格式
结论：跟FAT32格式一样，就是文件组织形式不一样，没有FAT表。DBR的备份也放在本分区的最后一个扇区（也就是下一个分区的前一个分区：这里下一个分区以DBR开始）。通过这个备份的DBR可以在数据恢复中确定每个分区的边界。（这就正好解释，丢失MBR的NTFS的磁盘，为什么经常发现有2个DBR连接在一起，其实两个不一样，1个是上1个分区的备份，1个是新的分区的开始）
注：NTFS格式的DBR也是占32个字节，32个字节后是文件系统。但跟FAT32格式的DBR组织形式有区别，文件组织格式也有区别。这里说的备份DBR是指仅仅备份DBR开始的那1个扇区，并不是所有的扇区都备份。
第二篇 PQMAGIC分区工具分区
一PQMAGIC分区FAT32格式（1个主分区1个扩展分区3个逻辑分区）
  1 基本情况
结果跟Window分区一样，就是FAT表的起始标志有点区别。

PGMAGIC分区标志

Windows分区标志
  2 通过PQMAGIC改变各个分区的大小
      改变各个分区的大小，同样有DBR备份，有两个FAT表，跟Windows分区情况一样，每个分区的MBR也在柱面的分界处，不同的是MBR里面各个数值有变化，详细见下面的分析。

C盘

D盘

E盘

F盘

分区情况
数据1、数据5、数据9、数据13表示本分区的MBR使用的大小，占用63个扇区；数值为

数据2、数据6、数据10、数据14表示本分区的大小；（在DBR的20H也有这个数值）
容量＝(DBR的大小)+（FAT1的大小）＋（FAT2的大小）＋（数据区的大小）
注： (不包括MBR的大小，不包括空闲分区的大小)
数据3！＝数据1＋数据2；但依然等于扩展分区前已经使用的扇区；
数据！7＝数据5＋数据6；但依然表示下一个逻辑分区前已经使用的逻辑分区
数据11！＝数据7＋数据9＋数据10！＝数据5＋数据6＋数据9＋数据10；但依然表示下一个逻辑分区前已经使用的逻辑分区
数据！4＝数据5＋数据6＋数据9＋数据10＋数据13＋数据14；
但依然表示扩展分区总共使用的扇区数。
数据8＝数据9＋数据10；数据12＝数据13＋数据14；
表示本分区的下一个逻辑分区使用的扇区数（包括MBR，不包括中间的空闲区）；
数据15＝数据16＝00 00 00 00；表示逻辑分区结束；
二PQMAGIC下分区FAT32格式（都是主分区）
  四个主分区，FAT32格式，不能增加第五个主分区，也不能创建扩展分区，跟Windows分区情况一样。
三 PQMAGIC下分区NTFS格式（1个主分区1个扩展分区3个逻辑分区）
   跟Windows分区情况一样。
四PQMAGIC下分区NTFS格式（都是主分区）
   跟Windows分区情况一样。