【计算机组成原理】MBR磁盘分区表学习总结

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一、总体概览

  下图表示了在一个完整的MBR磁盘中其内部的第一个扇区、主要分区、拓展分区以及逻辑分区的内部逻辑关系。

二、重要分区

2.1、第一扇区

  存放了主引导记录、分区表以及数字签名

• 主引导记录：可以安装启动引导程序，大小为446字节。
• 分区表：记录整块硬盘的分区情况，大小为64字节。
• 数字签名：用于验证，大小为2B。

  这里我们主要来看分区表，下图是一个分区表表项（分区表表项是指分区表内存放的一个元素）的具体元素的大小以及功能描述，通过计算可以发现一个分区表表项大小为16B，而分区表总的大小为64B，通过计算$64B/16B=4$，可以发现在分区表内其实最多只能有四个分区表表项。

2.2、主要分区（Primary partition）

  主分区是直接在硬盘上划分的不能再划分其他类型的分区,一个硬盘的主分区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，则硬盘必须有一个主分区。
  注意点：

• 由于第一扇区的分区表最多只能存放四个分区表项，所以我们最多只能创建四个主要分区。

2.3、拓展分区（Extended partition）

  由于只用分区表来分区只能创建四个主要分区，这在拥有一定数据量的情况下会造成分区内数据集中，从而影响数据读取的性能与速度。所以，在这种情况下采用拓展分区以使得使用额外的扇区来记录分区，减少数据集中情况的出现。
  需要注意的是，拓展分区本身不存放数据，第一部分图中的延伸分割记录区指的就是拓展分区，它内部存放的是被划分的各个分区的磁盘位置信息（也就是各个逻辑分区的位置信息），图中的L1、L2、L3、L4、L5即指的是五块分区的位置信息。由于拓展分区存放了逻辑分区的位置信息，所以它也不能被格式化，且如果拓展分区被破坏，那么相应的逻辑分区也会被删除。

  在这张图上我们看见拓展分区的位置是在数值100的上面那个小黑色区块的位置，但其实拓展分区并不是只占了这一个区块，拓展分区的真实位置是在每个分区的前几个扇区，这些扇区用来记录分区信息。这里只是为了便于理解 ，所以用一个区块来表示拓展分区。
  注意：

• 由于操作系统的限制，拓展分区最多只能创建一个。所以，第一扇区的分区表结构可以为P+E（主+拓展）,P+P+E（主+主+拓展），P+P+P+E（主+主+主+拓展）

2.4、逻辑分区

• 逻辑分区也就是被拓展分区拓展分区所划分出来的分区，它的数量依操作系统而不同。
• 逻辑分区的设备号码从5开始，这是由于1~4的设备号码分配给了第一扇区分区表里的四个分区了（主要分区或者拓展分区）

三、总结

  这些就是MBR的一个大致总结了，从上文可以看到第一个扇区是十分重要的，如果第一个扇区被破坏，那么它的分区信息以及启动引导程序就会被破坏，那么这张硬盘也就几乎没用了。当然，MBR在第一个扇区被破坏时也有一定的修复手段，还有MBR搭配BIOS的启动流程，这些我们都会慢慢的去学习。