硬盘的数据结构
简述机械硬盘的结构和数据读写过程
一、机械硬盘的结构机械硬盘是一种储存设备，主要由机械部分和电子部分组成。
其机械部分由外壳、盘片、磁头和主轴马达等组成，盘片通常是由薄膜覆盖的铝合金材料制成，而每块盘片上都会有若干个可用来储存数据的盘面。
磁头则是用来读写数据的装置，它们会在盘片的表面移动，并且通过磁场来读取或写入数据。
主轴马达是用来旋转盘片的主要动力来源，它能够确保盘片的稳定旋转。
而电子部分则由主控制器、接口电路板和固态存储器等组成，主控制器负责控制硬盘的读写操作，并将数据传输到计算机中，而固态存储器则主要用来存储硬盘的缓存数据。
二、机械硬盘的数据读写过程1. 概述机械硬盘的数据读写过程主要分为磁头寻道、扇区定位、数据读取/写入等步骤，整个过程是由硬盘的控制器负责调度和执行的。
2. 磁头寻道在进行数据读写操作之前，磁头首先需要移动到正确的盘面上，这就需要进行磁头寻道操作。
磁头寻道是指磁头在盘片表面上寻找要读取或写入数据的盘面的过程。
硬盘通常会将盘面划分成许多的同心圆状的轨道，而每个轨道又被划分成许多的扇区。
当需要进行读写操作时，硬盘的磁头会通过移动臂进行寻道，将磁头移动到正确的轨道上。
3. 扇区定位定位扇区是指将磁头精确地移动到指定的扇区上，以进行数据的读取或写入。
硬盘在磁头寻道完成后，会通过电子部分控制磁头的精确位置，使其准确地停留在需要进行数据读写的扇区上。
4. 数据读取/写入当磁头准确定位到目标扇区后，硬盘的磁头会根据数据的磁编码信息，通过磁场的变化来读取或写入数据。
在数据读取过程中，磁头会感知盘片上的磁场变化，并将其转换成电信号，然后通过接口电路板传输给计算机。
而在数据写入过程中，磁头则会通过改变盘面上的磁场，将电信号转换成磁场，从而改变盘面上的数据。
5. 数据传输硬盘通过接口电路板将读取的数据传输到计算机中，或者将计算机传输过来的数据写入到盘面上，完成一次数据的读写过程。
机械硬盘的数据读写过程是一个复杂的技术过程，其涉及到磁头的寻道定位和数据读写等多个环节，而整个过程又是由硬盘的控制器来进行调度和管理的。
硬盘分区原理(分区表数据结构)
二、硬盘分区的逻辑结构：
前面已经说过，硬盘分区的逻辑结构是树结构和链表结构的混合产物。其中主分区表和各主分区及扩展分区之间构成树结构，以主分区表为树根，各分区为子结点构成一棵二层的树。而扩展分区中各逻辑分区之间以链表结构存储，从第一逻辑分区到最后一个逻辑分区依次构成单链表。
从数据的逻辑结构上我们可以看出，其实硬盘的数据存储应该是很脆尽善弱的。在这种结构中一旦作为树根的主引导扇区被破坏，则整个硬盘分区信息都将被破坏，另一方面，如果逻辑分区表中中间的任一结点被破坏则后面结点（分区）的信息都将丢失，如果不幸恰好是第一个逻辑分区的分区表被破坏，则其后的所有逻辑分区信息都将丢失。
注释４：
许多操作系统都有自己的MBR，当然你也可以写出自己的MBR程序来做多重引导。
（三）、DPT——硬盘分区表：偏移1BEH--偏移1FDH
由4个16字节的分区信息记录组成，共64个字节。
每个分区信息记录格式如下：
偏移 长度 所表达的意义
0 字节 分区状态： 如0-->非活动分区 80--> 活动分区
注释２：
在Windows 2000/XP中，我们一般会用到故障恢复控制台集成的一些增强命令，比如Fixmbr用于修复和替换指定驱动器的主引导记录、Fixboot用于修复知道驱动器的引导扇区、Diskpart能够增加或者删除硬盘中的分区、Expand可以从指定的CAB源文件中提取出丢失的文件、Listsvc可以创建一个服务列表并显示出服务当前的启动状态、Disable和Enable分别用于禁止和允许一项服务或者硬件设备等等，而且输入“help”命令可以查看到所有的控制命令以及命令的详细解释。
硬盘分区表知识——详解硬盘MBR .
硬盘是现在计算机上最常用的存储器之一。
我们都知道，计算机之所以神奇，是因为它具有高速分析处理数据的能力。
而这些数据都以文件的形式存储在硬盘里。
不过，计算机可不像人那么聪明。
在读取相应的文件时，你必须要给出相应的规则。
这就是分区概念。
分区从实质上说就是对硬盘的一种格式化。
当我们创建分区时，就已经设置好了硬盘的各项物理参数，指定了硬盘主引导记录（即Master Boot Record，一般简称为MBR）和引导记录备份的存放位置。
而对于文件系统以及其他操作系统管理硬盘所需要的信息则是通过以后的高级格式化，即Format命令来实现。
面、磁道和扇区硬盘分区后，将会被划分为面（Side）、磁道（Track）和扇区（Sector）。
需要注意的是，这些只是个虚拟的概念，并不是真正在硬盘上划轨道。
先从面说起，硬盘一般是由一片或几片圆形薄膜叠加而成。
我们所说，每个圆形薄膜都有两个“面”，这两个面都是用来存储数据的。
按照面的多少，依次称为0面、1面、2面……由于每个面都专有一个读写磁头，也常用0头(head)、1头……称之。
按照硬盘容量和规格的不同，硬盘面数(或头数)也不一定相同，少的只有2面，多的可达数十面。
各面上磁道号相同的磁道合起来，称为一个柱面(Cylinder)。
上面我们提到了磁道的概念。
那么究竟何为磁道呢？由于磁盘是旋转的，则连续写入的数据是排列在一个圆周上的。
我们称这样的圆周为一个磁道。
如果读写磁头沿着圆形薄膜的半径方向移动一段距离，以后写入的数据又排列在另外一个磁道上。
根据硬盘规格的不同，磁道数可以从几百到数千不等；一个磁道上可以容纳数KB的数据，而主机读写时往往并不需要一次读写那么多，于是，磁道又被划分成若干段，每段称为一个扇区。
一个扇区一般存放512字节的数据。
扇区也需要编号，同一磁道中的扇区，分别称为1扇区，2扇区……计算机对硬盘的读写，处于效率的考虑，是以扇区为基本单位的。
即使计算机只需要硬盘上存储的某个字节，也必须一次把这个字节所在的扇区中的512字节全部读入内存，再使用所需的那个字节。
介绍硬盘的逻辑结构
介绍硬盘的逻辑结构硬盘是电脑中不可或缺的存储装置，它能够保存大量的数据。
而硬盘的逻辑结构可以让我们更好地了解它的工作原理与使用方法。
让我们一起来了解一下吧！首先，让我们从硬盘的最基本单位开始，那就是扇区。
扇区是硬盘中最小的存储单元，一般大小为512字节。
当我们将数据存储到硬盘上时，实际上是将数据写入到一个个的扇区中。
多个扇区会被组合成一个簇，簇是硬盘中一次读写的最小单位。
它的大小可以根据用户的需求设置，一般可选择4KB或者8KB，不同的簇大小会影响硬盘的性能。
而下一层级是磁道，磁道是硬盘上一个圆形的轨道，硬盘通常会有多个磁道，每个磁道又会被划分成多个扇区。
读取或写入数据时，硬盘会在指定的磁道上进行操作。
再往上一层是柱面，柱面是由相同磁头上的所有磁道构成的一个圆柱体。
一般来说，硬盘会有多个柱面，它们从内到外排列。
寻址时，磁头会在柱面之间来回跳跃，以读取或写入数据。
接下来是分区，分区是将硬盘划分成不同的逻辑部分。
每个分区在操作系统中都会被视为一个独立的硬盘，可以独立地进行格式化、安装操作系统和存储文件。
最后是文件系统，文件系统是操作系统用来管理硬盘空间和文件的一种机制。
常见的文件系统有FAT32、NTFS、HFS+等。
文件系统可以帮助我们更方便、快速地访问和管理文件。
了解了硬盘的逻辑结构，我们可以更好地理解硬盘的工作原理，并且在使用过程中有更好的指导意义。
不仅如此，合理地分区和选择合适的文件系统也能够充分发挥硬盘的性能，并确保数据的安全性和完整性。
总之，硬盘的逻辑结构由扇区、簇、磁道、柱面、分区和文件系统构成。
了解这些结构可以帮助我们更好地了解硬盘的工作原理和使用方法，提高硬盘的性能并保护数据的安全。
无论是日常使用还是进行技术操作，都会受益于对硬盘逻辑结构的了解。
硬盘主引导记录详解
硬盘的数据结构关于一些朋友来讲老是很神密！什么缘故咱们删除的文件用软件能找到？什么缘故咱们格式化了的硬盘数据还能找回来？要回答这一切，你就得对硬盘的数据结构有个清醒的熟悉。
硬盘上的数据由五大部份组成，它们别离是：MBR区、DBR区，FAT区，DIR区和DATA区。
1.MBR（Main Boot Record）区,即主引导记录区，位于整个硬盘的0磁道0柱面1扇区.2.DBR（Dos Boot Record）区,操作系统引导记录区。
位于硬盘的0磁道1柱面1扇区，是操作系统能够直接访问的第一个扇区.3.FAT（File Allocation Table文件分派表）区;4.DIR（Directory）根目录区，记录着根目录下每一个文件（目录）的起始单元，文件的属性等;5.DATA区是真正意义上的数据存储的地址，位于DIR区以后，占据硬盘上的大部份数据空间。
了解了硬盘数据的大体结构，今天咱们把重点放在mbr所在的扇区：主引导扇区。
主引导扇区包括：mbr,dpt和终止标志。
位于硬盘的0磁道0柱面1扇区，用diskman能够读出其中的内容，下面是一次操作的结果：表一:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F00000000 EB48 90D0 BC00 7CFB 5007 501F FCBE 1B7C00000010 BF1B 0650 57B9 E501 F3A4 CBBE BE07 B10400000020 382C 7C09 7515 83C6 10E2 F5CD 188B 148B00000030 EE83 C610 4974 1638 2C74 F6BE 1007 030200000040 8000 0080 68B6 7600 0008 FAEA 507C 000000000050 31C0 8ED8 8ED0 BC00 20FB A040 7C3C FF7400000060 0288 C252 BE81 7DE8 3F01 F6C2 8074 5FB4 00000070 41BB AA55 CD13 7256 81FB 55AA 7550 A041 00000080 7C84 C075 0583 E101 7444 B448 BE00 7FC7 00000090 0442 00CD 1372 3766 8B4C 10BE 057C C644 000000A0 FF01 668B 1E44 7CC7 0410 00C7 4402 0100 000000B0 6689 5C08 C744 0600 7066 31C0 8944 0466 000000C0 8944 0CB4 42CD 1372 05BB 0070 EB7D B408 000000D0 CD13 730A F6C2 800F 84E8 00E9 8D00 BE05 000000E0 7CC6 44FF 0066 31C0 88F0 4066 8944 0431 000000F0 D288 CAC1 E202 88E8 88F4 4089 4408 31C0 00000100 88D0 C0E8 0266 8904 66A1 447C 6631 D266 00000110 F734 8854 0A66 31D2 66F7 7404 8854 0B89 00000120 440C 3B44 087D 3C8A 540D C0E2 068A 4C0A 00000130 FEC1 08D1 8A6C 0C5A 8A74 0BBB 0070 8EC3 00000140 31DB B801 02CD 1372 2A8C C38E 0648 7C60 00000150 1EB9 0001 8EDB 31F6 31FF FCF3 A51F 61FF 00000160 2642 7CBE 877D E840 00EB 0EBE 8C7D E838 00000170 00EB 06BE 967D E830 00BE 9B7D E82A 00EB 00000180 FE47 5255 4220 0047 656F 6D00 4861 726400000190 2044 6973 6B00 5265 6164 0020 4572 726F000001A0 7200 BB01 00B4 0ECD 10AC 3C00 75F4 C300000001B0 0000 0000 0000 0000 4CA6 4CA6 0000 8001000001C0 0100 0BFE 3FD8 3F00 0000 5A31 3500 0000000001D0 01D9 0FFE FFFF 9931 3500 04FF FB00 0000000001E0 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000000001F0 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 55AA这块10.2G（以下显示为9766MB，误差缘故不用我说明了吧？）的硬盘共分了四个区：分区结构如下：主引导扇区中前446字节--偏移地址从0000H-01BDH为mbr区，寄存着主引导程序，从上面的显示中，读者可能已经看出，那个硬盘以linux系统的grub为引导程序。
硬盘的数据结构
操作系统引导扇区(DBR)：是操作系统引导 记录区的意思 。它通常位于硬盘的0磁头、 1柱面、l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，判断本分区跟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自MSDOS．sys)。如果确定存在， 就把其读入内存，并把控制权交给该文件。
硬盘的数据结构
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：主引导扇区 (MBR)、操作 系统引导扇区(DBR)、文件分配表 (FAT)、 硬盘目录区 (DIR)和硬盘数据区 (DATA)。 其中只有主引导扇区是唯一的，其它的随 你的分区数的增加而增加。 如图：
主引导扇区 (MBR) ：位于硬盘的0 磁道0 柱 面1 扇区。主要由主引导记录mbr（master boot record）、硬盘分区表dpt（disk partition table）和结束标识（55aa）组成。
文件分配表 (FAT)：即文件分配表，是 DOS/Win9x 系统的文件寻址系统，为了数据安全 起见，FAT一般做两个，第二FAT为第一FAT的 备份, FAT区紧接在OBR之后，其大小由本分区的 大小及文件分配单元的大小决定. 目录区 (DIR)： DIR（Directory）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。定位文件位置时，操作系统根据 DIR中的起始单元，结合FAT表就可以知道文件在 硬盘中的具体位置和大小了。 数据区 (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 分数据间。
硬盘数据结构及其作用原理
低级格式化与高级格式化
低格：重建磁盘柱面，扇区， 低格：重建磁盘柱面，扇区，磁道 高格：常见的格式化，其实是将目录区、 高格：常见的格式化，其实是将目录区、 文件分配表区的信息打上标记
硬盘基础知识
• MBR Main Boot Record 主引导记录 • DBR Dos Boot Record Dos 引导记录 或称之为（ 系统引导记录） 或称之为（OBR 系统引导记录） • FAT File Assign Table 文件分配表 • BD Boot Directory 根目录
和数据区。 （1）整个硬盘可分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ）整个硬盘可分为MBR，DBR，FAT，BD和数据区。 ， ， ， 和数据区 （2）MBR，DBR，FAT，和BD位于磁盘外道 ） ， ， ， 位于磁盘外道
物理寻址与逻辑寻址
• 以柱面 磁头/扇区表示的为绝对扇区又称物理磁 以柱面/磁头 扇区表示的为绝对扇区又称物理磁 磁头 盘地址 • 单一数字表示的为相对扇区或 单一数字表示的为相对扇区或DOS扇区，又称 扇区， 扇区 逻辑扇区号 • 相对扇区与绝对扇区的转换公式
硬盘基础知识
• • • • • • • • • 硬盘有数个盘片，每盘片两个面， 硬盘有数个盘片，每盘片两个面，每个面一个磁头 盘片被划分为多个扇形区域即扇区 同一盘片不同半径的同心圆为磁道 不同盘片相同半径构成的圆柱面即柱面 公式： 存储容量＝磁头数×磁道（柱面）数×每道扇 公式： 存储容量＝磁头数×磁道（柱面） 区数× 区数×每扇区字节数 信息记录可表示为：××磁道 柱面），××磁头 磁道（ ），××磁头， 信息记录可表示为：××磁道（柱面），××磁头， ××扇区 ××扇区 簇是操作系统进行分配的最小单位 不同的存储介质，不同容量的硬盘，不同的OS版本 版本， 不同的存储介质，不同容量的硬盘，不同的 版本， 簇的大小也不一样 簇的概念仅适用于数据区
低级格式化..
数据恢复技术
二、对硬盘进行低级格式化 1、低级格式化的主要功能 硬盘低级格式化（low level format）简称低格，也称硬盘物理格式化 （ physical format）。 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（Interleave）安排扇区在磁道中的排列顺序等。 概括地说，硬盘低级格式化主要完成以下几项功能： ① 测试硬盘介质； ② 为硬盘划分磁道； ③ 为硬盘的每个磁道按指定的交叉因子间隔安排扇区； ④ 将扇区 ID 放置到每个磁道上，完成对扇区的设置； ⑤ 对磁盘表面进行测试，对已损坏的磁道和扇区做“坏”标记； ⑥ 给硬盘中的每个扇区写入某一 ASCII码字符。
一块硬盘，就是所有容量都划分给一个分区，也要显式地进行这个操作来 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，如DM软件等。
数据恢复技术
三、对硬盘进行分区
硬盘分区： 针对微软的操作系统（主要是DOS/WINDOWS）在进行硬盘分区 时，首要考虑的问题是分几个区，各分区的容量及扩展分区中的逻辑盘 的大小如何确定，以及各分区或逻辑盘采用什么格式等问题。 1）分区格式的选择 针对微软的操作系统（DOS或WINDOWS），常见的分区格式主 要包括：FAT 16、FAT 32、NTFS以及exFAT（Extended File Allocation Table, 扩展的FAT，又被称为FAT64）等等。 FAT 16采用16位的空间分配表，最大可以支持2GB的磁盘分区，而且 此时簇大小为32KB。该分区格式主要用于DOS操作系统，绝大多数的 操作系统能使用（兼容）这种分区。目前，容量小于2GB的Flash盘 （包括SD卡等）都在使用，但是，对于大容量的硬盘基本不再使用了。
第2章 预备知识-硬盘结构
偏移字节 0x01BE 0x01BF 0x01C0 0x01C1 0x01C2
字段长度 BYTE BYTE WORD 6位 10位 BYTE
值 0x80 0x01 0x01 0x00 0x07
字段名和定义 引导指示符号(Boot Indicator) 起始磁头号(Start Head) 起始扇区号(Start Sector) 起始柱面号(Start Cylinder) 系统ID(System ID)，定义了分区的类型
值 0x80 0x01 0x01 0x00 0x07 0xFE 0xBF 0xFC 0x0000003F 0x00BB867E
字段名和定义 引导指示符号(Boot Indicator) 起始磁头号(Start Head) 起始扇区号(Start Sector) 起始柱面号(Start Cylinder) 系统ID(System ID)，定义了分区的类型 结束磁头号(End Head) 结束扇区号(End Sector) 结束柱面号(End Cylinder) 相对扇区数(Relative Sectors) 总扇区数(Total Sectors)，该分区中扇区总数
偏移字节 0x01BE 0x01BF 0x01C0 0x01C1 0x01C2
字段长度 BYTE BYTE WORD 6位 10位 BYTE
值 0x80 0x01 0x01 0x00 0x07
字段名和定义 引导指示符号(Boot Indicator) 起始磁头号(Start Head) 起始扇区号(Start Sector) 起始柱面号(Start Cylinder) 系统ID(System ID)，定义了分区的类型
0x01C3 0x01C4 0x01C5
0x01C6 0x01CA
硬盘数据结构
硬盘数据存储原理
硬盘数据存储原理硬盘是计算机中用来存储数据的重要组成部分之一、它利用磁性材料在磁盘上存储和读取数据。
其存储原理主要包括磁介质、磁头、磁道、扇区和柱面等几个方面。
1.磁介质：硬盘使用的磁介质通常是氧化铁磁粉或氧化铁磁性膜，它们具有强磁性和稳定性。
硬盘盘片上涂覆了一层磁性材料，可以被磁场刷写和读取数据。
2.磁头：硬盘上有多个磁头，每个磁头负责读/写一个盘面上的数据。
磁头通过悬臂臂臂处于接头上，可以在盘片上运动。
磁头本质上是一个电磁线圈，它可以产生和感应磁场。
3.磁道：每个盘面被划分成多个同心圆环，称为磁道。
每个磁道上都可以存储一定数量的扇区。
盘面的内圈磁道的数据容量较大，外圈磁道的数据容量较小。
4.扇区：磁道被进一步划分成多个扇区，每个扇区存储特定大小的数据。
扇区是硬盘存储和读取数据的最小单位，通常为512字节或4KB。
5.柱面：多个盘片上同一半径位置的磁道构成一个柱面。
硬盘在读写数据时，通过调整磁头的位置，将数据读写在相同柱面的磁道上，以提高读写效率。
硬盘的数据存储过程如下：1.写入数据：当计算机需要将数据写入硬盘时，首先由CPU发送写入命令给磁盘控制器。
磁盘控制器将这个命令传递给磁头驱动器。
驱动器通过移动磁头到正确的柱面和磁道上，使磁头位于正确的扇区上。
然后，驱动器通过磁头的电磁线圈在扇区上产生一个磁场，将数据写入磁介质上。
2.读取数据：当计算机需要读取硬盘中的数据时，CPU发送读取命令给磁盘控制器。
控制器将读取命令传达给磁头驱动器。
驱动器通过移动磁头到正确的柱面和磁道上，使磁头位于正确的扇区上。
然后，驱动器通过磁头的电磁线圈感应扇区上的磁场，将磁场信号转换为电信号，并传递给磁盘控制器。
控制器将读取到的数据传递给CPU进行处理。
值得注意的是，硬盘的数据存储是非易失性的。
这意味着数据会一直保留在硬盘上，即使断电或关闭计算机，数据也不会丢失。
这是因为硬盘使用了磁性材料作为存储介质，而磁性材料的磁性是稳定的。
硬盘数据结构
硬盘数据结构一、主引导扇区主引导扇区位于整个硬盘的0磁道0柱面1扇区，包括硬盘主引导记录MBR（Main Boot Record）和分区表DPT（Disk Partition Table）。
其中主引导记录的作用就是检查分区表是否正确以及确定哪个分区为引导分区，并在程序结束时把该分区的启动程序（也就是操作系统引导扇区）调入内存加以执行。
主引导记录占用446字节，分区表占用64字节，扇区结束标志55AA占用2字节，一共512字节。
硬盘的主引导扇区所在的硬盘磁道上的其它扇区一般均空出，主引导扇区所在的硬盘磁道是不属于分区范围内的。
表一：主引导扇区数据结构表二、分区引导扇区1、隐藏扇区（hidden sector）在分区之前的部分。
通常所说的MBR，它是隐藏扇区的第一个扇区，也是整个存储介质的第一个扇区。
使用C/H/S寻址方式为0 Cylinder / 0 Head / 1 Sector，换成LBA寻址方式，就是所谓的第0扇区。
需要注意的是，隐藏扇区不是必须的，它是系统启动有关，如果你仅仅是作为存储，那么隐藏扇区可以没有，比如128M CF Card。
还需要区分物理扇区和逻辑扇区。
物理扇区是从整个存储介质的角度出发，而逻辑扇区仅仅是从该分区的角度出发。
2、保留扇区（reserved sector）分区之内FAT表之前的所有扇区。
通常所说的BPB，就是保留扇区的第一个扇区。
如果隐藏扇区为0个，那么BPB所在的扇区就成为了实际的第0扇区。
上面是FAT16的组织形式。
默认上，LBA=0时，读取第一个扇区，得到的应该是MBR信息。
在偏移位置为0x1be处，如果为0x80，则表示该分区是活动的。
在偏移位置为0x1c6及其后的三个字节构成一个32位的长字（注意是按照小端存放方式），这是DBR的入口地址，也就是保留扇区的第一个扇区。
如果在0x1be处不是0x80，则表明这不是MBR，也就是隐藏扇区为0，从保留扇区开始。
硬盘的数据结构
第13、14、15、16字节40 22 13 00：本分区的总扇区数，1253952,也就是E盘的大小再加上一个EBR的数目。
单击“访问”下拉按钮——“分区三”——“分区表”，直接就到2870784扇区，即E
盘的分区表EBR。因为E盘后面没有分区了，所以没有第二个分区表项。这里我们就不再研究了，有兴趣的话可以自己多备一块硬盘作从盘，然后自己分分区研究研究。
首先要安装Winhex，安装完了就可以启动winhex了，启动画面如下：首先出现的是启动中心对话框。
这里我们要对磁盘进行操作，就选择“打开磁盘”，出现“编辑磁盘”对话框：
在这个对话框里，我们可以选择对单个分区打开，也可以对整个硬盘打开，HD0是我现在正用的西部数据40G系统盘，HD1是我们要分析的硬盘，迈拓2G。这里我们就选择打开HD1整个硬盘，再点确定.然后我们就看到了Winhex的整个工作界面。
分区表64个字节，一共可以描述4个分区表项，每一个分区表项可以描述一个主分区或一个扩展分区（比如上面的分区表，第一个分区表项描述主分区C盘，第二个分区表项描述扩展分区，第三第四个分区表项填零未用）
每一个分区表项各占16个字节，各字节含义如下：（H表示16进制）
字节位置 内容及含义
第1字节 引导标志。若值为80H表示活动分区；若值为00H表示非活动分区。
我们先了解一下数据结构：
下面是一个分了三个区的整个硬盘的数据结构
MBR C盘 EBR D盘 EBR E盘
MBR，即主引导纪录，位于整个硬盘的0柱面0磁道1扇区，共占用了63个扇区，但实际只使用了1个扇区（512字节）。在总共512字节的主引导记录中，MBR又可分为三部分：第一部分：引导代码，占用了446个字节；第二部分：分区表，占用了64字节；第三部分：55AA，结束标志，占用了两个字节。后面我们要说的用winhex软件来恢复误分区，主要就是恢复第二部分：分区表。
磁盘数据结构笔记
1、 低级格式化：对硬盘划分磁道和扇区，在扇区的地址域上标注地址信息（ CHS 物理地址），并剔岀坏磁道。
2、 分区：允许整个物理硬盘在逻辑上划分最多4个主分区，如果想划分更多的分区，可将1个主分区划分成扩展分区，然后再将扩展分区划分成一个或多个逻辑盘。
3、 MBR （Master Boot Record ）:硬盘上建立分区表的同时建立，排在最前边的一个扇区（可存放512字节）里，存放着用于硬盘正常工作的很重要代码，这些代码分三个部分：一是用于启动硬盘的一些引导指令（即主引导程序 MBR ，446字节）；二是分区表（DPT ，64字节）；三是硬盘正常的标志55AA 。
4、 EBR （ Extended Boot Record ）则是与 MBR 相对应的一个概念。
MBR 里有一个 DPT （Disk Partition T able,磁盘分区表）的区域，它一共是64字节，按每16个字节一个分区表项，它最多只能容纳 4个分区。
在MBR 的DPT 里说明的分区称为主分区，如果想分更多的分区， 微软的解决方案：在 MBR 里放不多于三个主分区（通常一个），剩下的分区则由EBR 扩展分区引导记录（与MBR 结构相像的分区结构）里说明。
一个EBR 不够用时，可以增加另一个 EBR ，如此像一根根链条一样地接下去。
5、 DBR （DOS Boot Record ），就是每个逻辑盘的最前的一个扇区里，用于引导和加载相应文件管理系统的一些系统代码。
也称作操作系统引导扇区（OBR ）MBR 446空闲同左引导 扇区数据S EBR扩展分区引导 扇区数据DPT 64DBR° P1DBR55AA55AA55AA 55AAEBR扩展 分区21引导 扇区55/AA 55AA数据Start Sectors第一分区表 第二分区表 第三分区表 第四分区表几个概念:Partitionl系统保留Extended Partition逻辑E 盘磁盘寻址：1、 物理寻址 CHS （柱面 磁头 扇区）2、 逻辑寻址LBAPartition2 C 盘M B R:主引导记录（C H S0柱0磁头1扇区）:引导代码446字节（白字为PE启动标志）：分区表64个字节:结束标志55A A 分区表：扇区倒数第五行，倒数第二个字节开始，64个字节引导标志：表示活动分区；表示非活动分区。
硬盘的数据结构
硬盘的数据结构硬盘的数据结构：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，⾼版本的已没有这个限制。
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。
硬盘逻辑结构简介
01FD | 分区信息 4(16字节) |
|---------------------------------------------|
| 01FE |01FF |
3. 现代硬盘结构简介
在老式硬盘中, 由于每个磁道的扇区数相等,所以外道的记录密度要远低于内道, 因此会浪费很多磁盘空间 (与软盘一样). 为了解决这一问题,进一步提高硬盘容量, 人们改用等密度结构生产硬盘. 也就是说,外圈磁道的扇区比内圈磁道多. 采用这种结构后, 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.
01CD | 分区信息 1(16字节) |
01CE |---------------------------------------------|
| |
01DD | 分区信息 2(16字节 |
| |
| |
| 主引导记录(446字节) |
| |
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DPT 即主分区表占用 64 个字节 (0x1BE to 0x1FD),记录了磁盘的基本分区信息. 主分区表分为四个分区项, 每项 16 字节,分别记录了每个主分区的信息(因此最多可以有四个主分区).
Boot Record ID 即引导区标记占用两个字节 (0x1FE and0x1FF), 对于合法引导区, 它等于 0xAA55, 这是判别引导区是否合法的标志.
| 55 | AA |
|---------------------------------------------|
2. 分区表结构简介
分区表由四个分区项构成, 每一项的结构如下:
BYTE State : 分区状态, 0 =未激活, 0x80 = 激活 (注意此项)
硬盘结构数据原理
硬盘的结构和数据原理如下：
结构。
硬盘由盘片、驱动机构、磁头、信号放大器等部件封装在完全净化的密封盒内组成，在密封盒的外部还有数据信号处理电路。
硬盘的盘片是由好几个盘片同轴安装在电机的法兰盘上，电机旋转的时候所有的硬盘盘片同轴、同步旋转。
数据原理。
硬盘是采用磁记录的方式记录（存入）数据和重放（读出）数据的装置，记录媒体是硬磁盘，记录和重放信号采用磁头、磁盘是在高速旋转的状态下进行记录和重放，根据空气动力学原理，磁头相对于磁盘时呈悬浮状态，两者之间保持微小的距离而不接触，因而不存在磨损的问题。
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一个完整硬盘的数据应该包括五部分：MBR，DBR，FAT，DIR区和DATA区。
其中只有主引导扇区是唯一的，其它的随你的分区数的增加而增加
硬盘分区后逻辑结构图中用淡红色标明的扇区（尤以主引导扇区和第一分区引导扇区为最）是易受病毒攻击的扇区
（一）主引导扇区（0扇区）
主引导扇区位于整个硬盘的0磁道0柱面1扇区，包括硬盘主引导记录MBR（Main Boot Record）和分区表
DPT（Disk Partition Table）。
主引导程序代码又称第一关键代码，它的作用是找出系统当前的活动分区，负责把对应的一个操作系统的引导记录即当前活动分区的引导记录载入内存。
此后，主引导记录就把控制权转给该分区的引导记录。
如果主引导记录被病毒覆盖、清零，或者被某些分区软件改写，则可以用相应DOS版本的FDISK／mbr命令加以更正。
０扇区示意图
主引导扇区即主引导记录MBR(Master Boot Record)，是硬盘的第一个物理扇区（0柱面，0磁头，1扇区），也就是硬盘的"0"扇区。
在它的512个字节中，包括三部分：
主引导程序代码，占446字节（第一关键代码)
硬盘分区表HDPT，占用64字节（第二关键代码)
主引导扇区结束标志AA55H（第三关键代码)
硬盘的总分区数为什么不能大于4的原因(需要建立扩展分区)。
在主分区最多只能分四个主分区
不管硬盘有多大，最多也只能有四个主分区（扩展分区也是一个主分区）。
通常在WIN98下使用FDISK分区工具分区时，只分了一个活动分区和一个扩展分区。
16字节表示的意义
磁头(０-254)、柱面(０-1023 ）、扇区(1-63) 由来
每一分区的第1至第3字节是该分区起始地址。
其中第1字节为起始磁头号（面号）；第2字节的低6位为起始扇区号，高2位则为起始柱面号的高2位；第3字节为起始柱面号的低8位。
因此，分区的起始柱面号是用10位二进制数表示的，最大值为210 = 1024，因逻辑柱面号从0开始计，故柱面号的显示最大值为1023。
同理，用6位二进制数表示的扇区号不会超过26 - 1 = 63；用8位二进制数表示的磁头号不会超过28 - 1 = 255
16进制填写问题
（二）操作系统引导扇区（63）扇区
磁盘的逻辑O扇区统称为DOS引导扇区，又称为BOOT区（DBR)。
它通常位于硬盘的0磁头、1柱面、l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，判断本分区跟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
自MSDOS．sys)。
如果确定存在，就把其读入内存，并把控制权交给该文件。
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，分配单元的大小等重要参数。
DBR默认占用32个扇区，实际只用第一个（即0扇区），其中第6个扇区是第1个扇区的备份。
由格式化产生。
63扇区
63扇区一般也称做进入分区的I/O表或Boot 区。
69扇区
用Fdisk分区的硬盘一般在69扇区有一个63扇区的备份，在数据修复中通常是有帮助的。
BPB中每个字段的字节偏移、长度和含义
(2)DBR的主要功能和工作流程
1)重新设置引导驱动器。
2)将根目录的第一个扇区(即根目录FDT中的前16个文件项)装载到内存。
3)检查FDT中的前两个文件是否为DOS的两个系统隐藏文件。
4)将其中一个系统隐藏文件IO．SYS装载到内存。
5)将控制权交给该系统隐藏文件IO.SYS。
文件分配表（FAT）
FAT(File Allocation Table)
即文件分配表，是DOS/Win9x系统的文件寻址系统，为了数据安全起见，FAT一般做两个，第二FAT为第一FAT的备份, FAT区紧接在OBR之后，其大小由本分区的大小及文件分配单元的大小决定.
FAT表
第一份一般在逻辑的第９５扇区,第二份开始位置在第一份FAT结束的下一扇区）.
作用：FAT表保存着文件段与段之间的连接信息，所以操作系统在读取文件时，总是能够准确地找到文件各段的位置并正确读出。
为了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续内容的下一个簇的簇号FAT的特征字符串：F8 FF FF 0F(所在扇区的起始处第1-4字节)。
(2)FAT表项赋予不同值时的含义
根录区(ROOT)1
DIR是Directory即根目录区的简写，DIR紧接在第二FAT表之后,只有FAT还不能定位文件在磁盘中的位置，FAT还必须和DIR配合才能准确定位文件的位置。
DIR记录着每个文件（目录）的起始单元（这是最重要的）、文件的属性等。
FAT32系统DIR与DA TA在一起。
根目录（ROOT）2
操作系统根据根目录中的起始簇，结合FAT表就可以知道文件在数据区中的具体位置和大小了。
根目录区扇区数用下式计算：
根目录区扇区数= 根目录项数* 32 / 每扇区字节数
每个目录项恰好32字节长，存储着目录所含文件或下级子目录的名称、属性、长度、日期、时间和起始簇号
数据区
数据区是真正意义上的数据存储的地方,FAT32分区的FAT表之后，占据硬盘大部分空间。
当将数据复制到硬盘时，数据就存放在数据区。
数据区开始扇=63+32+2*FAT+1
硬盘逻辑概念
磁头(０-254)、
柱面(０-1023 所有盘片构成的)、
扇区(1-63)、
磁道（每磁道共６３个扇区）、
Boot区MBR
I/O表（63扇区的别称）DBR
FAT（每分区２份FAT表，第一份在９５扇区）表、
目录区DIR、
数据区data
系统文件分区（FAT32、NTFS）、
簇(存储文件的最小单位第一个簇的开始值为2）、
文件系统（FAT32、NTFS）
FAT32:在Windows 2000 中，可以格式化一个不超过32 GB 的FAT32 卷，最大文件为4
GB。
簇的大小是变化的，16-32GB是16KB。
NTFS（新技术文件系统）:可以格式化最大的容量为2 TB，最大文件64GB。
簇的大小2GB 以上(-2TB)的分区都是4KB.
各种文件系统的区别
系统管理文件是以簇为最小单位的，簇是由扇区组成的，不同的文件系统组成族的扇区数是不同的，具体。