⽼式磁盘,它是由⼀个个盘⽚组成的,我们先从个盘⽚结构讲起。如图1所⽰,图中的⼀圈圈灰⾊同⼼圆为⼀条条磁道,从圆⼼向外画直线,可以将磁道划分为若⼲个弧段,每个磁道上⼀个弧段被称之为⼀个扇区(图中绿⾊部分)。扇区是磁盘的最⼩组成单元,通常是512字节。
图1 ⽼式磁盘⼀个盘⽚的结构
图2展⽰了由⼀个个盘⽚组成的磁盘⽴体结构,⼀个盘⽚上下两⾯都是可读写的,图中蓝⾊部分叫柱⾯(cylinder)。
图2 ⽼式磁盘的整体结构
下⾯给出磁盘的⼏个概念:
1、磁头(Head):硬盘的盘体是由多个盘⽚重叠在⼀起构成的。硬盘“磁⾯”的概念与软盘类似,它是指⼀个盘⽚的两个⾯,每个盘⽚有上下两个磁⾯。在硬盘中,⼀个磁⾯对应⼀个读写磁头,所以,⼀般来说在对硬盘进⾏读写操作时,不再称磁⾯0、磁⾯1、磁⾯2,⽽是称磁头0、磁头1、磁头2。
2、磁道(Track):磁盘在格式化时会划分成许多同⼼圆,其同⼼圆轨迹称为磁道。
3、柱⾯(Cylinder):由于硬盘的盘体是由多个盘⽚重叠在⼀起构成,每个盘⽚的每个⾯都被划分成不同半径的同⼼圆磁道,整个盘体中所有磁⾯的半径相同的同⼼磁道就称为“柱⾯”。
4、扇区(Sector):如果将每⼀个磁道视为⼀个圆环,再把该圆环等分成若⼲个扇形⼩区,该等分的⼩区就是磁盘存取数据的最基本的单
位“扇区”。
硬盘在存储数据之前,⼀般需经过低级格式化、分区、⾼级格式化这三个步骤之后才能使⽤。其作⽤是在物理硬盘上建⽴⼀定的数据逻辑结构。
下⾯给出三个步骤的作⽤及相关的概念。并在最后以创建虚拟磁盘的过程具体地显⽰⼀下这三个步骤。
1.低级格式化(物理格式化):它的作⽤是检测硬盘磁介质,划分磁道,为每个磁道划分扇区,并根据⽤户选定的交叉因⼦安排扇区在磁道中的排列顺序等。
2.分区:⼀块硬盘,就是所有容量都划分给⼀个分区,也要显式的进⾏这个操作来指定。所以,对硬盘做完低级格式化后,必须进⾏分区操作,通过分区来完成主引导记录的写⼊。也正是这个原因,很多独⽴发⾏的低级格式化软件,也同时是⼀个分区软件,可以完成硬盘分区功能。
3.⾼级格式化(逻辑格式化):通过格式化处理来为硬盘建⽴引导区(BOOT),⽂件分配表(FAT)和数据存储区(DATA)(这是FAT ⽂件系统),只有格式化以后,硬盘才能在电脑中正常使⽤。这是因为各种操作系统都必须按照⼀定的⽅式来管理磁盘,⽽只有格式化才能使磁盘的结构能被操作系统认识。
>>基本分区、扩展分区与逻辑分区:
1)基本分区:基本分区(主分区)是物理磁盘中可以被标记为激活,并且被系统⽤来启动计算机的磁盘分区。
2)扩展分区:扩展分区是为了突破⼀个硬盘上只能有4个分区的限制⽽制定的,⼀个硬盘只能有⼀个扩展分区。
3)逻辑分区:扩展分区是不能直接⽤的,他是以逻辑分区的⽅式来使⽤的,所以说扩展分区可分成若⼲逻辑分区。他们的关系是包含的关系,所有的逻辑分区都是扩展分区的⼀部分。
实际上在早期的硬盘分区中并没有主分区、扩展分区和逻辑分区的概念,每个分区的类型都是现在所称的主分区。在MBR分区模式中,硬盘只能分4个分区,⽽4个分区肯定不够⽤,所以就催⽣了扩展分区和逻辑分区的概念,⽽之前的分区类型便起名为主分区了。
>>为什么(主分区+扩展分区)最多只能有4个?
这是MBR决定的,由于硬盘的主引导记录中仅仅为分区表保留了64个字节的存储空间,⽽每个分区的参数占据16个字节,故主引导扇区中总计只能存储4个分区的数据。也就是说,⼀块物理硬盘只能划分为4个主分区磁盘。
如下图,我在虚拟机中进⾏试验,进⾏分区。结果如下(磁盘0由3个主分区+1个扩展分区组成)
>>卷集:
卷集是将⼀个或多个物理硬盘上的未格式化的⾃由空间组合成⼀个逻辑卷,做为⼀个整体来访问,为其分配⼀个盘符,就像⼀个单独的分区⼀样来格式化和存储数据。
低级格式化 “卷”的概念在FAT中引⼊时,⽀持将⼀个物理磁盘分成4个逻辑磁盘,每个逻辑磁盘就是⼀个卷(也称为分区),也就是说每个卷都是⼀个能够被单独格式化和使⽤的逻辑单元,供⽂件系统分配空间时使⽤。⼀个卷中包含了⽂件系统信息、⼀组⽂件以及空闲空间。每个卷都专门划出⼀个单独区域来存放⾃⼰的⽬录和FAT表,以及⾃⼰的逻辑驱动器字母。
卷是Windows系统的⼀种磁盘管理⽅式,⽬的是把硬盘空间从物理硬盘的管理⽅式中跳出来,进⾏更⽅便的统⼀管理分配。⽐如我们有
⼀个8GB的硬盘和⼀个20GB的硬盘,想要分成⼀个12GB和⼀个16GB的两个逻辑盘,⽤物理分区的⽅式就没法做到,但⽤卷来管理就可以做到。
>>分区与卷的区别:
硬盘有好多种⼯作模式,其中在普通的模式下运⾏时,专业上将它称为“基本磁盘”,通常家庭计算机⾥的硬盘都是运⾏在“基本磁盘”模式(如下图win7磁盘管理窗⼝中所⽰),在这种模式下,卷与分区没有根本的区别,你尽可以认为⼀个卷就是⼀个分区,这种卷在专业上称之为简单卷。
分区和卷的区别在于,磁盘类型有基本磁盘和动态磁盘。卷只能在动态磁盘中,且有五种,分别叫简单卷、跨区卷、带区卷、镜像卷和RAID-5 卷,每种卷之间存在很⼤的差异,⽽分区只能在基本磁盘中,虽然有三种称呼,主分区,扩展分区,逻辑分区,但是他们没有太⼤的差异,不过由于分区和简单卷⽐较相似,所以Windows 7以后,将分区和简单卷都标记为了简单卷(所以在win7中给可⽤空间分区也就是新建简单卷)。
>>基本磁盘和动态磁盘:
“基本磁盘”⾮常常见,我们平时使⽤的磁盘类型基本上都是“基本磁盘”。“基本磁盘”受26个英⽂字母的限制,也就是说磁盘的盘符只能是26个英⽂字母中的⼀个。因为A、B已经被软驱占⽤,实际上磁盘可⽤的盘符只有C~Z 24个。另外,在“基本磁盘”上只能建⽴四个主分区(注意是主分区,⽽不是扩展分区);
另⼀种磁盘类型是“动态磁盘”。“动态磁盘”不受26个英⽂字母的限制,它是⽤“卷”来命名的。“动态磁盘”的最⼤优点是可以将磁盘容量扩展到⾮邻近的磁盘空间。正是这个特点可以帮助我们解决上⾯的那个问题。
>>磁盘的数据组织结构:
⾸先是MBR,然后是各个分区。每个分区在⾼级格式化的时候建⽴⽂件系统,不同⽂件系统,各个分区内部组织结构不同。如FAT的结构如下:
>>创建虚拟磁盘
1)右键计算机-->管理-->右键磁盘管理-->创建vhd-->初始化磁盘(低级格式化)
2)分区
3)⾼级格式化
重复以上步骤,多个分区,结果如下:
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