《预备知识》PPT课件

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1、主要内容硬盘结构文件系统计算机的引导过程中断内存管理EXE文件的格式第2章预备知识2.1.1硬盘的物理结构绝大多数硬盘在结构上都是温彻斯特(Winchester)盘，其核心就是：磁盘片被密封、固定并且不停高速旋转，磁头悬浮于盘片上方沿磁盘径向移动，并且不和盘片接触2.1硬盘结构简介2.1.1硬盘的物理结构低级格式化与硬盘的基本参数对于一块新硬盘，低级格式化的过程已经由生产厂家在产品出厂前完成了低级格式化的主要目的是将盘面划分成磁道、扇区和柱面2.1硬盘结构简介早期：3D参数（CHS）Cylinder-最大1023-10bit存储表示

2、一个盘片上有几条磁道Head-最大255-8bit存储表示磁盘有几个盘面Sector-最大63-6bit存储表示一条磁道有几个扇区特别注意C、H从0开始；而S从1开始一个扇区通常是512个字节早期每个磁道具有相同扇区数2.1.1硬盘的物理结构基本INT13H调用BIOSINT13H调用是BIOS提供的磁盘基本输入输出中断调用，它可以完成磁盘(包括硬盘和软盘)的复位、读写、校验、定位、诊断、格式化等功能，完全不用考虑被操作硬盘安装的是什么操作系统使用CHS寻址方式柱面-磁头-扇区只能访问8GB左右的硬盘老式硬盘缺点：每个磁道扇区数相等

3、。2.1硬盘结构简介2.1.1硬盘的物理结构现代硬盘结构简介老式硬盘，每个磁道扇区数相等改用等密度结构生产硬盘，外圈磁道的扇区比内圈磁道多硬盘不再具有实际的3D参数寻址方式也改为线性寻址，即以扇区为单位进行寻址现代大容量硬盘一般采用LBA(LogicBlockAddress)线性地址来寻址，以替代CHS寻址。在LBA方式下，系统把所有的物理扇区都按某种方式或规则看做是一线性编号的扇区，即从0到某个最大值方式排列，这样，只用一个序数就能确定一个唯一的物理扇区。这就是线性地址扇区的由来，显然线性地址是物理扇区的逻辑地址2.1硬盘结构简介

4、CHS到LBA假设用C表示当前柱面号，H表示当前磁头号，c表示起始柱面号，h表示起始磁头号，s表示起始扇区号，PS表示每磁道有多少个扇区，PH表示每柱面有多少个磁道，则有以下对应关系:LBA=（C-c）*PH*PS+（H-h）*PS+（S-s）一般情况下，c=0、h=0、s=1；PS=63、PH=255C/H/S=0/0/1，代入上述公式中得到LBA=0C/H/S=0/0/63，代入上述公式中得到LBA=62C/H/S=220/156/18，代入上述公式中得到LBA=3544145LBA到CHSc=0、h=0、s=1；PS=63、

5、PH=255/整除；MOD求余；C=LBA/(PH*PS)+cH=(LBA/PS)MODPH+HsS=LBAMODPS+sLBA=0,相应地C/H/S=0/0/1LBA=62,相应地C/H/S=0/0/632.1.1硬盘的物理结构扩展INT13H虽然现代硬盘都已经采用了线性寻址，但是由于基本INT13H的制约，使用BIOSINT13H接口的程序，如DOS等还只能访问8G以内的硬盘空间。为了打破这一限制，Microsoft等几家公司制定了扩展INT13H标准(ExtendedINT13H)，采用线性寻址方式存取硬盘，所以突破了8G的限

6、制，而且还加入了对可拆卸介质(如移动硬盘、优盘)的支持2.1硬盘结构简介2.1.1硬盘的物理结构分区与高级格式化硬盘在使用时，是按照不同的区域存储数据的，硬盘分区就是划分区域的过程。划分好的每一个区域都称作一个分区，最多可以划分为四个主分区。这项工作由分区程序来完成，通常使用FDISK或磁盘管理工具软件在分区的过程中，分区程序向0柱面0磁头1扇区写入主引导记录MBR(MasterBootRecord)和分区记录表DPT(DiskPartitionTable)，并建立一个分区表链，所有的逻辑驱动器写入链表记录。硬盘的分区格式常用的分区

7、格式有四种：FAT16、FAT32、NTFS和Linux硬盘分区后还不能直接使用，要在每个分区内建立完整的存储系统后才能正常使用。建立存储系统的工作一般由FORMAT程序来完成，这个过程称为高级格式化高级格式化的目的是在分区内建立分区引导记录DBR(DOSBootRecord)、文件分配表FAT(FileAllocationTable)、文件目录表FDT(FileDirectoryTable)和数据区DATA2.1硬盘结构简介存放系统主引导程序，负责从活动分区中装载并运行系统引导程序作业：MBR反编译，分析主引导程序功能。2.1.2

8、硬盘的数据结构主引导扇区的组成主引导扇区(BootSector)也就是硬盘的第一个物理扇区(0柱面0磁头1扇区)主引导记录(MasterBootRecord，MBR)主分区表即磁盘分区表(DiskPartitionTable，DPT)