硬盘数据存储区域的结构
硬盘数据存储区域硬盘上的数据按照其不同的特点和作用大致可以分为5部分:MBR区,DBR区,FAT区,DIR区和DATA区，其中，MBR由分区软件创建，而DBR区，FAT区，DIR区和DATA区由高级格式化程序创建。文件系统写入数据时只是改写相应的FAT区，DIR区和DATA区。也正是这5个区域共同作用的结果，才使整个硬盘的管理有条不紊。
1．MBR区
MBR（Main Boot Record）：即主引导记录区，位于整个硬盘的0磁道0柱面1扇区。在总共512字节的主引导扇区，MBR的引导程序占用其中的前446个字节（偏移0～偏移1BDH），随后的64字节（偏移1BEH～偏移1FDH）为DPT（Disk Partition Table,硬盘分区表），最后的两个字节“55 AA”（依稀1FEH～依稀1FFH）是分区有效结束标志。由它们共同构成硬盘主引导记录，也称主引导扇区。有时硬盘主引导记录专指点MBR的引导程序。
2．DBR区
DBR（DOS Boot Record）:操作系统引导记录区。第1个分区的DBR通常位于硬盘0柱1面1扇区，是操作系统可以直接访问的第一扇区。它包括一个引导程序和一个被称为BPB（BIOS Parameter Block）的本分区参数记录表。引导程序的主要任务是，当MBR将系统控制权交给它时，判断本分区根目录前两个文件是不是操作系统的引导文件。以DOS为例，即是IO.SYS和MSDOS.SYS。低版本的DOS要求这两个文件必须是前两个文件，即位于根目录的起始处，占用最初的两个目录项，高版本已没有这个限制。另外，Windows与DOS是一个家族，所以Windows也沿用这种管理方式，只是文件名不一样。如果确定存在，就把IO.SYS读入内存,并把控制权交给IO.SYS。BPB参数块记录着本分区的起始扇区，结束扇区，文件存储格式，硬盘介质描述符，根目录大小，FAT个数，分配单元大小等重要参数。
3．FAT区
在DBR之后就是FAT（File Allocation Table,文件分配表）区。同一个文件的数据并不一定完整地存放在磁盘的一个连续的区域内，往往会分成若干段，像一条链子一样存放。这种存储方式称为文件的链式存储。硬盘上的文件常常要进行创建，删除，增长，缩短等操作。这样的操作做得越多，盘上的文件就可能被分得越零碎（每段至少1簇）。但是，由于硬盘上保存着段与段之间的连接信息（FAT），操作系统在读取文件时，问题能够准确地找到各段的位置并正确读出。不过，这种以簇为单位的存储法也不例外有其缺陷的，这主要表现在对空间的利用上。每个文件的最后一簇都可能有未被完全利用的空间（称为尾簇空间）。一般来说，当文件个数比较多时，平均每个文件要浪费单个簇的空间。
为实现文件的链式存储，硬盘上必须准确地记录哪些簇已经被文件占用，还必须为每个已经占用的簇指明存储后继内容的下一个簇的簇号，对一个文件的最后一簇，则要指明本簇无后继簇，这些都由FAT表来保存。表中有很多表项，每项记录一个簇的信息。由于FAT对于文件管理的重要性，所以FAT有一个备份，即在原FAT的后面再建一个同样的FAT。初形成的FAT中，所有项都标明为“未占用”。如果磁盘有局部损坏，格式化程序会检测出损坏的簇，在相应的项中标出“坏簇”，以后存文件时就不会再使用这个簇。FAT的项数与硬盘上的总簇数相当，每一项占用的字节数也与总簇数相适应，因为其中需要存放簇号。FAT的格式有多种，最为常见的是FAT16和FAT32。其中FAT16是指文件分配表使用两个字节即16位表示一个簇。由于16位分配表最多能管理65536（即2的16次方）个簇，而每个簇的存储裥最大只有32KB，所以在使用FAT16管理硬盘时，每个分区的最大存储容量就只有65536X32KB=2048MB，也就是常说的2G。现在的硬盘容量越来越大，由于FAT16对硬盘分区的容量限制，所以当硬盘容量超过2GB之后，用户只能将硬盘划分成多个2GB的分区后才能正常使用。为此微软公司从Windows95OSR2版本开始使用FAT32标准，即使用32位表示一个簇的文件分配表来管理硬盘文件，这样系统就能为文件分配多达42094967296（即2的32次方）个簇，所以在簇同样为32KB时，每个区容量最大可能达128TB以上。此外，使用FAT32管理硬盘时，每个逻辑盘中的簇大小也比使用FAT16标准管理的同等容量的逻辑盘小的多。由于文件存储在硬盘上占用的磁盘空间以簇为最小单位，所以，某一文件即使只有几十个字节也必须占用整个簇，因此，逻辑盘的簇单位容量越小越能合理利用存储空间，所以，FAT32更适用于大容量硬盘。
4．DIR区
DIR（Directory,也称文件目录表FDT，File Directory Table）,是根目录区，紧接着第二FAT表（即备份的FAT表）之后，记录着根目录下每个文件（目录）的起始单元，文件的属性等。定位文件位置时，操作系统根据DIR中的起始单元，结合FAT表就可确定文件在硬盘中的具体位置和大小。
5．DATA区
DATA区（数据）区，是真正意义上的数据存储的地方，位于DIR区之后，占据硬盘上的大部分空间。
这5个区域在硬盘逻辑分区上的排列如下图所示：
MBR（63） DBR（32） FAT1 FAT2 DIR（32） DATA
其中，MBR一般占用63个扇区（实际只占用1个扇区）；DBR占用32个扇区（实际只占用第1和第6两个扇区，第1扇区起作用，第6扇区为第一扇区的备份）；FAT1=FAT2，FAT的长度为变长，随分区大小，每簇扇区数的变化而变化；DIR的变化最大，早期的系统中，DIR是固定长度，为32扇区，而每个文件目录项占用32个字节，所以，根目录下最多只能有512项（文件和目录总和），软盘只有112项，超过这个数就不能在根目录下建立文件或目录。后来为了突破这个限制，根目录和子目录一样的方式来管理，称为根目录文件，就没有这个限制了，从此也就不再有单独的根目录，而成为DATA的一部分。甚至，根目录文件并不一定紧跟在FAT之后，可以位于DATA区的任意位置。
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