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硬盘知识全集
硬盘知识，硬盘逻辑结构
你新买来的硬盘是不能直接使用的，必须对它进行分区并进行格式化的才能储存数据。
硬盘分区是操作系统安装过程中经常谈到的话题。
对于一些简单的应用，硬盘分区并不成为一种障碍，但对于一些复杂的应用，就不能不深入理解硬盘分区机制的某些细节。
硬盘的崩溃经常会遇见，特别是病毒肆虐的时代，关于引导分区的恢复与备份的技巧，你一定要掌握。
在使用电脑时，你往往会使用几个操作系统。
如何在硬盘中安装多个操作系统？
如果你需要了解这方面的知识或是要解决上述问题，这期的“硬盘分区”专题会告诉你答案！
硬盘是现在计算机上最常用的存储器之一。
我们都知道，计算机之所以神奇，是因为它具有高速分析处理数据的能力。
而这些数据都以文件的形式存储在硬盘里。
不过，计算机可不像人那么聪明。
在读取相应的文件时，你必须要给出相应的规则。
这就是分区概念。
分区从实质上说就是对硬盘的一种格式化。
当我们创建分区时，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。
而对于文件系统以及其他操作系统管理硬盘所需要的信息则是通过以后的高级格式化，即Format命令来实现。
面、磁道和扇区硬盘分区后，将会被划分为面（Side）、磁道（Track）和扇区（Sector）。
需要注意的是，这些只是个虚拟的概念，并不是真正在硬盘上划轨道。
先从面说起，硬盘一般是由一片或几片圆形薄膜叠加而成。
我们所说，每个圆形薄膜都有两个“面”，这两个面都是用来存储数据的。
按照面的多少，依次称为0面、1面、2面……由于每个面都专有一个读写磁头，也常用0头（head）、1头……称之。
按照硬盘容量和规格的不同，硬盘面数（或头数）也不一定相同，少的只有2面，多的可达数十面。
各面上磁道号相同的磁道合起来，称为一个柱面（Cylinder）。
上面我们提到了磁道的概念。
那么究竟何为磁道呢？
由于磁盘是旋转的，则连续写入的数据是排列在一个圆周上的。
我们称这样的圆周为一个磁道。
如果读写磁头沿着圆形薄膜的半径方向移动一段距离，以后写入的数据又排列在另外一个磁道上。
根据硬盘规格的不同，磁道数可以从几百到数千不等；一个磁道上可以容纳数KB的数据，而主机读写时往往并不需要一次读写那么多，于是，磁道又被划分成若干段，每段称为一个扇区。
一个扇区一般存放512字节的数据。
扇区也需要编号，同一磁道中的扇区，分别称为1扇区，2扇区……
计算机对硬盘的读写，处于效率的考虑，是以扇区为基本单位的。
即使计算机只需要硬盘上存储的某个字节，也必须一次把这个字节所在的扇区中的512字节全部读入内存，再使用所需的那个字节。
不过，在上文中我们也提到，硬盘上面、磁道、扇区的划分表面上是看不到任何痕迹的，虽然磁头可以根据某个磁道的应有半径来对准这个磁道，但怎样才能在首尾相连的一圈扇区中找出所需要的某一扇区呢？
原来，每个扇区并不仅仅由512个字节组成的，在这些由计算机存取的数据的前、后两端，都另有一些特定的数据，这些数据构成了扇区的界限标志，标志中含有扇区的编号和其他信息。
计算机就凭借着这些标志来识别扇区。
硬盘的数据结构在上文中，我们谈了数据在硬盘中的存储的一般原理。
为了能更深入地了解硬盘，我们还必须对硬盘的数据结构有个简单的了解。
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。
我们来分别介绍一下：
1．MBR区MBR（MainBootRecord主引导记录区）位于整个硬盘的0磁道0柱面1扇区。
不过，在总共512字节的主引导扇区中，MBR只占用了其中的446个字节，另外的64个字节交给了DPT（DiskPartitionTable硬盘分区表），最后两个字节“55，AA”是分区的结束标志。
这个整体构成了硬盘的主引导扇区。
主引导记录中包含了硬盘的一系列参数和一段引导程序。
其中的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操作系统，并将控制权交给启动程序。
MBR是由分区程序（如Fdisk．exe）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，从而实现多系统共存。
下面，我们以一个实例让大家更直观地来了解主引导记录：
例：
800101000BFEBFFC3F0000007E86BB00在这里我们可以看到，最前面的“80”是一个分区的激活标志，表示系统可引导；“010100”表示分区开始的磁头号为01，开始的扇区号为01，开始的柱面号为00；“0B”表示分区的系统类型是FAT32，其他比较常用的有04（FAT16）、07（NTFS）；“FEBFFC”表示分区结束的磁头号为254，分区结束的扇区号为63、分区结束的柱面号为764；“3F000000”表示首扇区的相对扇区号为63；“7E86BB00”表示总扇区数为12289622。
2．DBR区DBR（DosBootRecord）是操作系统引导记录区的意思。
它通常位于硬盘的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操作系统的引导文件（以DOS为例，即是Io．sys和Msdos．sys）。
如果确定存在，就把它读入内存，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，分配单元的大小等重要参数。
DBR是由高级格式化程序（即Format．com等程序）所产生的。
3．FAT区在DBR之后的是我们比较熟悉的FAT（FileAllocationTable文件分配表）区。
在解释文件分配表的概念之前，我们先来谈谈簇（Cluster）的概念。
文件占用磁盘空间时，基本单位不是字节而是簇。
一般情况下，软盘每簇是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……同一个文件的数据并不一定完整地存放在磁盘的一个连续的区域内，而往往会分成若干段，像一条链子一样存放。
这种存储方式称为文件的链式存储。
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。
为了实现文件的链式存储，硬盘上必须准确地记录哪些簇已经被文件占用，还必须为每个已经占用的簇指明存储后继内容的下一个簇的簇号。
对一个文件的最后一簇，则要指明本簇无后继簇。
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。
初形成的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簇了。
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簇数相适应，因为其中需要存放簇号。
FAT的格式有多种，最为常见的是FAT16和FAT32。
4．DIR区DIR（Directory）是根目录区，紧接着第二FAT表（即备份的FAT表）之后，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．数据（DATA）区数据区是真正意义上的数据存储的地方，位于DIR区之后，占据硬盘上的大部分数据空间。
硬盘经常坏在哪？
症状一：
在你打开某一文件或运行某一程序时，硬盘反复读盘且出错，或者要经过九牛二虎之力才能成功。
与此同时，硬盘会发出异样的杂音；启动时不能通过硬盘引导系统，用软盘启动后可以转到硬盘盘符，但无法进入，用SYS命令传导系统也不能成功；FORMAT硬盘时，到某一进度停止不前，最后报错，无法完成；对硬盘执行FDISK时，到某一进度会反复进进退退。
这些症状都是物理坏道的常见病症。
目前尚无完全修复物理坏道的良药。
只能通过修复少量的坏道或屏蔽坏道来缓解这一问题。
症状二：
当你开机时，检测CPU、内存正常后，硬盘不能通过自检，屏幕显示“HDDControllerError（硬盘控制器故障）”，而后死机。
进入BIOS中仍然无法对硬盘进行设置，也找不到硬盘。
用Norton、KV3000等软件也无法找到硬盘。
碰到这种问题，就非常棘手了。
这极大可能是零磁道损坏。
症状三：
开机时，硬盘引导失败，显示“Missingoperationsystem”提示。
这是DBR（DOS启动记录DOSBootRecord）损坏的症状。
注意保养，让你的硬盘更长寿：
1、在电脑的配置上，如果内存容易较小，那硬盘读盘的次数就是显著增多，这对硬盘的寿命是没有保障的。
2、在装硬盘时，我们需要对硬盘进行加固，这是无可厚非的。
但有的人的确粗心大意，固定硬盘的螺丝都没有拧紧，这对硬盘也是极其不利的。
强烈的震动会使硬盘发出难以让人忍受的噪音，更严重的是，它是出现物理坏道的罪魁祸首。
3、大多数人总以为，电源是无关紧要的配件，其实不然。
电源的好坏不但影响系统的稳定性，对硬盘也是非常重要的，如果电源的滤波非常差劲，会影响到硬盘的工作，使其出现非常多的怪问题。
4、频繁地对硬盘进行碎片整理，也是会导致硬盘老化的一大原因。
移动硬盘不被系统识别的处理
一、与系统有关的设置安装问题
1.不要以为只要主板有USB接口就可以使用移动硬盘，还要看系统是否支持。
Windows2000、WindowsXP及以上版本的系统是可以直接支持移动硬盘的，无须安装驱动程序即可使用，而在Windows98下使用移动硬盘用就必须装驱动程序，否则系统就会将移动硬盘识别为“未知的USB设备”。
2.对于一些Windows98用户来说，在安装好移动硬盘的驱动程序之后，可以从设备管理器中查看到移动硬盘图标，但是在资源管理器中却没有相应的盘符标志，这就是系统设置不当所致。
在设备管理器中双击移动硬盘图标，并且点击弹出窗口中的“属性”按钮，此时可以看见“断开”、“可删除”、“同步数据传输”和“INT13单元”四个选项，其中“可删除”一项前系统默认是没有打钩的，勾选这个选项之后重新启动计算机，就可以在资源管理器中看见新增的移动硬盘盘符了。
二、主板的USB接口问题
由于主板的USB接口有问题引发移动硬盘不能正常使用，主要从以下方面着手解决：
1.USB接口未开启：
在一些老机器上（包括一些品牌机）虽然有外置的USB接口，但在BIOS中却是默认关闭的，这样即使系统支持也不行，因此应检查一下BIOS设置中USB接口选项是否开启：
在启动电脑时按住Del键，进入BIOS设置，在“ChipsetFeaturesSetup”或“IntegratedPeripherals”中将“OnChipUSB”设置为“Enabled”，保存并重启电脑即可。
2.系统不支持USB接口：
这种情况也主要出现在一些老电脑上。
如笔者的这台兼容机，主板是旗舰的VISTA710V2，主板芯片组用的是VIAApolloMVP3，外接USB接口卡后系统竟然不认（装的是WindowsMe和Windows2000双系统），在“设备管理器”中找不到“通用串行总线控制器”。
上网一查，原来是主板芯片组有问题，赶紧从网上下载最新的主板BIOS进行刷新，又下载了VIA专为该芯片组提供的USB驱动补丁，终于在我的电脑上认出了“移动存储设备”。
3.USB接口供电不足：
绝大多数移动硬盘正常工作所需的5V电压、0.5A电流可以直接通过主板的USB接口供给，但有的主板USB接口的供电达不到这一数值，从而导致移动硬盘无法被系统识别。
好在移动硬盘盒的专用USB连接线上大都分出了一个PS/2接头，只要将该接头插在主板的PS/2接口上即可。
三、操作不当导致移动硬盘不能被使用
因操作不当而导致移动硬盘不能正常使用，主要是指插拔移动硬盘的时机没有掌握好。
1.在插接移动硬盘之前最好关闭正在运行的各种应用程序，也不要在系统启动过程中插接。
2.移动硬盘刚接上时会有一个系统认盘、读盘的过程，在这个过程结束之前最好不要进行任何操作（建议给移动硬盘少分一些区，分的区越多，系统认盘的时间越长），要等到移动硬盘的工作指示灯稳定下来才开始操作。
3.使用移动硬盘时也会出现以前能用，偶尔一次又不能用的情况，出现这种情况时可以先将“系统设备”中的“未知的USB设备”删除，再拔下移动硬盘，然后重启系统，再将移动硬盘接上，故障一般就能解决。
四、移动硬盘本身的问题
如果排除了以上故障原因，移动硬盘仍不能使用，那很可能就是移动硬盘自身有问题了。
移动硬盘的结构比较简单，主要由硬盘盒和笔记本电脑硬盘组成，硬盘盒一般不易坏，出现问题多半是笔记本电脑硬盘引起的。
为了避免移动硬盘自身硬件损坏，在使用中应注意以下几方面：
1.移动硬盘使用时应放在平稳的地方，不要在它正在读写时移动使之受到震动。
2.在拔下移动硬盘时要严格按照规程操作：
等硬盘不读盘时，双击任务栏右下角的“拔出或弹出硬件”图标，在出现的窗口中先“停止”设备的使用，再从系统中删除设备选项，最后再从主机上拔下移动硬盘（切记不可在硬盘读写时拔下，否则极易损坏笔记本电脑硬盘）。
3.即使在非工作状态，震动也是移动硬盘的最大杀手，这就要求用户在携带移动硬盘外出时要采取有效的减震措施（一些品牌的移动硬盘在这方面做得比较好，设备本身已经采取了防震措施），最好把它放在四周有塑料泡沫的盒子里。
硬盘分区及大小调整
一、分区的基本知识
1.主分区、扩展分区、逻辑分区
一个硬盘的主分区也就是包含操作系统启动所必需的文件和数据的硬盘分区，要在硬盘上安装操作系统，则该硬盘必须得有一个主分区。
扩展分区也就是除主分区外的分区，但它不能直接使用，必须再将它划分为若干个逻辑分区才行。
逻辑分区也就是我们平常在操作系统中所看到的D、E、F等盘。
2.分区格式
“格式化就相当于在白纸上打上格子”，而这分区格式就如同这“格子”的样式，不同的操作系统打“格子”的方式是不一样的，目前Windows所用的分区格式主要有FAT16、FAT32、NTFS，其中几乎所有的操作系统都支持FAT16。
但采用FAT16分区格式的硬盘实际利用效率低，因此如今该分区格式已经很少用了。
FAT32采用32位的文件分配表，使其对磁盘的管理能力大大增强，它是目前使用得最多的分区格式，Win98/Me/2000/XP都支持它。
NTFS的优点是安全性和稳定性极其出色。
不过除了WinNT/2000/XP外，其它的操作系统都不能识别该分区格式，因此在DOS、Win9X中是看不到采用该格式的分区的。
3.分区原则
不管使用哪种分区软件，我们在给新硬盘上建立分区时都要遵循以下的顺序：
建立主分区→建立扩展分区→建立逻辑分区→激活主分区→格式化所有分区（图1）
二、用Fdisk进行分区
最简单的分区软件非“Windows 启动软盘”中的“Fdisk”莫属。
Win98启动盘中所附带的Fdisk版本比较老，无法识别64GB以上容量的大硬盘。
具备上网条件的用户，也可以到微软的网站上下载Win98启动盘的修正程序（...8/TW/263044CHT8.EXE），安装该修正程序后制作出来的启动盘，就能够对大于64GB的硬盘进行分区了。
1.进入DOS并执行Fdisk
通过Win98启动盘进入DOS状态下，在A盘符下输入“Fdisk”后回车。
出现一些英文说明，并要求用户做出选择。
此对话框的大致意思是问你“是否启用FAT32支持”，键入“Y”并回车后，便进入了Fdisk的主界面（图2）。
主界面上共有四个选项，其中文意思分别是：
①建立DOS主分区或逻辑DOS分区；②设置活动分区；③删除DOS主分区或逻辑DOS分区；④显示分区信息；如果系统中安装有多块硬盘，系统还会出现第5选项“Changecurrentfixeddiskdrive”（切换硬盘）。
2.建立主分区
在Fdisk主界面的“Enterchoice：
”处键入“1”后回车，进入分区功能界面（图3）。
分区功能界面也有三个选项，分别是：
①建立主分区；②建立扩展分区；③在扩展分区上建立逻辑分区。
在“Enterchoice：
”处键入“1”后回车，此时程序扫描硬盘，完成后询问“是否将最大的可用空间（整个硬盘）作为主分区”。
注意：
除非你想将整个硬盘作为一个分区，否则此时绝对不能选择“Y”，输入“N”后回车。
程序再次扫描硬盘，完成后要求输入主分区的大小（图4）。
按照自己的分区方案，在这里输入相应的数字后回车（单位是MB，例如想建立一个2GB的分区，就输入2048，即将数值乘以1024即可）。
然后屏幕提示主分区已建立，并显示主分区容量和所占硬盘全部容量的比例，此时按“Esc”返回Fdisk的主界面。
3.建立扩展分区
在Fdisk主界面中继续选择第一项进入分区功能界面，然后再选择第二项建立扩展分区。
程序扫描完硬盘后会显示当前硬盘可建为扩展分区的全部容量。
直接回车后将所有的剩余空间建立为扩展分区。
4.在扩展分区上建立逻辑分区
扩展分区建立完毕后，按照程序提示“按Esc键继续”，此时程序并不会真正退出，而是立刻扫描扩展分区，最后列出扩展分区的可用空间，并要求输入逻
通过上面几步的操作，已经分好了主分区，现在所做的“在扩展分区上建立逻辑分区”就是建立 D、E、F、G、H等分区。
根据自己的分区方案，输入D盘的容量后回车，系统会自动为该区分配逻辑盘符“D”。
因为扩展分区还没有分完，程序还会出现如上图所示的画面，要求用户输入下一个逻辑分区的大小。
用户只要依次按照方案输入逻辑分区的大小即可，系统会自动给它们分配盘符。
扩展分区分完后，系统会显示所有逻辑分区的数量和容量，并提示按“Esc”返回。
5.激活主分区
当硬盘上同时建有主分区和扩展分区时，必须将主分区激活，否则硬盘就会无法引导系统。
返回Fdisk主功能界面，选择“2”（Set active partition），此时屏幕将显示主硬盘上所有分区供用户进行选择。
当前硬盘上只有主分区“1”和扩展分区“2”，在对话框中键入“1”后按回车退回到Fdisk主界面。
至此，新硬盘的分区工作结束，按两次“Esc”键退出Fdisk，然后重新启动电脑。
6.格式化分区
按照前面所讲的方法利用Win98启动盘再次进入DOS状态，在A盘符下输入“Format C：
”并回车，系统提示此举将删除C盘上的所有数据。
键入“Y”后回车确认，此时程序开始对C盘进行格式化，完成后，程序提示是否给C盘分配卷标。
回车确认，程序会自动给C盘添加卷标，至此，C盘格式化工作完成，该盘就能存储数据了。
以此类推，格式化D、E等盘。
现在你就可以在硬盘上安装操作系统了。
三、用“魔法师”调整分区
俗话说有分必有合，如果分得不合适，想重新改变分区的大小（俗称“无损动态分区”），怎么办呢？
C盘是最容易出现容量危机的分区，下面就以增大C盘容量为例：
想增大C盘的容量，自然得缩小其它分区的容量。
假设现在D盘有1GB的剩余空间，E盘有3GB的剩余空间，现在欲将这两个分区中的4GB空间给C盘，那么用PQ 8.0 DOS版进行操作时，首先得将E盘的剩余空间给D盘，然后再由D盘分给C盘。
具体操作如下：
进入PQ主界面后，右键单击E盘，选择右键菜单中的“Resize/Move）”（改变/移动）（图6）。
进入“Resize/MovePartition”（改变/移动空间）窗口后，在“FreeSpaceBefore”（调整前剩余空间）栏中输入需要让E盘腾出来的空间，该值小于或等于E盘的最大剩余空间值（图7）。
输入需要腾出的空间容量值之后，点击“OK”按钮即返回主界面，此时会发现D、E之间多了一个“空白区”，这就是E盘给D盘的“礼物”了。
右键点击“D盘”，选择“Resize/Move”。
进入D盘的“Resize/MovePartition”窗口后，首先将“FreeSpaceAfter”处的数字由原来的XXX（也就是E盘的“FreeSpaceBefore”值）修改为“0”，这样就算将E盘的“礼物”收下来了。
然后在“FreeSpaceBefore”栏中输入让D盘腾出来的空间值。
最后点击“OK”键确认（图8）。
现在C、D之间有一个比较大的“空白区”了，这就是最终腾给C盘的空间了。
右键点击C盘，选择“Resize/Move”，然后在C盘的“Resize/MovePartition”窗口中将“FreeSpaceAfter”处的数字设置为“0”，保存设置后，D、E给C的礼物就全收下了。
点击主界面右下角的“Apply”按钮并确认后，PQ便开始了正式调整。
阿King提示：
虽然PQ能够无损调整分区容量、格式，但为了数据的安全，最好能够在操作前进行重要数据的备份，至少得在操作前对硬盘进行磁盘扫描及磁盘碎片整理工作，以免造成数据丢失；在使用PQ时，不要非正常退出系统或突然关机，否则很容易造成分区中的数据丢失，严重时甚至会造成硬盘的物理损坏。
学习了硬盘的分与合，硬盘的基本操作大家就掌握得就差不多了。
FAT文件系统原理
一、硬盘的物理结构：
硬盘存储数据是根据电、磁转换原理实现的。
硬盘由一个或几个表面镀有磁性物质的金属或玻璃等物质盘片以及盘片两面所安装的磁头和相应的控制电路组成（图1），其中盘片和磁头密封在无尘的金属壳中。
硬盘工作时，盘片以设计转速高速旋转，设置在盘片表面的磁头则在电路控制下径向移动到指定位置然后将数据存储或读取出来。
当系统向硬盘写入数据时，磁头中“写数据”电流产生磁场使盘片表面磁性物质状态发生改变，并在写电流磁场消失后仍能保持，这样数据就存储下来了；当系统从硬盘中读数据时，磁头经过盘片指定区域，盘片表面磁场使磁头产生感应电流或线圈阻抗产生变化，经相关电路处理后还原成数据。
因此只要能将盘片表面处理得更平滑、磁头设计得更精密以及尽量提高盘片旋转速度，就能造出容量更大、读写数据速度更快的硬盘。
这是因为盘片表面处理越平、转速越快就能越使磁头离盘片表面越近，提高读、写灵敏度和速度；磁头设计越小越精密就能使磁头在盘片上占用空间越小，使磁头在一张盘片上建立更多的磁道以存储更多的数据。
二、硬盘的逻辑结构。
硬盘由很多盘片（platter）组成，每个盘片的每个面都有一个读写磁头。
如果有N个盘片。
就有2N个面，对应2N个磁头（Heads），从0、1、2开始编号。
每个盘片被划分成若干个同心圆磁道（逻辑上的，是不可见的。
）每个盘片的划分规则通常是一样的。
这样每个盘片的半径均为固定值R的同心圆再逻辑上形成了一个以电机主轴为轴的柱面（Cylinders），从外至里编号为0、1、2……每个盘片上的每个磁道又被划分为几十个扇区（Sector），通常的容量是512byte，并按照一定规则编号为1、2、3……形成Cylinders×Heads×Sector个扇区。
这三个参数即是硬盘的物理参数。
我们下面的很多实践需要深刻理解这三个参数的意义。
三、磁盘引导原理。
3.1MBR（masterbootrecord）扇区：
计算机在按下power键以后，开始执行主板bios程序。
进行完一系列检测和配置以后。
开始按bios中设定的系统引导顺序引导系统。
假定现在是硬盘。
Bios执行完自己的程序后如何把执行权交给硬盘呢。
交给硬盘后又执行存储在哪里的程序呢。
其实，称为mbr的一段代码起着举足轻重的作用。
MBR（masterbootrecord）,即主引导记录，有时也称主引导扇区。
位于整个硬盘的0柱面0磁头1扇区（可以看作是
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