硬盘知识大杂烩（三）

硬盘知识大杂烩（三）

原理篇

原理篇从硬盘的第一个物理扇区（ 0 柱面， 0 磁头， 1 扇区） MBR 说起――基本主分区――扩展分区―― EBR ―― DBR ―― FAT ―― 根目录 ―― 数据区 的顺序来阐述一个完整的硬盘的工作原理。建立一个明确合理的顺序很重要，不然就越看越迷糊。这是我的感受。

 

A 、 MBR 主引导记录即主引导扇区（ 0 柱面， 0 磁头， 1 扇区） (Master Boot Record)

是硬盘的第一个物理扇区（ 0 柱面， 0 磁头， 1 扇区），也就是硬盘的绝对 "0" 扇区。在它的 512 个字节中，包括三部分 ：

1. 主引导程序代码，占 446 字节

下图的紫色区数据是 mbr 的一段引导代码，它其实是一个小引导程序。他是在我们对硬盘分区操作时写进去的。在 DOS 环境下，用 FDISK/mbr 也可以将一个小引导程序写进去。 mbr 的一段引导代码几乎是通用的。

2. 硬盘分区表 HDPT ，占用 64 字节

下图的红色区数据是硬盘分区表 HDPT ，表明该硬盘几个基本分区（也称为主分区）大小及位置等信息。下面将详述 。

3. 主引导扇区结束标志 AA55H ，占用 2 字节

下图的蓝色区数据是表示引导扇区的有效结束标志 。

 

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(master boot record), 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 ( 可以看作是硬盘的第一个扇区 ) ， bios 在执行自己固有的程序以后就会 jump 到 mbr 中的第一条指令。将系统的控制权交由 mbr 来执行。在总共 512byte 的主引导记录中， MBR 的引导程序占了其中的前 446 个字节 ( 偏移 0H~ 偏移 1BDH) ，随后的 64 个字节 ( 偏移 1BEH~ 偏移 1FDH) 为 DPT(Disk PartitionTable ，硬盘分区表 ) ，最后的两个字节“ 55 AA ” ( 偏移 1FEH~ 偏移 1FFH) 是分区有效结束标志。

    MBR 不随操作系统的不同而不同，意即不同的操作系统可能会存在相同的

MBR ，即使不同， MBR 也不会夹带操作系统的性质。具有公共引导的特性。同时，也不属于任何分区，在操作系统上是根本看不到的。（当然用专门的磁盘管理软件还是能）

 

我们来分析一段 mbr 。上图是用 winhex 查看的一块希捷 120GB 硬盘的 mbr 。

 

（数据表示形式：我们知道，数据在硬盘上是以二进制数“ 1 ”和“ 0 ”的形式存储的， 8 位二进制数就是一个字节，如“ 00110110 ”

但这样计数表示出来，就会显得太长，我们常常把四位二进制数用一个一位十六进制数表示，上面“ 00111110 ”就变为“ 3E ”，两者有一一对应关系，并且，书写也简便多了。上面最后“ 55AA ”就是两个字节。“ 55 ”就是“ 01010101 ” , 为一个字节。通常一个扇区有 512 个字节。偏移表示磁头在一个扇区中的移动量，以本扇区第一位字节为基点）

 

 

下面重点把红色区数据是硬盘分区表 HDPT 做一说明

MBR 中的硬盘分区表 DPT (HDPT) 细解

根据现在的 主引导扇区 结构，一个硬盘最多有四个主分区，因为上图（主）分区表项决定的。如果要在硬盘上建立大于四个的分区，我们就采用扩展分区，在扩展分区中可以建立多个分区，这种分区叫做逻辑分区。

 

硬盘分区表分为四小部分，每一小部分表示一个分区的信息，占 16 字节。
　　 分区表的每一部分长 16 字节。第 0 个字节是自举标志，其值为 80H 时，表示该分区是当前 活动分区，可引导 ；其值为 00H 时，表示该分区 不可引导 。

第 4 字节是分区类型。左边的 16 进制数（即 8 个二进制位中的高 4 位）只取两个值： 0H 或 1H ，为 0H 时表示此分区为非隐藏分区，为 1H 时则表示是隐藏分区。右边的 16 进制数（即 8 个二进制位中的低 4 位）表示分区的文件系

统格式、类别（是操作系统所在的基本分区还是扩展分区）等信息：取 6H 则表示是 FAT16 格式，且大于 32MB ；取 5H 表示是 DOS 扩展分区；取 7H 表示是 NTFS 文件格式；取 BH 表示是 FAT32 文件格式；取 CH 表示是 FAT32X 文件格式；取 EH 表示是 FAT16X 文件格式；取 FH 表示是 ExtendedX 扩展分区。

 

每一分区的第 1 至第 3 字节是该分区起始地址（ CHS ） 。其中第 1 字节为起始磁头号（面号）；第 2 字节的低 6 位为起始扇区号，高 2 位则为起始柱面号的高 2 位；第 3 字节为起始柱面号的低 8 位。

每一分区的第 5 至第 7 字节表示分区的终止地址（ CHS ） 。，各字节的释义与第 1 至第 3 字节雷同，故不再赘述。
　　 分区表每一分区的第 8 至第 11 字节表示该分区的 起始相对扇区号 （即该扇区之前的绝对扇区个数） ， 第 12 至第 15 字节表示该 分区的实际占用扇区数 。

至此，硬盘的第一个物理扇区（ 0 柱面， 0 磁头， 1 扇区） MBR 学习完毕。