磁盘详细讲解

磁盘的结构图：

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磁头：磁盘一般都有上下两个面，每一个面上都对应一个磁头。
磁道：读写硬盘时，磁头依靠磁盘的高速旋转引起的空气动力效应悬浮在盘面上，与盘面的距离不到1微米（约为头发直径的百分之一）。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（Track）。磁道的排序是最外圈是0，然后由外往内依次0，1，2，3....
柱面：不同盘片的相同编号的磁道构成的圆柱面就被称之为柱面，磁盘的柱面数与一个盘面上的磁道数是相等的
扇区：每个磁道都别切分成很多扇形区域，每个磁道的扇区数量相同，每个扇区大小为512字节。扇区在磁道上并不是按规律排列的，因为如果规律排列1扇区后面是2扇区的话，就会出现一个问题，由于磁面是高速旋转的，会出现来不及读取就转过去的情况，所以扇区的排列规律是根据磁面的旋转速度交叉排列的，比如1扇区后面是5扇区，2扇区在5扇区后面的。

磁盘的定位是根据磁头，柱面以及扇区来定位的，而存储的方式也是先扇区，再磁头，最后柱面。这就说起磁盘磁道，磁头的路径转换了。下面是路径转换的方式：
由于磁面是高速运转的，如果想要变换磁道，需要磁面旋转的速度改变，属于机械操作
而磁头只需要电子信号改变，就可以改变磁头，属于电子操作
机械操作理所当然的没有电子操作迅速，所以如果要读完一个磁道上所有扇区，立马转换磁道，这样接着读取下一个磁道，一个磁面读取完了，换下一个磁面，这样明显没有读完一个磁道上的所有扇区，转换磁头读同一个柱面上磁道上的扇区速度快，所以才会出现先磁道上扇区，再磁头，最后柱面的情况。

扇区上的数据讲解：
扇区上512字节都有些什么数据呢？扇区的第一个主要部分是标识符。标识符，就是扇区头标，包括组成扇区三维地址的三个数字：扇区所在的磁头（或盘面）、磁道（或柱面号）以及扇区在磁道上的位置即扇区号。头标中还包括一个字段，其中有显示扇区是否能可靠存储数据，或者是否已发现某个故障因而不宜使用的标记。有些硬盘控制器在扇区头标中还记录有指示字，可在原扇区出错时指引磁盘转到替换扇区或磁道。最后，扇区头标以循环冗余校验（CRC）值作为结束，以供控制器检验扇区头标的读出情况，确保准确无误。扇区的第二个主要部分是存储数据的数据段，可分为数据和保护数据的纠错码（ECC）。在初始准备期间，计算机用512个虚拟信息字节（实际数据的存放地）和与这些虚拟信息字节相应的ECC数字填入这个部分。

MBR引导：

1、引导代码

上图中黄色框内的部分即为引导程序，占扇区前446字节。计算机在上电完成BIOS自检后，会将该主引导扇区加载到内存中并执行前面446字节的引导程序，引导程序首先会在分区表中查找活动分区，若存在活动分区，则根据活动分区的偏移量找到该活动分区上的引导扇区的地址，并将该引导扇区加载到内存中，同时检查该引导扇区的有效性，然后根据该引导扇区的规则去引导操作系统。在一些非启动磁盘上，MBR引导代码可能都是0，这对磁盘使用没有任何影响。

2、分区表

上图中蓝色框内的部分即为分区表，占扇区中间64字节。分区表是磁盘管理最重要的部分，通过分区表信息来定位各个分区，访问用户数据。分区表包含4个分区项，每一个分区项通过位置偏移、分区大小来唯一确定一个主分区或者扩展分区。每个分区项占16字节，包括引导标识、起始和结束位置的CHS参数、分区类型、开始扇区、分区大小等，具体描述如下表所示：

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解释一下这个值：0x代表的是16进制，剩下2位是第一位前4个bit，后一位4个bit，因为毕竟2^4=16,4Byte类似。
分区项的第1个字节表示该分区是否是活动分区，即是否包含系统引导扇区，用来引导操作系统。每个磁盘只能同时有一个活动分区，活动分区的引导指示符是0x80，其他均为0x00；尽管我们可以通过一些工具来手动修改引导指示符，但是引导程序只会查找并使用第一个引导指示符为0x80的活动分区。
结束标志
上图中最后的"55 AA"即为结束标志，或者称魔数，占扇区最后2字节。每次执行系统引导代码时都会检查MBR主引导扇区最后2字节是否是"55 AA"，若是，则继续执行后续的程序，否则，则认为这是一个无效的MBR引导扇区，停止引导系统。

下面我们来说明一下为什么mrt引导只能引导小于2TB，因为我们可以看到上图中对于扇区总个数的说明。

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因为分区表中扇区个数为2 ^{32个，然后一个扇区512Byte，然后计算2}32*512/1024^3=2TB，计算机读取分区大小的时候只能读取2TB
我的疑惑：
不是已经确定了起始扇区位置和终止扇区位置了，为什么不能通过两者直接计算呢？
还有为什么要多一个相对扇区数呢，不是已经有起始扇区位置了吗？
第一个问题的解答，首先扇区是交叉排列的，根本不可能通过起始扇区和终止扇区之差来判断扇区个数，然后我又想到能不能在读取的过程中计数呢，就是从头到尾读取完然后每过一个扇区+1，我又想到这根本不可能，因为这是启动阶段，引导代码是来检测分区表，并不可能出现挨个读取判断，这也太耗费时间了。
第二个问题不懂