为更深入的了解硬盘，还必须对硬盘的数据结构有个简单的了解。对于FAT16和FAT32文件系统（NTFS采用不同的文件管理技术，另做介绍），硬盘上的数据按照其不同的特点和作用大致可分为5部分：MBR区、DBR区、FAT区、DIR区和DATA区。其中，MBR由分区软件创建，而DBR区、FAT区、DIR区和DATA区由高级格式化程序创建。文件系统写入数据时只是改写相应的FAT区、DIR区和DATA区。也正是这5个区域共同作用的结果，才使整个硬盘的管理有条不紊。下面对这5个区域分别进行介绍。（1）MBR区MBR，即主引导记录区，位于整个硬盘的0磁道0柱面1扇区。在总共512字节的主引导扇区中，MBR的引导程序占用其中的前446个字节（偏移0～偏移1BDH），随后的64个字节（偏移1BEH～偏移1FDH）为DPT（Disk Partition Table，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。由它们共同构成硬盘主引导记录，也称主引导扇区。有时硬盘主引导记录专指MBR的引导程序，本书中对硬盘主引导记录和硬盘主引导扇区不作区分。（2）DBR区DBR（DOS Boot Record），操作系统引导记录区。通常位于硬盘0柱1面1扇区，是操作系统可以直接访问的第一个扇区。它包括一个引导程序和一个被称为BPB（BIOS Parameter Block）的本分区参数记录表。引导程序的主要任务是，当MBR将系统控制权交给它时，判断本分区根目录前两个文件是不是操作系统的引导文件。以DOS为例，即是IO.SYS和MSDOS.SYS。低版本的DOS要求这两个文件必须是前两个文件，即位于根目录的起始处，占用最初的两个目录项，高版本已没有这个。另外，Windows与DOS是一个家族，所以Windows也沿用这种管理方式，只是文件名不一样。如果确定存在，就把IO.SYS读入内存，并把控制权交给IO.SYS。BPB参数块记录着本分区的起始扇区、结束扇区、文件存储格式、硬盘介质描述符、根目录大小、FAT个数，分配单元大小等重要参数。（3）FAT区在DBR之后就是FAT（File Allocation Table，文件分配表）区。同一个文件的数据并不一定完整地存放在磁盘的一个连续的区域内，往往会分成若干段，像一条链子一样存放。这种存储方式称为文件的链式存储。硬盘上的文件常常要进行创建、删除、增长、缩短等操作。这样的操作做得越多，盘上的文件就可能被分得越零碎（每段至少是1簇）。但是，由于硬盘上保存着段与段之间的连接信息（即FAT），操作系统在读取文件时，总是能够准确地找到各段的并正确读出。不过，这种以簇为单位的存储法也是有其缺陷的，这主要表现在对空间的利用上。每个文件的最后一簇都可能有未被完全利用的空间（称为尾簇空间）。一般来说，当文件个数比较多时，平均每个文件要浪费半个簇的空间。为实现文件的链式存储，硬盘上必须准确地记录哪些簇已经被文件占用，还必须为每个已经占用的簇指明存储后继内容的下一个簇的簇号，对一个文件的最后一簇，则要指明本簇无后继簇，这些都由FAT表来保存。表中有很多表项，每项记录一个簇的信息。由于FAT对于文件管理的重要性，所以FAT有一个备份，即在原FAT的后面再建一个同样的FAT。初形成的FAT中，所有项都标明为“未占用”。如果磁盘有局部损坏，格式化程序会检测出损坏的簇，在相应的项中标为“坏簇”，以后存文件时就不会再使用这个簇。FAT的项数与硬盘上的总簇数相当，每一项占用的字节数也与总簇数相适应，因为其中需要存放簇号。FAT的格式有多种，最为常见的是FAT16和FAT32。其中FAT16是指文件分配表使用两个字节即16位表示一个簇。由于16位分配表最多能管理65 536（即2的16次方）个簇，而每个簇的存储空间最大只有32KB，所以在使用FAT16管理硬盘时，每个分区的最大存储容量就只有65536×32 KB=2 048 MB，也就是常说的2GB。现在的硬盘容量越来越大，由于FAT16对硬盘分区的容量，所以，当硬盘容量超过2GB之后，用户只能将硬盘划分成多个2GB的分区后才能正常使用。为此微软公司从Windows 95 OSR2版本开始使用FAT32标准，即使用32位表示一个簇的文件分配表来管理硬盘文件，这样系统就能为文件分配多达4 294 967 296（即2的32次方）个簇，所以在簇同样为32KB时，每个分区容量最大可达128TB以上。此外，使用FAT32管理硬盘时，每个逻辑盘中的簇大小也比使用FAT16标准管理的同等容量的逻辑盘小很多。由于文件存储在硬盘上占用的磁盘空间以簇为最小单位，所以，某一文件即使只有几十个字节也必须占用整个簇，因此，逻辑盘的簇单位容量越小越能合理利用存储空间，所以，FAT32更适用于大容量硬盘。（4）DIR区DIR（Directory，也称文件目录表FDT，File Directory Table），是根目录区，紧接着第二FAT表（即备份的FAT表）之后，记录着根目录下每个文件（目录）的起始单元，文件的属性等。定位文件时，操作系统根据DIR中的起始单元，结合FAT表就可确定文件在硬盘中的具体和大小。（5）DATA区DATA（数据）区，是真正意义上的数据存储的地方，位于DIR区之后，占据硬盘上的大部分空间。这5个区域在硬盘逻辑分区上的排列如下图所示。各区域在分区上的关系其中，MBR一般占用63个扇区（实际只占用1个扇区）；DBR占用32个扇区（实际只占用第1和第6两个扇区，第1扇区起作用，第6扇区为第一扇区的备份）；FAT1=FAT2，FAT的长度为变长，随分区大小、每簇扇区数的变化而变化；DIR的变化最大，早期的系统中，DIR是固定长度，为32个扇区，而每个文件目录项占用32个字节，所以，根目录下最多只能有512项（文件和目录总和），软盘只有112项，超过这个数就不能再在根目录下建立文件或目录。后来为了突破这个，根目录采用和子目录一样的方式来管理，称为根目录文件，就没有这个了，从此也就不再有单独的根目录，而成为DATA的一部分。甚至，根目录文件并不一定紧跟在FAT之后，可以位于DATA区的任意。(责任编辑：admin)
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