硬盘结构与分区解析：从FAT到NTFS

"本文档介绍了FAT硬盘的基本结构和分区知识，包括CHS参数、INT13H调用、磁盘分区、BOOTSECTOR、分区表结构、扩展分区和不同类型的逻辑分区，如FAT16、FAT32和NTFS。" 在早期的硬盘设计中，由于容量较小，其结构类似于软盘，采用了固定的磁道扇区数。这种结构被称为CHS（磁头数Heads、柱面数Cylinders、扇区数Sectors）参数，用于寻址硬盘上的数据。例如，最大磁头数为255，柱面数为1023，扇区数为63，每个扇区通常为512字节。以此计算，硬盘的最大理论容量可达8024GB（使用MB的计算方法是8414GB）。CHS寻址中，这三个参数的取值范围分别是0到Heads-1、0到Cylinders-1、1到Sectors。 然而，为了提高硬盘容量并优化记录密度，后来引入了等密度结构，使得外圈磁道的扇区数多于内圈，从而避免了空间浪费。这导致了线性寻址的出现，不再依赖于实际的3D参数，而是在硬盘控制器内部实现了地址翻译，以保持与旧软件的兼容性。 在硬盘操作中，INT13H是一个重要的BIOS中断调用，用于执行基本的磁盘操作，如读写扇区。随着硬盘技术的发展，扩展的INT13H调用被引入，以支持更大容量的硬盘和更复杂的操作。 磁盘分区是组织硬盘空间的方式，包括主分区和扩展分区。主分区可以直接使用，而扩展分区则可以进一步划分为多个逻辑分区。BOOTSECTOR是硬盘的第一个扇区，包含了启动信息，对于引导操作系统至关重要。分区表结构记录了硬盘上所有分区的信息，包括每个分区的起始位置和大小。 在分区类型上，FAT16和FAT32是较早的文件系统，适用于较小的分区，而NTFS则是Windows系统中的现代文件系统，支持更大的分区和更高级的功能，如权限管理、日志记录等。FAT16和FAT32的逻辑分区通常包含特定的结构，如FAT（文件分配表）和根目录，而NTFS逻辑分区则更为复杂，包括MFT（主文件表）等组件，提供了更高效的数据管理和错误恢复能力。 了解FAT硬盘的结构和分区知识对于理解计算机存储原理、数据管理和系统维护至关重要。随着技术的发展，虽然现在的硬盘已不再局限于FAT系统，但这些基础知识仍然对理解现代存储设备的工作原理有着深远的影响。