1、1第1章 硬盤基礎知識入門 本章導讀本章將介紹一些硬盤的基礎知識，為下一步數據恢復打牢理論基礎。 內容提要硬盤發展簡史 硬盤外部結構硬盤內部結構硬盤邏輯結構硬盤主要指標和參數硬盤分區和格式化 2第1章 硬盤基礎知識入門硬盤驅動器(Hard Disk)，簡稱硬盤，是計算機最重要的存儲設備，是存放數據的倉庫。主流的硬盤具有體積小、容量大、速度快、使用方便等諸多優點，目前，硬盤已經成為計算機的標準配置。硬盤質量的好壞，功能的強弱都將直接影響計算機的性能。 31.0 硬盤發展簡史 如今，我們早已習慣了電腦中上百G的存儲配置，小小的mp3播放器和其他手持設備通常也有幾個G的容量，而這一切在幾十年前僅僅是

2、存在于科幻小說中想象。比如在離我們并不遙遠的1980年，第一塊容量過G的硬盤就有冰箱那么大?，F在我們每天都會保存大量數據并且習以為常，而我覺得回顧這段歷史會是一件有趣的事，也能讓我們更清楚的了解這個過程。41.0 硬盤發展簡史 一個選數管存儲器可以保存32到512 bytes，它的大小如圖，一個512bytes選數管存儲器是一個十英寸長，三英寸寬的小瓶子。最先發明于1946年，不過由于選數管存儲器的制造價格的昂貴和產品自身的諸多缺陷，最終成為一個失敗的產品。 51.0 硬盤發展簡史早期的電腦大多使用穿孔卡片來存儲數據。它在70年代中期比較流行，可用來存儲一些小程序和數據。據說他的起源來自172

3、5年的紡織業，當時人們使用類似的穿孔卡片來控制紡織機器。61.0 硬盤發展簡史左邊那個是穿孔卡片的讀取器，右邊這是穿孔卡片機。 71.0 硬盤發展簡史類似于穿孔卡片，不過穿孔紙帶更易于保存，他的靈感同樣來源于紡織廠的機械。存儲方式跟穿孔卡片類似，每一排可以存儲一個字符。圖中是一個8孔紙袋，即每一行8個孔。81.0 硬盤發展簡史1953年，第一臺磁鼓應用于IBM 701，它是作為內存儲器使用的。磁鼓是利用鋁鼓筒表面涂覆的磁性材料來存儲數據的。鼓筒旋轉速度很高，因此存取速度快。它采用飽和磁記錄，從固定式磁頭發展到浮動式磁頭，從采用磁膠發展到采用電鍍的連續磁介質。這些都為后來的磁盤存儲器打下了基礎。

4、磁鼓最大的缺點是利用率不高， 一個大圓柱體只有表面一層用于存儲，而磁盤的兩面都利用來存儲，顯然利用率要高得多。 因此，當磁盤出現后，磁鼓就被淘汰了。91.0 硬盤發展簡史101.0 硬盤發展簡史磁帶是所有存儲媒體中單位存儲信息成本最低、容量最大、標準化程度最高的常用存儲介質之一。它互換性好、易于保存，近年來，由于采用了具有高糾錯能力的編碼技術和即寫即讀的通道技術，大大提高了磁帶存儲的可靠性和讀寫速度。111.0 硬盤發展簡史世界第一臺硬盤存儲器是由IBM公司在1956年發明的，其型號為IBM 350 RAMAC（Random Access Method of Accounting and Co

5、ntrol）。這套系統的總容量只有5MB，共使用了50個直徑為24英寸的磁盤。121.0 硬盤發展簡史131.0 硬盤發展簡史這些盤片表面涂有一層磁性物質，并且堆疊在一起，通過一個傳動軸承使它可以順利的工作。盤片由一臺電動機帶動，只有一個磁頭，磁頭上下前后運動尋找要讀寫的磁道。盤片上每平方英寸的數據密度只有2000bit，數據處理能力為1.1KB/s。此款RAMAC在那時主要用于飛機預約、自動銀行、醫學診斷及太空領域內，推出之后便讓人大為震驚，不光是因為他的技術理念，因為有了他才有了后來的溫徹斯特，還有他的價格，當時推出的售價是35，000美元，平均每M要有7000美元的成本，想想現在我們真實

6、太幸福了，每M連7分的成本都用不了。 141.0 硬盤發展簡史151.0 硬盤發展簡史1968年：溫徹斯特技術橫空出世 IBM 顛覆了之前自己的設計，重新提出了“溫徹斯特”（Winchester）技術的可行性，這次的提出的技術則奠定了以后硬盤所發展的方向?！皽貜厮固亍奔夹g的精隋在于提出了：“密封、固定并高速旋轉的鍍磁盤片，磁頭沿盤片徑向移動，磁頭懸浮在高速轉動的盤片上方，而不與盤片直接接觸”，這也同樣是我們現在硬盤所走的道路。 溫徹斯特技術的主要內容還有是：頭盤組合件，磁頭、盤片、主軸等運動部分密封在一個殼體中，形成一個頭盤組合件(HDA)，與外界環境隔絕，避免了灰塵的污染。磁頭浮動塊，采用小

7、型化輕浮力的磁頭浮動塊，盤片表面涂潤滑劑，實行接觸起停。即平常盤片不轉時，磁頭停靠在盤片上，當盤片轉速達一定值時，磁頭浮起并保持一定的浮動間隙。161.0 硬盤發展簡史17這樣簡化了機械結構，縮短了起動時間。而這種設計的磁頭與磁盤是一一對應的，磁頭讀出的就是它本身寫入的，信噪比等等都比從前好很多，因此存儲密度得到了提高，存儲容量同樣也隨之增加了。“溫徹斯特(Winchester)”技術的發明，無疑是為現在的硬盤發展打下了一個很好的契機。就是現在的上百G的硬盤仍然在使用這種“技術”，在5年之后也就是1973年IBM終于推出了使用溫徹斯特技術的第一塊硬盤，型號為3340，它采用14英寸的規格，由兩

8、個分離的盤片構成(一個固定的和一個可移動的)，每張盤片容量為30MB。并且硬盤首次使用了封閉的內部環境，并進一步發展了氣動學磁頭技術，將磁頭與盤片之間的距離縮短到了17微英寸。181.0 硬盤發展簡史1979年：IBM發明薄膜磁頭 IBM公司再次走在硬盤開發技術的前列，發明了薄膜磁頭（Thinfilm Head），為進一步減小硬盤體積、增大容量、提高讀寫速度提供了可能。 同年，IBM的兩位員工 AlanShugart和FinisConner離開IBM后成立了希捷公司(Shugart Technology公司，也就是后來的Seagate希捷公司)開發了像5.25英寸軟驅那樣大小的硬盤驅動器。次年

9、，希捷發布了第一款適合于微型計算機使用的硬盤，容量為5MB，體積與軟驅相仿。 191.0 硬盤發展簡史80年代末期：IBM發明了MR磁頭 IBM 又一次為電腦行業做出了巨大的貢獻，推出了名為MR HEAD（Magneto Resistive)）的東西，這種磁頭在讀取數據時對信號變化相當敏感，使得盤片的存儲密度能夠比以往每英寸20MB的容量提高了數十倍，他工作方式在于將讀寫兩個磁頭分開，讀寫磁頭不再具電感特性，而是對磁場變化相當敏感的電阻特性磁頭。 201.0 硬盤發展簡史MR磁頭是通過阻值變化而并不是電流變化來感應信號的幅度，因而對信號變化相當敏感，讀取數據的準確性也大大的得到提高提高。并且由

10、于讀取的信號幅度與磁道寬窄無關，所以磁道可以做得很窄，從而提高了盤片密度，達到200MB/平方英寸，而使用傳統的磁頭只能達到20MB/平方英寸，這也是MR磁頭的先進之處，也是后來被廣泛應用的原因。 211.0 硬盤發展簡史1991年：IBM生產3.5英寸的硬盤，硬盤的容量首次達到了1GB，從此硬盤容量開始進入了GB數量級。這款硬盤應用了先進的MR磁頭，當然他不光是打破了 G的硬盤記錄這個簡單，同時它還是首個3.5寸的硬盤。由此3.5寸也成為了現代臺式計算機的結構標準。 221.0 硬盤發展簡史231.0 硬盤發展簡史1991年生產的這塊2.5英寸Tanba-1硬盤能夠存儲63MB數據。2.5英

11、寸硬盤仍然被廣泛應用在筆記本電腦中，只是存儲容量提高到了100GB。 241.0 硬盤發展簡史IBM 3340這款1英寸硬盤是由IBM在1999年發明的，它支持30 MB的固定存儲和30 MB的可移動存儲，為自己迎來了Winchester 的昵稱。但是，在iPod Mini問世前，它并沒有進入主流市場。251.1 硬盤的結構1.1.1 硬盤的外部結構1.1.2 硬盤的內部結構1.1.3 硬盤的邏輯結構 硬盤是一個集機、電、磁于一體的高精密系統，主要由電源接口、數據接口、控制電路板等幾部分構成。261.1.1 硬盤的外部結構對于不同種類的硬盤，如IDE硬盤、SerialATA硬盤以及SCSI硬盤

12、，其外部結構略有差別。1. 硬盤盤體硬盤的外殼與底板結合成一個密封的整體，俗稱盤體。正面的外殼起到了保證硬盤盤片和機構穩定運行的作用，在其面板上印有產品標簽，標明此產品的型號、大小、轉速、序列號、產地及生產日期等信息 271.1.1 硬盤的外部結構2. 電源接口電源接口用于連接主機的電源，為硬盤工作提供電力。一般而言，硬盤采用最為常見的4針D形電源接口。SerialATA硬盤使用的是SATA專用電源接口，這種接口有15個插針，但其寬度與以前的電源接口相當。在購買SATA硬盤時，廠商一般會在其產品包裝中提供必備的電源轉接線。281.1.1 硬盤的外部結構3. 數據接口硬盤要通過硬盤數據線連接硬盤

13、數據接口。老式的IDE硬盤采用的是普通40pin數據線，不過如今已經很少見了，目前IDE硬盤采用的是80pin數據線。SCSI硬盤數據線有68pin接口和80pin接口兩種。SATA硬盤采用7芯的數據線，采用點對點傳輸協議，這樣可以做到在減少數據線內部電纜數目的情況下提高抗干擾能力。 291.1.1 硬盤的外部結構301.1.1 硬盤的外部結構4. 控制電路板為加強散熱，控制電路板一般裸露在硬盤下表面，但是也有少數硬盤將其完全封閉以更好地保護各種控制芯片，同時還能降低噪聲。硬盤的控制電路板由主軸調速電路、磁頭驅動與伺服定位電路、讀/寫控制電路、控制與接口電路及S.M.A.R.T(Self-Mo

14、nitoring，Analysis and Reporting Technology，自我監測、分析和報告技術)等構成。 311.1.1 硬盤的外部結構321.1.1 硬盤的外部結構331.1.1 硬盤的外部結構如圖是目前常見硬盤電路原理圖，硬盤的有效數據都保存在盤片上，磁頭用于讀取或寫入硬盤數據，磁頭上面有一個芯片，用于磁頭邏輯分配或放大磁電信號，前置信號處理器用于加工處理磁頭芯片傳過來的信號，數字信號處理器對前置信號處理器的數據進一步加工傳遞給接口，接口芯片對數據進一處理，然后傳遞給計算機，磁頭與磁頭芯片密封在盤腔內，磁頭驅動電機是音圈電機，微處理器是整個硬盤電路的控制中樞，大多數硬盤的微

15、處理器，接口，數字信號處理器往往集成到一個芯片內。341.1.2 硬盤的內部結構硬盤的內部結構由固定面板、控制電路板、磁頭、盤片、主軸、電機、接口及其他附件組成，其中，磁頭組件是硬盤的核心，它封裝在硬盤的凈化腔體內。351.1.2 硬盤的內部結構1. 磁頭組件m的高度，這個高度非常小，因此，在工作過程中，一旦受到震蕩就會和盤片相撞，產生悲劇性的后果。所以運轉中的硬盤非常脆弱，絕對不能受到任何碰撞。361.1.2 硬盤的內部結構2. 磁頭驅動機構硬盤的尋道是靠移動磁頭來實現的，而移動磁頭需要驅動機構才能實現。磁頭驅動機構由電磁線圈電機、磁頭驅動小車、防震動裝置構成。371.1.2 硬盤的內部結構

16、高精度的輕型磁頭驅動機構能夠對磁頭進行正確的驅動和定位，并能在很短的時間內精確定位系統指令指定的磁道。另外，還有防振動保護裝置，當硬盤受到強烈震動時，對磁頭及盤片起到一定的保護作用，以避免磁頭將盤片刮傷等情況的發生。 381.1.2 硬盤的內部結構3. 磁盤片盤片是硬盤存儲數據的載體，硬盤的盤片一般用鋁合金材料做基片，高速硬盤則使用玻璃做基片。玻璃基片更容易達到所需的平面度和光潔度，且具有很高的硬度。391.1.2 硬盤的內部結構硬盤的每一個盤片都有兩個盤面(Side)，即上盤面和下盤面。通常情況下，兩個盤面都是可以使用的，都可以存儲數據，稱為有效盤片，也有極個別的硬盤盤面數為單數。每一個這樣

17、的有效盤面都有一個盤面號，按順序從上至下由“0”開始依次編號。在硬盤系統中，盤面號又叫磁頭號，因為每一個有效盤面都有一個對應的讀/寫磁頭。 401.1.2 硬盤的內部結構4. 主軸組件主軸組件包括主軸部件，如軸承和驅動電機等。隨著硬盤容量的擴大和轉速的提高，主軸電機的轉速也在不斷提高，目前大多采用精密機械工業的液態軸承電機技術。硬盤磁頭飛行懸浮高度低、速度快，一旦有小的塵埃進入硬盤密封腔內，或者磁頭與盤體發生碰撞，就可能造成數據丟失，形成壞塊，甚至造成磁頭和盤體的損壞。所以，硬盤系統的密封一定要可靠，在非專業條件下絕對不能開啟硬盤密封腔。 411.1.3 硬盤的邏輯結構1. 磁道磁盤在格式化時

18、被劃分成許多同心圓，這些同心圓軌跡叫做磁道(Track)。磁道從外向內由“0”開始順序編號，信息以脈沖串的形式記錄在這些軌跡中。這些同心圓不是連續記錄數據，而是被劃分成一段段的圓弧，每段圓弧叫作一個扇區，扇區從“1”開始編號，每個扇區中的數據作為一個單元同時讀出或寫入。一個標準的3.5in硬盤盤面通常有幾百到幾千條磁道。磁道是“看”不見的，它只是盤面上以特殊形式磁化了的一些磁化區，在磁盤格式化時就已規劃完畢。421.1.3 硬盤的邏輯結構當磁盤旋轉時，磁頭若保持在一個位置上，則每個磁頭都會在磁盤表面劃出一個圓形軌跡，這些圓形軌跡就叫作磁道。磁盤上的信息便是沿著這樣的軌道存放的。2. 柱面所有盤

19、面上同一磁道構成的一個圓柱，通常稱作柱面(Cylinder)，每個柱面上的磁頭由上而下從“0”開始順序編號。磁盤的柱面數與一個盤面上的磁道數是相等的。 431.1.3 硬盤的邏輯結構由于每個盤面都有自己的磁頭，因此，盤面數等于總的磁頭數。所謂硬盤的CHS，即Cylinder(柱面)、Head(磁頭)和Sector(扇區)，只要知道了硬盤的CHS的數目，即可確定硬盤的容量，硬盤的容量=柱面數磁頭數扇區數512B。數據的讀/寫按柱面進行，即磁頭讀/寫數據時首先在同一柱面內從“0”磁頭開始進行操作，在同一柱面的不同盤面即磁頭上依次向下進行操作，只有在同一柱面所有的磁頭全部讀/寫完畢后磁頭才轉移到下一

20、柱面。因為選取磁頭只需通過電子切換即可，而選取柱面則必須通過機械切換，并且電子切換相當快，比在機械上磁頭向鄰近磁道移動快得多，所以，數據的讀/寫按柱面進行，而不按盤面進行。44451.1.3 硬盤的邏輯結構3. 扇區操作系統以扇區(Sector)形式將信息存儲在硬盤上，每個扇區包括512個字節的數據和一些其他信息。一個扇區有兩個主要部分：存儲數據地點的標識符和存儲數據的數據段。 461.2 硬盤的主要指標和基本性能參數 1.2.1 硬盤的種類和技術接口1.2.2 硬盤的主要性能指標1.2.3 硬盤的磁盤保護技術 471.2.1 硬盤的種類和技術接口1. 按尺寸分類硬盤的尺寸指的是硬盤盤片的直徑

21、，主要有1.8in、1.5in、3.5in和5.25in 4種。2. 按接口類型分類分為IDE硬盤、SCSI硬盤和SATA硬盤等。 3. 按接入方式分類分為固定硬盤和可移動硬盤。 481.2.1 硬盤的種類和技術接口IDE（Integrated Drive Electronics）的本意實際上是指把控制器與盤體集成在一起的硬盤驅動器，我們常說的IDE接口，也叫ATA（Advanced Technology Attachment）接口，現在PC機使用的硬盤大多數都是IDE兼容的，只需用一根電纜將它們與主板或接口卡連起來就可以了。 把盤體與控制器集成在一起的做法減少了硬盤接口的電纜數目與長度，數據

22、傳輸的可靠性得到了增強，硬盤制造起來變得更容易，因為廠商不需要再擔心自己的硬盤是否與其它廠商生產的控制器兼容，對用戶而言，硬盤安裝起來也更為方便。 491.2.1 硬盤的種類和技術接口 ATA-4(UltraATA、UltraDMA、UltraDMA/33、UltraDMA/66)： 這個標準將最大數據傳輸率提高了一倍，達到33MB/s，或更高的66MB/s。它還在總線占用上引入了新的技術，使用PC的DMA通道減少了CPU的處理負荷。要使用Ultra-ATA，需要一個空閑的PCI擴展槽，如果將UltraATA硬盤卡插在ISA擴展槽上，則該設備不可能達到其最大傳輸率，因為ISA總線的最大數據傳輸

23、率只有8MB/s 。其中的Ultra ATA/66（即Ultra DMA/66）支持最大外部數據傳輸率為66.7MB/s。 501.2.1 硬盤的種類和技術接口Serial ATA： 新的Serial ATA（即串行ATA），是英特爾公司發布的下一代外設產品中采用的接口類型，它以連續串行的方式傳送資料，在同一時間點內只會有1位數據傳輸，此做法能減小接口的針腳數目，用四個針就完成了所有的工作（第1針發出、2針接收、3針供電、4針地線）。這樣做法能降低電力消耗，減小發熱量。最新的硬盤接口類型ATA-100就是Serial ATA是初始規格，它支持的最大外部數據傳輸率達100MB/s，對于Seria

24、l ATA接口，一臺電腦同時掛接兩個硬盤就沒有主、從盤之分了，各設備對電腦主機來說，都是Master，這樣我們可省了不少跳線功夫。 511.2.1 硬盤的種類和技術接口SCSI接口： SCSI就是指Small Computer System Interface(小型計算機系統接口)，它最早研制于1979，原是為小型機的研制出的一種接口技術，但隨著電腦技術的發展，現在它被完全移植到了普通PC上。現在的SCSI可以劃分為SCSI-1和SCSI-2(SCSI Wide與SCSI Wind Fast)，最新的為SCSI-3，不過SCSI-2是目前最流行的SCSI版本。 SCSI廣泛應用于如：硬盤、光驅

25、、ZIP、MO、掃描儀、磁帶機、打印機、光盤刻錄機等設備上。 521.2.1 硬盤的種類和技術接口它的優點非常多主要表現為以下幾點： 1、適應面廣： 使用SCSI，你所接的設備就可以超過15個，而所有這些設備只占用一個IRQ，這就可以避免IDE最大外掛15個外設的限制。 2、多任務：不像IDE，SCSI允許對一個設備傳輸數據的同時，另一個設備對其進行數據查找。這將在多任務操作系統如Linux、Windows NT中獲得更高的性能。 3、寬帶寬：在理論上，最快的SCSI總線有160MB/s的帶寬，即Ultra 160/s SCSI；這意味著你的硬盤傳輸率最高將達160MB/s(當然這是理論上的，

26、實際應用中可能會低一點)。 4、少CPU占用率 531.2.2 硬盤的主要性能指標1. 容量硬盤的容量大小是衡量一塊硬盤最重要的技術指標，是用戶購買時最為關心的參數。硬盤的容量是由盤面數(磁頭數)、柱面數和扇區數所決定的，其計算公式為：硬盤容量=盤面數柱面數扇區數512B。在硬盤內部往往有多個疊起來的磁盤片，因此，硬盤容量還可以這樣計算：硬盤容量=單碟容量碟片數。541.2.2 硬盤的主要性能指標硬盤的常用單位是GB，目前主流硬盤的容量為500GB-1000GB。其他單位有KB(Kilobyte)，MB(Megabyte)，TB(Terabyte)，PB(Petabyte)，EB(Exabyt

27、e)。各種單位之間的換算關系如下：1KB=1024Byte1MB=1024KB=1048576Byte1GB=1024MB=1028576KB=1073741824Byte551.2.2 硬盤的主要性能指標2. 轉速硬盤轉速(Rotation Speed)對硬盤的數據傳輸率有直接的影響，轉速是硬盤內部傳輸率的決定性因素之一，也是區別硬盤檔次的重要標志。從理論上說，轉速越快越好，因為較高的轉速可縮短硬盤的平均尋道時間和實際讀/寫時間，從而可以提高在硬盤上的讀/寫速度。但任何事物都有兩面性，在轉速提高的同時，硬盤的發熱量也會增加，它的穩定性就會有一定程度的降低。如今主流硬盤的轉速多為5400rpm

28、(轉/分鐘)、7200rpm和10000rpm。7200rpm的硬盤已經成為主流，但5400rpm的硬盤仍具有性價比高的優勢。561.2.2 硬盤的主要性能指標3. 緩存緩存(Cache)是硬盤與外部總線交換數據的場所。簡單地說，硬盤上的緩存容量是越大越好，大容量的緩存對提高硬盤速度很有好處，目前市面上的硬盤緩存容量通常為2MB8MB。571.2.2 硬盤的主要性能指標4. 平均尋道時間平均尋道時間(Average Seek Time)指的是硬盤磁頭移動到數據所在磁道所用的時間，單位為毫秒(ms)。平均尋道時間越短硬盤速度越快。平均尋道時間一般在5ms13ms之間，大于10ms的硬盤不宜購買。

29、581.2.2 硬盤的主要性能指標5. 硬盤的數據傳輸率硬盤的數據傳輸率(Data Transfer Rate)又稱吞吐率，表示在磁頭定位后，硬盤讀或寫數據的速度。591.2.2 硬盤的主要性能指標6. 連續無故障時間連續無故障時間(Mean Time Between Failure，MTBF)是指硬盤從開始運行到出現故障的最長時間，單位是小時。一般硬盤的MTBF至少在3萬小時或4萬小時。這項指標在一般的產品廣告或常見的技術特性表中并不提供，需要時可專門上網到具體生產該款硬盤的公司網站中查詢。601.2.2 硬盤的主要性能指標7.平均潛伏期（average latency），指當磁頭移動到數據

30、所在的磁道后，然后等待所要的數據塊繼續轉動（半圈或多些、少些）到磁頭下的時間，單位為毫秒（ms）。 8.道至道時間（single track seek），指磁頭從一磁道轉移至另一磁道的時間，單位為毫秒（ms）。 9.全程訪問時間（max full seek），指磁頭開始移動直到最后找到所需要的數據塊所用的全部時間，單位為毫秒（ms）。 10.平均訪問時間（average access），指磁頭找到指定數據的平均時間，單位為毫秒。通常是平均尋道時間和平均潛伏時間之和。注意：現在不少硬盤廣告之中所說的平均訪問時間大部分都是用平均尋道時間所代替的。 611.2.2 硬盤的主要性能指標10.硬盤表面溫

31、度：它是指硬盤工作時產生的溫度使硬盤密封殼溫度上升情況。這項指標廠家并不提供，一般只能在各種媒體的測試數據中看到。硬盤工作時產生的溫度過高將影響磁頭的數據讀取靈敏度，因此硬盤工作表面溫度較低的硬盤有更好的數據讀、寫穩定性。如果對于高轉速的SCSI硬盤一般來說應該加一個硬盤冷卻裝置，這樣硬盤的工作穩定性才能得到保障。 621.2.3 硬盤的磁盤保護技術l 技術l技術的全稱是Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology，即“自我監測、分析和報告技術”。監測的對象包括磁頭、磁盤、馬達和電路等，由硬盤的監測電路和主機上的監測軟件對被監測對象的運行

32、情況與歷史記錄及預設的安全值進行分析、比較，當出現安全值范圍以外的情況時，會自動向用戶發出警告，并自動降低硬盤的運行速度。 631.2.3 硬盤的磁盤保護技術2. DFT技術DFT(Drive Fitness Test，驅動器健康檢測)技術是IBM公司為其PC硬盤開發的數據保護技術，它通過使用DFT程序訪問IBM硬盤里的DFT微代碼對硬盤進行檢測，可以讓用戶方便快捷地檢測硬盤的運轉狀況。硬盤上會有一個專門的空間存放DFT程序，并且DFT是一個獨立的、不依賴操作系統的軟件，它可以在其他任何軟件失效的情況下運行。641.3 硬盤的分區與格式化 1.3.1 初識硬盤分區1.3.2 硬盤分區格式1.3

33、.3 通過FDISK和FORMAT命令進行分區和格式化1.3.4 利用Windows XP安裝光盤對硬盤進行分區和格式化1.3.5 利用Disk Genius進行分區和格式化1.3.6 利用Windows磁盤管理工具進行分區和格式化1.3.7 利用Windows磁盤管理工具調整磁盤分區1.3.8 利用Norton PartitionMagic進行無損分區 651.3.1 初識硬盤分區硬盤分區就是把一個硬盤分為數個不同的分區，硬盤分區的目的是為了方便用戶更合理、更有效地使用硬盤和管理數據。 圖1.7 資源管理器中的硬盤分區66文件系統是操作系統與驅動器之間的接口，當操作系統請求從硬盤里讀取一個文

34、件時，會請求相應的文件系統（FAT 16/32/NTFS）打開文件。扇區是磁盤最小的物理存儲單元，但由于操作系統無法對數目眾多的扇區進行尋址，所以操作系統就將相鄰的扇區組合在一起，形成一個簇，然后再對簇進行管理。每個簇可以包括2、4、8、16、32或64個扇區。顯然，簇是操作系統所使用的邏輯概念，而非磁盤的物理特性。67為了更好地管理磁盤空間和更高效地從硬盤讀取數據，操作系統規定一個簇中只能放置一個文件的內容，因此文件所占用的空間，只能是簇的整數倍；而如果文件實際大小小于一簇，它也要占一簇的空間。所以，一般情況下文件所占空間要略大于文件的實際大小，只有在少數情況下，即文件的實際大小恰好是簇的整

35、數倍時，文件的實際大小才會與所占空間完全一致。 68簇是指可分配的用來保存文件的最小磁盤空間，計算機中所有的信息都保存在簇中。簇越小，保存信息的效率就越高。在FAT16文件系統中，每個分區最多有65525個簇，簇大小默認值為32KB；在FAT32文件系統中使用的簇比FAT16小，默認為4KB。 69常用的文件系統有很多，MS-DOS和Windows 3.x使用FAT16文件系統，默認情況下Windows 98也使用FAT16，Windows 98和Me可以同時支持FAT16、FAT32兩種文件系統，Windows NT則支持FAT16、NTFS兩種文件系統，Windows 2000可以支持FA

36、T16、FAT32、NTFS三種文件系統，Linux一般都使用ext2文件系統。 701.3.2 硬盤分區格式 1. FAT16FAT(File Allocation Table)文件系統最早在1982年被應用于MS-DOS中，到了Windows 95時代，升級為FAT16。FAT16格式是MS-DOS和最早期的Windows 95操作系統中使用的磁盤分區格式。FAT16采用16位的文件分配表，從DOS、Windows 95、Windows 95 OSR2、Windows 98、Windows NT、Windows 2000到Windows XP都支持FAT16這種磁盤格式，但該分區格式只支持

37、2GB容量的硬盤分區，并且磁盤利用效率較低，這兩大致命弱點使其慘遭淘汰。711.3.2 硬盤分區格式2. FAT32推出FAT32磁盤格式的目的就是為了取代FAT16的，其采用32位的文件分配表，對磁盤的管理能力大大增強，突破了分區容量2GB的限制，減少了磁盤的浪費，提高了磁盤的利用率。Windows 98以后的操作系統都支持這種分區格式。同FAT16相比，FAT32主要具有以下特點： 721. 同FAT16相比FAT32最大的優點是可以支持的磁盤大小達到2TB（2047GB），但是不能支持小于512MB的分區?；贔AT32的Win 2000可以支持分區最大為32GB；而基于 FAT16的W

38、in 2000支持的分區最大為4GB。 2. 由于采用了更小的簇，FAT32文件系統可以更有效率地保存信息。如兩個分區大小都為2GB，一個分區采用了FAT16文件系統，另一個分區采用了FAT32文件系統。采用FAT16的分區的簇大小為32KB，而FAT32分區的簇只有4KB的大小。這樣FAT32就比FAT16的存儲效率要高很多，通常情況下可以提高15%。 731.3.2 硬盤分區格式3. FAT32文件系統可以重新定位根目錄和使用FAT的備份副本。另外FAT32分區的啟動記錄被包含在一個含有關鍵數據的結構中，減少了計算機系統崩潰的可能性。741.3.2 硬盤分區格式3. NTFSNTFS(Ne

39、w Technology File System)是微軟Windows NT的標準文件系統，主要應用在Windows 2000/XP/2003以及最新版的Windows Vista中。NTFS分區格式的優點是安全性和穩定性方面非常出色，在使用中不易產生文件碎片，并且能對用戶的操作進行記錄，通過對用戶權限進行非常嚴格的限制，使每個用戶只能按照系統賦予的權限進行操作，充分保護了系統與數據的安全。75NTFS 5.0的特點主要體現在以下幾個方面： 1. NTFS可以支持的分區(如果采用動態磁盤則稱為卷)大小可以達到2TB。而Win 2000中的FAT32支持分區的大小最大為32GB。 2. NTFS

40、是一個可恢復的文件系統。在NTFS分區上用戶很少需要運行磁盤修復程序。NTFS通過使用標準的事物處理日志和恢復技術來保證分區的一致性。發生系統失敗事件時，NTFS使用日志文件和檢查點信息自動恢復文件系統的一致性。 763. NTFS支持對分區、文件夾和文件的壓縮。任何基于Windows的應用程序對NTFS分區上的壓縮文件進行讀寫時不需要事先由其他程序進行解壓縮，當對文件進行讀取時,文件將自動進行解壓縮；文件關閉或保存時會自動對文件進行壓縮。4. NTFS采用了更小的簇,可以更有效率地管理磁盤空間。在Win 2000的FAT32文件系統的情況下,分區大小在2GB8GB時簇的大小為4KB；分區大小

41、在8GB16GB時簇的大小為8KB；分區大小在16GB32GB時,簇的大小則達到了16KB。而Win 2000的NTFS文件系統，當分區的大小在2GB以下時,簇的大小都比相應的FAT32簇小;當分區的大小在2GB以上時(2GB2TB),簇的大小都為4KB。相比之下，NTFS可以比FAT32更有效地管理磁盤空間，最大限度地避免了磁盤空間的浪費。 775. 在NTFS分區上,可以為共享資源、文件夾以及文件設置訪問許可權限。許可的設置包括兩方面的內容：一是允許哪些組或用戶對文件夾、文件和共享資源進行訪問；二是獲得訪問許可的組或用戶可以進行什么級別的訪問。與FAT32文件系統下對文件夾或文件進行訪問相

42、比，安全性要高得多。另外,在采用NTFS格式的Win 2000中,應用審核策略可以對文件夾、文件以及活動目錄對象進行審核，審核結果記錄在安全日志中，通過安全日志就可以查看哪些組或用戶對文件夾、文件或活動目錄對象進行了什么級別的操作，從而發現系統可能面臨的非法訪問,通過采取相應的措施，將這種安全隱患減到最低。這些在FAT32文件系統下,是不能實現的。786. 在Win 2000的NTFS文件系統下可以進行磁盤配額管理。磁盤配額就是管理員可以為用戶所能使用的磁盤空間進行配額限制，每一用戶只能使用最大配額范圍內的磁盤空間。設置磁盤配額后，可以對每一個用戶的磁盤使用情況進行跟蹤和控制，通過監測可以標識

43、出超過配額報警閾值和配額限制的用戶，從而采取相應的措施。磁盤配額管理功能的提供，使得管理員可以方便合理地為用戶分配存儲資源，避免由于磁盤空間使用的失控可能造成的系統崩潰，提高了系統的安全性。 791.3.2 硬盤分區格式4. Ext2Ext2是Linux中使用最多的一種文件系統，它是專門為Linux設計的，擁有最快的速度和最小的CPU占用率。Ext2既可以用于標準的塊設備(如硬盤)，也可以用于軟盤等移動存儲設備?，F在已經有新一代的Linux文件系統，如SGI公司的XFS、ReiserFS、Ext3文件系統等出現。801.3.3 通過FDISK和FORMAT命令進行分區和格式化硬盤分區通常要使用

44、FDISK命令，而格式化磁盤分區則需要使用FORMAT命令，這種方法是使用最多也是最為普通的方法。FDISK、FORMAT命令是基于DOS的磁盤管理程序，在Windows 98啟動盤中都包含有該程序。首先，詳細介紹一下利用FDISK命令分區的基本方法，以把60GB硬盤分為10GB、15GB、20GB和15GB 4個區為例。 811.3.3 通過FDISK和FORMAT命令進行分區和格式化1. 通過FDISK命令分區 先利用Windows 98軟盤或光盤啟動盤啟動計算機，進入DOS提示符下。然后在DOS提示符下輸入FDISK命令，按Enter鍵。 在接下來出現的頁面中，提示用戶磁盤容量已經超過了

45、512MB，為了充分發揮磁盤的性能，建議啟用FAT32文件系統，輸入“Y”后按Enter鍵或直接按Enter鍵。 接下來進入FDISK命令的主功能列表，其中共有45個選項，每一個選項下面分別對應著數個子選項。821.3.3 通過FDISK和FORMAT命令進行分區和格式化831.3.3 通過FDISK和FORMAT命令進行分區和格式化841.3.3 通過FDISK和FORMAT命令進行分區和格式化圖中各個選項的含義如下。1. Create DOS partition or Logical DOS Drive-1. 創建DOS分區或邏輯驅動器2. Set active partition-2.

46、設置活動分區3. Delete partition or Logical DOS Drive -3. 刪除分區或邏輯驅動器4. Display partition information-4. 顯示分區信息851.3.3 通過FDISK和FORMAT命令進行分區和格式化在接下來的頁面中，可以創建主分區、擴展分區和邏輯分區。該頁面中有3個選項，各個選項的含義如下。1. Create Primary DOS Partition-1. 創建主分區2. Create Extended DOS Partition- 2. 創建擴展分區3. Create Logical DOS Drive(s) in t

47、he Extended DOS Partition-3. 創建邏輯分區 861.3.3 通過FDISK和FORMAT命令進行分區和格式化一般說來，創建硬盤分區遵循的原則是“主分區擴展分區邏輯分區”，而刪除硬盤分區則與之相反。另外，一個硬盤可以劃分出多個主分區，但事實上完全沒必要，一般一塊硬盤只有一個主分區就可以了。主分區之外的硬盤空間就是擴展分區，而邏輯分區是對擴展分區再行劃分得到的。因此，在這里首先選擇“1.Create Primary DOS Partition”選項，按1鍵然后按Enter鍵或直接按Enter鍵。 871.3.3 通過FDISK和FORMAT命令進行分區和格式化881.3

48、.3 通過FDISK和FORMAT命令進行分區和格式化選擇“1”后按Enter鍵確認，FDISK開始檢測硬盤。檢測完畢，詢問用戶是否希望將整個硬盤空間作為主分區并激活？這里絕對不要輸入“Y”，而應該輸入“N”，只有這樣才能建立多個分區，以方便管理 。891.3.3 通過FDISK和FORMAT命令進行分區和格式化901.3.3 通過FDISK和FORMAT命令進行分區和格式化輸入“N”并按Enter鍵，程序會檢測出硬盤總空間，并要求用戶輸入主分區大小。設置主分區的容量，可直接輸入分區大小(以MB為單位)或分區所占硬盤容量的百分比(%)。假如在這里要為C盤分出10GB大小的空間，則輸入“10276”，按Enter鍵確認。 主分區C盤創建完畢后，會顯示出主分區的相關信息，了解之后按Esc鍵返回到主功能列表繼續操作。911.3.3 通過FDISK和FORMAT命令進行分區和格式化接下來，要創建擴展分區(Extended Partition)。按1鍵繼續操作，再次來到如圖1.11所示頁面，在該頁面中選擇“Create Extended DOS Partition”選項，按2鍵，開始創建擴展分區。檢驗硬盤后，會顯示所有可用的磁盤空間大小，習慣上大多是將除主分區之外的所有空間劃為擴展分區，因此，在這