硬盘数据结构之新手所见VIP专享VIP免费

硬盘数据结构之新手所见初学电脑者都或多或少地接触到一些硬盘数据结构的基础知识，如磁道、扇区、簇；分区、主分区、扩展分区；分区表、文件分配表、目录表等等，如是这样名称繁多，内容复杂，且理论性极强，通常被搞得一头雾水，半知半解。记得我以前看完一篇介绍硬盘数据结构的文章，往往又被另一篇文章所迷惑，不知读者是否有同感？现在我想在这集百家思想，以新手眼光谈谈自己学习硬盘数据结构的心得，与各位相互交流（本文仅供参考）。首先，我们必须了解硬盘数据结构的最基本知识。硬盘的简易结构如图1所示，它是由数量不等的坚硬金属材料制成并涂以磁性介质的盘片组成。每个盘片都可以记录信息，并分成许多扇形的区域，这个区域就叫扇区，存放着若干字节的数据信息。同一盘片上不同半径的同心圆称为磁道，包括整圈数量的扇区，它由外圈从0开始编号。不同盘片相同半径的磁道所组成的圆柱则叫作柱面。通常情况下，磁道和柱面可以互换使用，相应地它也由外圈从0开始编号。另外我们需要知道的是每个盘片的两面都可使用，每面皆有一个磁头来读写数据信息，习惯上用磁头号来区分，它从最上面盘片开始从0编号。扇区、磁道（或柱面）和磁头号构成硬盘数据位置的基本参数，一个硬盘有多少个磁头、磁道（或柱面）、扇区是根据硬盘本身的物理结构和操作系统的不同划分来确定的，但其空间计算公式不变：存储容量＝磁头数×磁道数（柱面数）×每道扇区数×每扇区字节数。簇，也是一个相当重要的概念。它是操作系统进行文件分配的最小单位，由一定数量的扇区组成。即使只有一个字节的文件也要占有整个一簇。操作系统视不同的存储介质、不同容量的硬盘、不同需要来分配给簇不同数量的扇区。如我们熟悉的FAT16和FAT32硬盘格式中簇的大小并不相同。由前面的介绍可知，我们用柱面/磁头/扇区来唯一定位磁盘上每一个区域，即柱面/磁头/扇区与磁盘上每一个扇区存在一一对应关系，这种表示法称为“绝对扇区”。但是操作系统并不能直接调用绝对扇区，而是用一个数字来代表某一扇区，如柱面140/磁头23/扇区4对应的数字为2757，这种数字与绝对扇区形成一一对应关系，这种数字表示法称为“相对扇区”。需要注意的是使用相对扇区编号时应从柱面0/磁头1/扇区1开始，第一个扇区编号为0，该磁道上剩余的扇区编号为1到16（假设每磁道分17个扇区），然后是磁头号为2，柱面为0的17个扇区，编号为17到33，直到该柱面剩余的所有磁头，接着再移到柱面1，磁头1，扇区1继续编号，即按扇区号、磁头号、柱面号增长的顺序进行编号。好了，让我们理理头绪，对以上内容小结一下：①硬盘有数个盘片，每个盘片有两个面，每面有个磁头读写数据。②盘片被划分为多个扇形区域——扇区。③半径相同的扇区组成磁道。④不同盘片相同半径的磁道组成柱面。⑤簇是操作系统进行文件分配的最小单位，包括数个扇区。⑥柱面/磁头/扇区为绝对扇区，与它对应的数字则是相对扇区。⑦相对扇区从柱面0/磁头1/扇区1开始按扇区号、磁头号、柱面号增长顺序进行编号，注意磁头0上的扇区不参与编号。如果掌握了以上硬盘数据结构的相关基础知识，相信新手们对更深层次的硬盘数据结构知识学习会更容易些。硬盘一买来是不能直接存储数据的，必须将它分区、格式化，再安装操作系统才可以使用。分区、格式化，新手们肯定听说过，但主引导扇区、操作系统引导扇区、文件分配表、文件目录区、数据区及其间的相互关系可能就不甚清楚了。其实硬盘数据结构如附图2所示，分为以上的五个部分。其中只有主引导扇区是唯一的，其它的随你的分区数增加而增加。下面，我来分别地详细说明它们。主引导扇区，位于整个硬盘的0柱面0磁头1扇区，包括硬盘主引导记录MBR（MainBootRecord）和分区表DPT（DiskPartitionTable）。其中主引导记录包括主引导程序，作用是检查分区表是否正确以及确定哪个分区为引导分区，并在程序结束时把该分区的启动程序（也就是操作系统引导扇区）调入内存加以执行。分区表位于本扇区最末端，以80H或00H为开始标志，以55AAH为结束标志，共64字节，记录了硬盘各分区大小，起始位置，是否为引导分区等重要信息。主引导扇区由分区程序（如DOS的Fd...