#yyds干货盘点#windows server 2012 R2磁盘数据组织

Posted 2021-12-20 窗边的小豆豆

磁盘存储基础

​磁盘用来存储需要永久保存的数据，目前常见的磁盘包括硬盘（Hard Disk）、软盘、光盘、闪存（Flash Memory，如U盘、CF存储卡、SD存储卡）等。磁盘在系统中使用都必须先进行分区，然后对分区进行格式化，这样才能用来保存文件和数据。

磁盘数据组织

一块硬盘是由若干张盘片构成的，每张盘片的表面都会涂上一层薄薄的磁粉。硬盘提供一个或多个读写头，由读写磁头来改变磁盘上磁性物质的方向，由此存储计算机中的0或者1的数据。一块硬盘包括盘面、磁道、扇区、柱面等逻辑组件。硬盘的容量由盘面数（磁头数）、柱面数和扇区数决定，

其计算公式为：硬盘容量 = 盘面数×柱面数×扇区数×512字节

目前几乎所有的硬盘都支持逻辑块地址（Logical Block Address,LBA）寻址方式，将所有的物理扇区都统一编号，按照从0到某个最大值排列，这样只用一个序数就确定了一个唯一的物理扇区。

1.低级格式化

所谓低级格式化，就是将空白磁盘划分出柱面和磁道，再将磁道划分为若干个扇区，每个扇区又划分出标识区、间隔区（GAP）和数据区等。目前所有硬盘厂商在产品出厂前，已经对硬盘进行了低级格式化处理。低级格式化是物理级的格式化，对硬盘有损伤，影响磁盘寿命。如果硬盘已有物理坏道，则低级格式化会使损伤更严重，加快报废。

2.磁盘分区

磁盘在系统中使用都必须先进行分区，然后建立文件系统，才可以存储数据。分区也有助于更有效地使用磁盘空间。每一个分区（Partition）在逻辑上都可以视为一个磁盘。每一个磁盘都可以划分若干分区，每一个分区有一个起始扇区和终止扇区，中间的扇区数量决定了分区的容量。分区表用来存储这些磁盘分区的相关数据，如每个磁盘分区的起始地址、结束地址、是否为活动磁盘分区等。

3.高级格式化

磁盘分区在作为文件系统使用之前还需要初始化，并将记录数据结构写到磁盘上，这个过程就是高级格式化，实际上就是在磁盘分区上建立相应的文件系统，对磁盘的各个分区进行磁道的格式化，在逻辑上划分磁道。平常所说的格式化就是指高级格式化。高级格式化与操作系统有关，不同的操作系统有不同的格式化程序、不同的格式化结果、不同的磁道划分方法。当一个磁盘分区被格式化之后，就可称为卷（Volume）。在DOS、Windows操作系统中，每一个卷有所谓的盘符（一般使用字母表示），又称驱动器号。卷的序列号由系统自动产生，不能由手工修改。卷还有卷标（Label），由系统默认生成，也可以自定义。提示：术语“分区”和“卷”通常可互换使用。就文件系统的抽象层来说，卷和分区的含义是相同的。分区是硬盘上由连续扇区组成的一个区域，需要进行格式化才能存储数据。硬盘上的“卷”是经过格式化的分区或逻辑驱动器。另外还可将一个物理磁盘看作是一个物理卷。

提示：术语“分区”和“卷”通常可互换使用。就文件系统的抽象层来说，卷和分区的含义是相同的。分区是硬盘上由连续扇区组成的一个区域，需要进行格式化才能存储数据。硬盘上的“卷”是经过格式化的分区或逻辑驱动器。另外还可将一个物理磁盘看作是一个物理卷。

4.磁盘数据存储区域

磁盘划分为若干分区或卷，由分区或卷存储数据。例如一个主分区、两个逻辑分区的磁盘存储区域如下。

MBR即主引导记录，EBR为扩展引导记录，都是由磁盘分区产生的。至于每个磁盘分区又可包括 OBR（操作系统引导扇区）、目录区、数据区等区域，这取决于文件系统类型，是由高级格式化产生的。例如，FAT分区的存储结构如下。