硬盤分區的基本原理及應用

更新時間:2023-06-07 10:46:32 閱讀：評論：0

硬盤分區是操作系統安裝過程中經常談到的話題。對于一些簡單的應用，硬盤分區并不成為一種障礙，但對于一些復雜的應用，就不能不深入理解硬盤分區機制的某些細節。本文將深層次地探討硬盤分區的基本原理及應用。

一，分區的一般概念

所謂分區，就是硬盤上建立來用作單獨存儲區域的部分，它分為主分區和擴充分區。主分區用來存放操作系統的引導記錄（在該主分區的第一扇區）和操作系統文件；擴充分區一般用來存放數據和應用程序。

一個硬盤可以被分為1—4個分區，最多能有4個主分區。如果有擴充分區，則最多可以有3個主分區。一般只有一個擴充分區，它可以被劃分成多個邏輯驅動器。我們必須顯式地建立主分區，但不必顯式地建立擴充分區。我們在建立第一個非主分區邏輯驅動器時，就隱式地建立了一個擴充分區，當我們增加邏輯驅動器時，也就是向該擴充分區中添加邏輯驅動器。

二，問題的提出

某臺PC機上已經裝上了DOS和Windows操作系統，它們共用一個主分區，另有一個邏輯驅動器D，現在準備在該機上裝上UNIX操作系統。由于UNIX操作系統的文件系統與DOS/Windows不兼容，因此不能

在現存的DOS分區上再裝UNIX，而必須在硬盤上另建UNIX主分區。這樣一個硬盤上就有多個（這里是兩個）主分區，我們必須提供一種方法來實現操作系統的選擇引導。

三，分區的深入理解

1．主分區和邏輯驅動器

主分區的特性是在任何時刻只能有一個是活動的，當一個主分區被激活以后，同一硬盤上的其他主分區就不能再被訪問。所以一個主分區中的操作系統不能再訪問同一物理硬盤上其他主分區上的文件。而邏輯驅動器并不屬于某個操作系統，只要它的文件系統與啟動的操作系統兼容，則該操作系統就能訪問它。

主分區和邏輯驅動器的一個重要區別是：每個邏輯驅動器分配唯一的驅動器名（盤符），而在同一硬盤上的所有主分區共享同一個驅動器名，因為某一時刻只能有一個主分區是活動的。這就意味著某一時刻只能用共享驅動器名訪問活動的那個主分區。

2．驅動器名的分配

啟動系統時，活動分區上的操作系統將執行一個稱為驅動器映像的過程，它給主分區和邏輯驅動器分配驅動器名。所有的主分區首先被映像，而邏輯驅動器用后續的字母指定。

例如，假定硬盤活動分區的操作系統的文件系統與所有的邏輯驅動器文件系統兼容，但如果邏輯驅動器文件系統與啟動的操作系統的文件系統不兼容，該邏輯驅動器將被忽略。例如上圖所示的分區中，若

第二邏輯驅動器屬于這種情況，則映像將如下圖:

如果你的PC有兩個硬盤，則每個硬盤可以被分為1—4個分區，它們可以有各自的主分區和擴充分區。

如果文件系統兼容，操作系統將如上圖那樣分配驅動器名。

四，理解硬盤自舉

1．硬盤結構概述

硬盤的0頭0柱面1扇區叫主引導扇區，它不屬于任何分區。主引導扇區上放有主引導記錄，它主要由引導程序和分區表組成，它是由低級格式化程序建立的（一般由廠家完成）。分區表中含有各個分區的有關信息，如分區的起始及結束磁頭號、磁道號、扇區號，分區是否是活動分區。當沒有建立分區時，分區表是空的。主引導程序主要完成硬盤自舉。

分區是由各操作系統的分區程序完成的，分區程序向分區表中填寫分區信息。任何分區必須使用相應操作系統的格式化命令格式化后才能使用。每個分區的第一扇區是相應操作系統的引導扇區，上有引導記錄。

2．硬盤啟動的過程

系統自檢后，固化在ROM中的19號中斷復位硬盤，讀取主引導記錄到內存，檢查分區表，尋找唯一的活動分區，并根據分區表信息到活動分區的第一扇區讀取引導記錄，把控制權交給引導記錄的引導程序，由引導程序完成操作系統的加載。

3．控制操作系統的啟動

方法1：

由于分區表格式對各個操作系統的分區程序都是透明的，因此可以用任一操作系統的分區程序來指定活動分區，重啟計算機就可以切換到另一個主分區上的操作系統。

方法2：

由硬盤啟動過程我們可以看到，19號中斷將活動分區的第一扇區讀入內存后，將控制權交給它。利

用這樣的一種特性，我們可以建立一個特殊的主分區，并將它設置為活動的，它的第一個扇區存放的不是引導記錄，而是一個提供操作系統選擇的程序，再由它來把你所選擇的操作系統的引導記錄讀入內存并執行引導程序。這樣的程序叫做引導管理程序，它可由操作系統或第三方軟件開發商提供。

需要指出的是，我們在啟動Windows 95/98時，按F8進入的選擇界面并不是引導管理程序提供的，而是Windows在安裝時寫入本主分區第一扇區引導程序用來控制本操作系統啟動方式的程序提供的。

五，問題的解決

通過上面的討論，我們就可以輕易地解決文章開始提出的問題了。