磁盤基礎(chǔ)知識(shí)：結(jié)構(gòu)圖和扇區(qū)理解

1、基礎(chǔ)知識(shí)

整個(gè)硬盤上一般有很多的盤片組成，沿著盤片半徑的方向被劃分成了很多同心圓，這就是磁道，每條磁道由很多的扇形區(qū)域組成，叫做扇區(qū)（扇區(qū)是從磁盤讀出和寫入信息的最小單位，通常大小為512字節(jié)），不同盤片上的同半徑磁道組成了柱面，這些都是磁盤物理上的概念，知道便可。有了這些概念，便可以計(jì)算磁盤的容量：

磁盤容量 = 磁頭數(shù)x磁道(柱面)數(shù)x每道扇區(qū)數(shù)x每扇區(qū)字節(jié)數(shù)

磁頭（head）數(shù)：每個(gè)盤片一般有上下兩面，分別對(duì)應(yīng)1個(gè)磁頭，共2個(gè)磁頭，因此，用哪個(gè)磁頭就可以表示數(shù)據(jù)在哪個(gè)磁面；

磁道（track）數(shù)：磁道從盤片外圈往內(nèi)圈編號(hào)0磁道，1磁道…，靠近主軸的同心圓用于停靠磁頭，不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；

柱面（cylinder）數(shù)：等于磁道數(shù)量，所有磁片中半徑相同的同心磁道構(gòu)成“柱面"，意思是這一系列的磁道垂直疊在一起，就形成一個(gè)柱面的形狀。簡(jiǎn)單地理解，柱面就是磁道；

扇區(qū)（sector）數(shù)：每個(gè)磁道都被切分成很多扇形區(qū)域，每個(gè)磁道的扇區(qū)數(shù)量相同；

圓盤（platter）數(shù)：就是盤片的數(shù)量。

磁盤的結(jié)構(gòu)圖如下所示：

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2、相對(duì)扇區(qū)號(hào)的計(jì)算

3.5寸1.44M 軟盤，有兩個(gè)磁頭，正反兩面各一個(gè)；80個(gè)磁道（即80個(gè)圓圈）；每個(gè)磁道有18個(gè)扇區(qū)；每個(gè)扇區(qū)為512字節(jié)。

軟盤容量 = 512字節(jié)/扇區(qū) x 2面 x 80磁道（柱面）/面 x 18扇區(qū)/磁道 = 1440 KB

磁頭，即面：編號(hào)[0, 1]

80個(gè)磁道，即柱面（圓圈）：編號(hào)[0, 79]

18個(gè)扇區(qū)：編號(hào)[1, 18]

相對(duì)扇區(qū)號(hào)[0, 2879]：相對(duì)扇區(qū)號(hào)按照柱面排序，即從最外頭的圓圈到最里頭的圓圈。

0柱面正面（即磁頭號(hào)為0）的1-18扇區(qū)為0-17號(hào)相對(duì)扇區(qū)，0柱面反面（即磁頭號(hào)為2）的1-18扇區(qū)為18-35號(hào)相對(duì)扇區(qū)，然后是1柱面，2柱面，直到79柱面。

(1)、知道柱面號(hào)，磁頭號(hào)，扇區(qū)號(hào)計(jì)算相對(duì)扇區(qū)號(hào)

由上面可知0號(hào)柱面包含了相對(duì)扇區(qū)號(hào)[0,35]，1號(hào)柱面包含相對(duì)扇區(qū)號(hào)[36,71]，依次類推。

設(shè)相對(duì)扇區(qū)號(hào)為N，則

柱面號(hào)CH = N / 36；

令x = N % 36；

則x范圍為[0,35]，其中[0,17] 為磁頭號(hào)0， [18,35]為磁頭號(hào)1.

則磁頭號(hào)DH = x / 18；

令y = x % 18; y范圍[0, 17]

則扇區(qū)號(hào)CL = y + 1。

相對(duì)扇區(qū)號(hào)：N = 36 x CH + 18 x DH + CL。

(2)、知道相對(duì)扇區(qū)號(hào)，計(jì)算柱面號(hào)、磁頭號(hào)、扇區(qū)號(hào)

N = 36 x CH + 18 x DH + CL;

由此式子，也可計(jì)算：

CH = N / 36

DH = (N % 36) / 18

CL = (N % 36) % 18 + 1

3、硬盤上的引導(dǎo)信息

硬盤的第一個(gè)扇區(qū)被稱之為Boot Sector。由MBR (MasterBoot Record)、DPT (Disk Partition Table) 和 Boot Record ID 三部分組成。

MBR又稱作主引導(dǎo)記錄，占用 Boot Sector 的前 446 個(gè)字節(jié)(0 ~ 0x1BD)。存放系統(tǒng)主引導(dǎo)程序，負(fù)責(zé)從活動(dòng)分區(qū)中裝載并運(yùn)行系統(tǒng)引導(dǎo)程序。

DPT 即主分區(qū)表，占用 64 個(gè)字節(jié) (0x1BE ~ 0x1FD)，記錄了磁盤的基本分區(qū)信息。主分區(qū)表分為四個(gè)分區(qū)項(xiàng)，每項(xiàng) 16 字節(jié)，分別記錄了每個(gè)主分區(qū)的信息 (因此最多可以有 4 個(gè)主分區(qū))。

Boot Record ID 即引導(dǎo)區(qū)標(biāo)記，占用兩個(gè)字節(jié) (0x1FE ~ 0x1FF)。對(duì)于合法引導(dǎo)區(qū)，它等于 0xAA55，這是判別引導(dǎo)區(qū)是否合法的標(biāo)志。

編輯：黃飛

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