通信工程師互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)考試硬盤的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 責(zé)任編輯:yxcy1215 2013-09-08

摘要:視頻教程在線輔導(dǎo)面授招生考試大綱指定教材報名時間1.硬盤的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)硬盤上的數(shù)據(jù)按照其不同的特點(diǎn)和作用大致可分為5部分:MBR區(qū)、DBR區(qū)、FAT區(qū)、DIR區(qū)和DATA區(qū)。(1)MBR區(qū)MBR(MainBootRecord)即主引導(dǎo)記錄,位于整個硬盤的0磁道0柱面1扇區(qū)。不過,引導(dǎo)扇區(qū)共512字節(jié),MBR用了446字節(jié)(偏移0-偏移1BDH),另外的64字節(jié)(偏移

 在線輔導(dǎo) 面授招生 考試大綱 指定教材 報名時間

1.硬盤的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

硬盤上的數(shù)據(jù)按照其不同的特點(diǎn)和作用大致可分為5部分:MBR區(qū)、DBR區(qū)、FAT區(qū)、DIR區(qū)和DATA區(qū)。

(1)MBR區(qū)

MBR(MainBootRecord)即主引導(dǎo)記錄,位于整個硬盤的0磁道0柱面1扇區(qū)。不過,引導(dǎo)扇區(qū)共512字節(jié),MBR用了446字節(jié)(偏移0-偏移1BDH),另外的64字節(jié)(偏移1BEH?偏移1FDH)用于DPT(DiskPartitionTable,硬盤分區(qū)表),最后2字節(jié)~55,AA”(偏移IFEH-偏移1FFH)

是分區(qū)的結(jié)束標(biāo)志。硬盤主引導(dǎo)扇區(qū)結(jié)構(gòu)如圖10-3所示。

主引導(dǎo)記錄中包含了硬盤的一系列參數(shù)和一段引導(dǎo)程序。其中,硬盤引導(dǎo)程序的主要作用是檢查分區(qū)表是否正確,并且在系統(tǒng)硬件完成自檢以后引導(dǎo)具有激活標(biāo)志的分區(qū)上的搡作系統(tǒng),并將控制權(quán)交給啟動程序。MBR是由分區(qū)程序(如fdisk.com)所產(chǎn)生的,它不依賴任何操作系統(tǒng),而且硬盤引導(dǎo)程序也是可以改變的,從而可以實現(xiàn)多系統(tǒng)共存。

(2)DBR區(qū)

DBR(DosBootRecord)是操作系統(tǒng)引導(dǎo)記錄。通常位于硬盤的0磁道1柱面1扇區(qū),是操作系統(tǒng)可以直接訪問的第一個扇區(qū),它包括一個引導(dǎo)程序和一個被稱為BPB(BIOSParameterBlock)的本分區(qū)參數(shù)記錄表。引導(dǎo)程序的主要任務(wù)是當(dāng)MBR將系統(tǒng)控制權(quán)交給它時,判斷本分區(qū)跟目錄前兩個文件是不是搡作系統(tǒng)的引導(dǎo)文件(以DOS為例,即是Iasys和Msdos.sys)。如果確定存在,就把其讀入內(nèi)存,并把控制權(quán)交給該文件。BPB參數(shù)塊記錄著本分區(qū)的起始扇區(qū)、結(jié)束扇區(qū)、文件存儲格式、硬盤介質(zhì)描述符、根目錄大小、FAT個數(shù)和分配單元的大小等重要參數(shù)。

(3)FAT區(qū)

在DBR之后的是FAT(FileAllocationTable,文件分配表)區(qū)。在解釋文件分配表的概念之前,先看族(cluster)的概念。文件占用磁盤空間時,基本單位不是字節(jié)而是族。簇的大小與磁盤的規(guī)格有關(guān),一般情況下,軟盤每族是1個扇區(qū),硬盤每簇的扇區(qū)數(shù)與硬盤的總?cè)萘看笮∮嘘P(guān),可能是4、8、16、32、64等。

同一個文件的數(shù)據(jù)不一定完整地存放在磁盤的一個連續(xù)的區(qū)域內(nèi),往往會分成若干段,這樣就需要一條指示段連接的鏈子。這種存儲方式稱為文件的鏈?zhǔn)酱鎯?。硬盤上的文件常常要進(jìn)行創(chuàng)建、刪除、增長、縮短等操作。這樣操作做得越多,盤上的文件就可能被分得越零碎(每段至少是1簇)。但是,由于硬盤上保存著段與段之間的連接信息(即FAT),操作系統(tǒng)在讀取文件時,總是能夠準(zhǔn)確地找到各段的位置并正確讀出。這種以簇為單位的存儲法的一個缺陷是:每個文件的最后一簇可能有未被完全利用的空間(稱為尾簇空間)。一般來說,當(dāng)文件個數(shù)比較多時,平均每個文件要浪費(fèi)半個簇的空間。

為了實現(xiàn)文件的鏈?zhǔn)酱鎯Γ脖P上必須準(zhǔn)確地記錄哪些族已經(jīng)被文件占用,還必須為每個已經(jīng)占用的族指明存儲后繼內(nèi)容的下一個簇的族號,對一個文件的最后一族,則要指明本族無后繼簇。這些都是由FAT表來保存的,表中有很多表項,每項記錄一個簇的信息。

由于FAT對于文件管理的重要性,所以FAT有一個備份,即在原FAT的后面再建一個同樣的FAT\-般情況下,格式化后FAT中所有項都標(biāo)明為“未占用”,但如果磁盤有局部損壞,那么格式化程序會檢測出損壞的簇,在相應(yīng)的項中標(biāo)為“壞簇”,以后存文件時就不會 再使用這個蔟了。FAT的項數(shù)與硬盤上的總簇數(shù)相當(dāng),每一項占用的字節(jié)數(shù)也要與總族數(shù)相適應(yīng),因為其中需要存放簇號。FAT的格式有多種,Windows操作系統(tǒng)中,最為常見的是FAT16和FAT32,其中FAT16表示使用16位數(shù)字描述文件分配表表項。由于16位的分配表最多能管理65536(即2的16次方)個族,即FAT16所規(guī)定的一個硬盤分區(qū)最多有65536個族。又每個簇的存儲空間最大為32KB,所以,FAT16分區(qū)的最大存儲容量為65536><32KB=2048MB,即2G。從而,使用大硬盤時,必須把它分成最大2G的邏輯盤。為了使用更大的邏輯分區(qū),微軟公司從Windows95OSR2版本開始使用FAT32標(biāo)準(zhǔn),類似地可以計算得知,F(xiàn)AT32每個分區(qū)容量最大可達(dá)65G以上?由于具有富裕的表項,所以,在FAT32中可以通過減小簇的長度來減少尾簇空間的浪費(fèi)。

(4)DIR區(qū)

DIR(Directory)是根目錄,緊接著第二FAT表,記錄著根目錄下每個文件(目錄)的起始單元、文件的屬性等。定位文件位置時,操作系統(tǒng)根據(jù)DIR中的起始單元,結(jié)合FAT表就可以知道文件在硬盤中的具體位置和大小了。

(5)DATA區(qū)

DATA(數(shù)據(jù))區(qū)是真正意義上的數(shù)據(jù)存儲的位置,位于D1R區(qū)之后,占據(jù)硬盤上的大部分?jǐn)?shù)據(jù)空間。

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