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硬碟數據結構

發布時間: 2023-02-21 15:42:29

硬碟數據結構的數據存儲原理

1.文件的讀取
操作系統從目錄區中讀取文件信息(包括文件名、後綴名、文件大小、修改日期和文件在數據區保存的第一個簇的簇號),我們這里假設第一個簇號是0023。
操作系統從0023簇讀取相應的數據,然後再找到FAT的0023單元,如果內容是文件結束標志(FF),則表示文件結束,否則內容保存數據的下一個簇的簇號,這樣重復下去直到遇到文件結束標志。
2.文件的寫入
當我們要保存文件時,操作系統首先在DIR區中找到空區寫入文件名、大小和創建時間等相應信息,然後在Data區找到閑置空間將文件保存,並將Data區的第一個簇寫入DIR區,其餘的動作和上邊的讀取動作差不多。
3.文件的刪除
看了前面的文件的讀取和寫入,你可能沒有往下邊繼續看的信心了,不過放心,Win9x的文件刪除工作卻是很簡單的,簡單到只在目錄區做了一點小改動――將目錄區的文件的第一個字元改成了E5就表示將改文件刪除了。

② 硬碟的數據結構分為哪幾個區

硬碟上的數據按照其不同的特點和作用大致可分為5部分:MBR區、DBR區、FAT區、DIR區和DATA區。

③ 硬碟存儲的硬碟數據結構

初買來一塊硬碟,我們是沒有辦法使用的,你需要將它分區、格式化,然後再安裝上操作系統才可以使用。就拿我們一直沿用到現在(2015年)的Win9x/Me系列來說,我們一般要將硬碟分成主引導扇區、操作系統引導扇區、FAT、DIR和Data等五部分(其中只有主引導扇區是唯一的,其它的隨你的分區數的增加而增加)。 主引導扇區位於整個硬碟的0磁軌0柱面1扇區,包括硬碟主引導記錄MBR(Main Boot Record)和分區表DPT(Disk Partition Table)。其中主引導記錄的作用就是檢查分區表是否正確以及確定哪個分區為引導分區,並在程序結束時把該分區的啟動程序(也就是操作系統引導扇區)調入內存加以執行。至於分區表,很多人都知道,以80H或00H為開始標志,以55AAH為結束標志,共64位元組,位於本扇區的最末端。值得一提的是,MBR是由分區程序(例如DOS 的Fdisk.exe)產生的,不同的操作系統可能這個扇區是不盡相同。如果你有這個意向也可以自己去編寫一個,只要它能完成前述的任務即可,這也是為什麼能實現多系統啟動的原因(說句題外話:正因為這個主引導記錄容易編寫,所以才出現了很多的引導區病毒)。
操作系統引導扇區
OBR(OS Boot Record)即操作系統引導扇區,通常位於硬碟的0柱面1磁頭1扇區(這是對於DOS來說的,對於那些以多重引導方式啟動的系統則位於相應的主分區/擴展分區的第一個扇區),是操作系統可直接訪問的第一個扇區,它也包括一個引導程序和一個被稱為BPB(BIOS Parameter Block)的本分區參數記錄表。其實每個邏輯分區都有一個OBR,其參數視分區的大小、操作系統的類別而有所不同。引導程序的主要任務是判斷本分區根目錄前兩個文件是否為操作系統的引導文件(例如MSDOS或者起源於MSDOS的Win9x/Me的IO.SYS和MSDOS.SYS)。如是,就把第一個文件讀入內存,並把控制權交予該文件。BPB參數塊記錄著本分區的起始扇區、結束扇區、文件存儲格式、硬碟介質描述符、根目錄大小、FAT個數、分配單元(Allocation Unit,以前也稱之為簇)的大小等重要參數。OBR由高級格式化程序產生(例如DOS 的Format . com)。 擴展分區的概念則比較復雜,也是造成分區和邏輯磁碟混淆的主要原因。由於硬碟僅僅為分區表保留了64個位元組的存儲空間,而每個分區的參數占據16個位元組,故主引導扇區中總計可以存儲4個分區的數據。操作系統只允許存儲4個分區的數據,如果說邏輯磁碟就是分區,則系統最多隻允許4個邏輯磁碟。對於具體的應用,4個邏輯磁碟往往不能滿足實際需求。為了建立更多的邏輯磁碟供操作系統使用,系統引入了擴展分區的概念。
所謂擴展分區,嚴格地講它不是一個實際意義的分區,它僅僅是一個指向下一個分區的指針,這種指針結構將形成一個單向鏈表。這樣在主引導扇區中除了主分區外,僅需要存儲一個被稱為擴展分區的分區數據,通過這個擴展分區的數據可以找到下一個分區(實際上也就是下一個邏輯磁碟)的起始位置,以此起始位置類推可以找到所有的分區。無論系統中建立多少個邏輯磁碟,在主引導扇區中通過一個擴展分區的參數就可以逐個找到每一個邏輯磁碟。
需要特別注意的是,由於主分區之後的各個分區是通過一種單向鏈表的結構來實現鏈接的,因此,若單向鏈表發生問題,將導致邏輯磁碟的丟失。

④ 簡述硬碟的內部結構和組成部分

硬碟的內部結構包括磁頭、磁軌、扇區、柱面。

(1)磁頭

磁頭是硬碟技術中最重要和最關鍵的一環。MR磁頭最為廣泛應用,MR磁頭即磁阻磁頭,採用分離式的磁頭結構,可以針對兩者的不同特性分別進行優化,以得到最好的讀/寫性能。

(2)磁軌

磁軌無法用肉眼看到,僅是盤面上以特殊方式磁化了的一些磁化區,磁碟上的信息便是沿著這樣的軌道存放。

(3)扇區

磁碟上的每個磁軌被等分為若干個弧段,這些弧段便是磁碟的扇區,每個扇區可以存放512個位元組的信息,磁碟驅動器在向磁碟讀取和寫入數據時,要以扇區為單位。

(4)柱面

磁碟的柱面數與一個盤面上的磁軌數是相等的,由於每個盤面都有自己的磁頭,因此,盤面數等於總的磁頭數。



(4)硬碟數據結構擴展閱讀

使用注意事項

硬碟在工作的時候,千萬不要強行關掉電源。在硬碟工作的時候關掉電源,會導致硬碟的物理損壞,而且也會丟失數據。

另外,在硬碟中有高速運轉的部件,如果一旦強行關機的話高速運轉的碟片就會突然停止,而在關機後又馬上開機的話,就更有可能造成硬碟的損壞,所以,在關機後不要馬上再次打開電腦,至少在半分鍾以後再打開。

在硬碟工作的時候要盡量避免它的震盪,因為磁頭與磁片的距離非常近,如果遭到劇烈的震盪會導致磁頭敲打磁片,有可能磁頭會劃傷磁片,也可能會導致磁頭的徹底損壞,使整個硬碟無法使用。

在使用硬碟的過程當中,經常會在「磁碟空間管理」當中進行壓縮,把硬碟用此程序進行壓縮。這樣會導致壓縮卷文件不斷增大,所隊也隨之減慢,讀寫次數增多,就會引起硬碟的發熱量和穩定性產生影響,導致使用壽命的減少,所以,如果硬碟夠用的話就沒有必要使用這個程序。