磁盘分区

1.磁盘分区

磁盘包含：碟片（细分为扇区和磁道）、机械手臂、磁头、主轴马达

扇区大小分为512B和4KB

1.1第一个扇区（MBR）

磁盘第一个扇区存放启动引导程序和磁盘分区表（格式分为MBR[Windows支持]和GPT）

MBR（master boot record）	启动引导程序	磁盘分区表
主引导记录容量（512B）	446B	64B

MBR分区表的限制：

1. 分区最多到2TB
2. MBR仅占一个扇区，被破坏后，很难恢复甚至无法恢复
3. MBR内的启动引导程序只有446B，无法存储较多的程序代码

1.1.1MBR磁盘分区表

1. 分区表占64B，给磁盘划分分区，其实就是对这个分区表做设置
2. 分区表默认最多把一个磁盘分为4个分区
3. 分区分为主要分区和扩展分区
4. 要写入数据到磁盘时，会参考这个分区表

1.1.2MBR扩展分区

由于磁盘分区表的限制，最多给磁盘划分出4个分区。那么我们可以利用额外的扇区来记录更多的分区信息。

在扩展分区的某个地方来记录在扩展分区里面的其他逻辑分区信息

1. 扩展分区最多一个
2. 逻辑分区是在扩展分区里面划分出来的
3. 能格式化的是主要分区和逻辑分区，扩展分区不能被格式化
4. 逻辑分区能划分多少个，依据不同操作系统来定

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1.2GPT磁盘分区表

现在的磁盘越来越大，如果使用磁盘阵列等技术，那么在Linux平台下看到的磁盘大小可能就有几十个TB。使用MBR格式，要划分分区时，就要2TB/2TB地划分下去。这就可能划分出好几十个分区，为了解决这个问题，就有了GPT这种磁盘分区的格式。

以前扇区大小为512B，现在已经有了4KB的扇区。为兼容所有磁盘，会使用到逻辑区块地址LBA（logical block address），LBA默认是512B。在GPT这种格式下，将磁盘的所有区块使用LBA来规划。可以理解为，如果一个扇区的容量是512B，然后LBA默认是512B的话，那么一个扇区就是一个区块。如果一个扇区容量是4KB=8*512B，那么一个区块地址就是1/8扇区

第一个LBA称为LBA0

MBR使用第一个扇区来记录，而GPT使用了前34个LBA区块来记录。由于MBR只有一个区块，破坏就难以恢复。不同于MBR，GPT中会用磁盘的最后34个LBA做备份。

1.2.1LBA0（MBR兼容区块）

LBA0	引导启动程序	特殊标志符
逻辑区块地址0	446B	64B，表示磁盘使用GPT格式

1.2.2LBA1（GPT表头记录）

记录磁盘分区表本身的位置和大小，同时记录了备份的GPT分区位置。

1.2.3LBA2-33（实际记录分区信息处）

从LBA2区块开始，每个LBA可以记录4组分区记录。所以一个磁盘在默认情况下，可以划分4*32=128个分区。

在MBR中，分区表的大小是64B，而在GPT中是512B。

一个区块记录4组分区，所以在GPT的分区表中，一组分区记录可以占512/4=128B的空间大小。

在这128B的空间中使用64bit来记录开始和结束的扇区号码

每个分区的最大容量限制就是：$2^{64}*512B=8ZB$

2.启动程序

CMOS是一个嵌入在主板的存储器，存储着各项硬件参数

BIOS是一个写入到主板的固件（固件是写入到硬件上的一个软件程序）

1. 计算机系统在启动时，主动执行的第一个程序就是BIOS
2. BIOS执行后，会分析计算机里面的存储设备。比如发现了硬盘，BIOS就去找那个能启动的硬盘
3. 找到该硬盘，就读取第一个扇区的MBR位置，找到那个446B的启动引导程序

以上BIOS的任务完成，接下来就是启动引导程序干活了

4. 启动引导程序的目的是加载内核文件

加载完后，启动引导程序的活也干完了

5. 之后就是内核文件开始工作，再之后就是把任务都交给我们熟悉的操作系统完成