硬盘结构与分区详解：从INT13H到逻辑分区

"本文主要介绍了硬盘的结构和分区的相关知识，包括基本的INT13H调用、扩展INT13H调用、磁盘分区、BOOTSECTOR、分区表结构、扩展分区以及不同类型的逻辑分区，如FAT16、FAT32和NTFS。" 硬盘结构的演变与发展： 在早期，硬盘设计类似于软盘，采用CHS（磁头数、柱面数、扇区数）参数来寻址，限制了硬盘容量的扩展。磁头数最大255，柱面数最大1023，扇区数最大63，每个扇区通常为512字节，导致理论最大容量约为8GB。随着技术进步，为了克服CHS寻址的局限性，引入了等密度结构，使外圈磁道的扇区数多于内圈，实现线性寻址，提高了硬盘的存储效率。地址翻译器允许老式软件与新结构兼容。 INT13H调用： INT13H是IBM PC兼容系统中的基本磁盘接口，用于读写磁盘。基本INT13H调用支持CHS寻址，对早期硬盘操作至关重要。然而，随着硬盘容量的增长，这些调用无法处理超过64MB的逻辑驱动器，于是出现了扩展INT13H调用，增加了对大容量硬盘的支持，引入了LBA（逻辑块地址）寻址，允许直接按扇区地址访问硬盘，消除了CHS寻址的限制。 磁盘分区： 磁盘分区是将物理硬盘划分为多个逻辑存储区域，每个区域称为一个分区。这使得一台计算机可以拥有多个操作系统或数据存储空间。分区表记录了分区的信息，包括起始位置、大小和类型。 BOOTSECTOR： BOOTSECTOR（启动扇区）是硬盘的第一个扇区，包含引导程序，用于加载操作系统。在主分区中，BOOTSECTOR含有MBR（主引导记录），在扩展分区中，BOOTSECTOR含有EBR（扩展引导记录），它们负责识别和加载合适的引导程序。 分区表结构： 分区表位于MBR中，包含四个主分区或一个扩展分区和三个逻辑分区的记录。扩展分区可以进一步划分为多个逻辑分区，通过扩展分区表来管理。每个分区记录包含分区的起始和结束CHS或LBA地址，以及分区类型标识。 分区类型： 常见的分区类型包括FAT16、FAT32和NTFS。FAT16和FAT32是微软的文件系统，适用于较旧的操作系统和设备，而NTFS是Windows NT家族的操作系统中默认的文件系统，提供更好的安全性、稳定性和性能。 逻辑分区： 逻辑分区是在扩展分区内创建的分区，允许超过四个分区。每个逻辑分区有自己的BOOTSECTOR，包含特定文件系统的引导信息。FAT16和FAT32逻辑分区由卷标、FAT（文件分配表）、根目录和数据区组成，而NTFS分区则包含更多的元数据结构，如MFT（主文件表）和BCS（Boot Sector Copy）。 硬盘结构和分区是理解计算机存储系统的基础，涉及到硬件、软件和操作系统之间的交互，对数据管理和系统维护至关重要。随着技术的发展，硬盘结构和分区方式不断演进，以满足不断增长的存储需求和更高级的功能要求。