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分区表的方案

发布时间:2019-07-10 05:24 来源:未知 编辑:admin

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  传统的分区方案(称为MBR分区方案)是将分区信息保存到磁盘的第一个扇区(MBR扇区)中的64个字节中,每个分区项占用16个字节,这16个字节中存有活动状态标志、文件系统标识、起止柱面号、磁头号、扇区号、隐含扇区数目(4个字节)、分区总扇区数目(4个字节)等内容。由于MBR扇区只有64个字节用于分区表,所以只能记录4个分区的信息。这就是硬盘主分区数目不能超过4个的原因。后来为了支持更多的分区,引入了扩展分区及逻辑分区的概念。但每个分区项仍用16个字节存储。

  主分区数目不能超过4个的限制,很多时候,4个主分区并不能满足需要。另外最关键的是MBR分区方案无法支持超过2TB容量的磁盘。因为这一方案用4个字节存储分区的总扇区数,最大能表示2的32次方的扇区个数,按每扇区512字节计算,每个分区最大不能超过2TB。磁盘容量超过2TB以后,分区的起始位置也就无法表示了。在硬盘容量突飞猛进的今天,2TB的限制早已被突破。由此可见,MBR分区方案现在已经无法再满足需要了。 A、如果需要将行映射到基于列值范围的分区时,就使用范围分区方法--条件是数据可以被划分成逻辑范围;当数据在整个范围内能被均等地划分时性能最好,明显不能均分时须使用其他分区方式。

  B、如果数据不那么容易进行范围分区,但为了性能和管理的原因又想分区时,就使用散列分区方法--散列分区方法提供了在指定数量的分区中均等地划分数据的方法。基于分区键的散列值将行映射到分区中。

  C、当需要明确地控制如何将行映射到分区时,就使用列表分区方法--每个分区的描述中为该分区列制定一列离散值。是特意为例三支的模块化数据划分而设计的,可以将无序的和不相关的数据集进行分组和组织到一起。不支持多列分区。

  D、组合分区方法是在分区中使用范围分区方法分区数据,而在子分区中使用散列分区方法--适合于历史数据和条块数据两者,改善了范围分区及其数据防止的管理型,并提供了散列分区的秉性机制的优点;实际数据存储在自分区,分区只是个逻辑属性

  文件分配表FAT(File Allocation Table)用来记录文件所在位置的表格.它对于硬盘的使用是非常重要的,假若丢失文件分配表,那么硬盘上的数据就会因无法定位而不能使用了。不同的操作系统所使用的文件系统不尽相同,在个人计算机上常用的操作系统中,DOS 6.x及以下版本和Windows 3.x使用FAT16;OS/2使用HPFS;Windows NT则使用NTFS;而MS-DOS7.10/8.0(Windows 95 OSR2及Windows 98自带的DOS)及ROM-DOS 7.x同时提供了FAT16及FAT32供用户选用。其中我们接触最多的是FAT16、FAT32文件系统。

  Windows95 OSR2和Windows 98开始支持FAT32 文件系统,它是对早期DOS的FAT16文件系统的增强,由于文件系统的核心--文件分配表FAT由16位扩充为32位,所以称为FAT32文件系统。在一逻辑盘(硬盘的一分区)超过 512兆字节时使用这种格式,会更高效地存储数据,减少硬盘空间的浪费,一般还会使程序运行加快,使用的计算机系统资源更少,因此是使用大容量硬盘存储文件的极有效的系统。 分区表一般位于硬盘0柱面,0磁头,1扇区,偏移量 0x1BE (hex),长度64字节。

  依次是引导区(BOOT区)、文件分配表区(FAT区)、数据区(DATA区)。引导区和文件分配表区又合称为系统区。

  使用了三个扇区,保存了该逻辑盘每扇区字节数,每簇对应的扇区数等等重要参数和引导记录。之后还留有若干保留扇区。而FAT16文件系统的引导区只占用一个扇区,没有保留扇区。

  因为文件所占用的存储空间(簇链)及空闲空间的管理都是通过FAT实现的,FAT如此重要,保存两个以便第一个损坏时,还有第二个可用。文件系统对数据区的存储空间是按簇进行划分和管理的,簇是空间分配和回收的基本单位,即,一个文件总是占用若干个整簇,文件所使用的最后一簇剩余的空间就不再使用,而是浪费掉了。

  从统计学上讲,平均每个文件浪费0.5簇的空间,簇越大,存储文件时空间浪费越多,利用率越低。因此,簇的大小决定了该盘数据区的利用率。FAT16系统簇号用16位二进制数表示,从0002H到FFEFH个可用簇号(FFF0H到FFFFH另有定义,用来表示坏簇,文件结束簇等),允许每一逻辑盘的数据区最多不超过FFEDH(65518)个簇。FAT32系统簇号改用32位二进制数表示,大致从00000002H到FFFFFEFFH个可用簇号。FAT表按顺序依次记录了该盘各簇的使用情况,是一种位示图法。

  每簇的使用情况用32位二进制填写,未被分配的簇相应位置写零;坏簇相应位置填入特定值;已分配的簇相应位置填入非零值,具体为:如果该簇是文件的最后一簇,填入的值为FFFFFF0FH,如果该簇不是文件的最后一簇,填入的值为该文件占用的下一个簇的簇号,这样,正好将文件占用的各簇构成一个簇链,保存在FAT表中。0000000H、00000001H两簇号不使用,其对应的两个DWORD位置(FAT表开头的8个字节)用来存放该盘介质类型编号。FAT表的大小就由该逻辑盘数据区共有多少簇所决定,取整数个扇区。

  理论上,这种用法所能管理的逻辑盘容量上限为16TB(16384GB),容量大于16TB时,可以用一簇对应16个扇区,依此类推。FAT16系统在逻辑盘容量介于128MB到256MB时,一簇对应8个扇区,容量介于256MB到512MB时,一簇对应16个扇区,容量介于512MB到1GB时,一簇对应32个扇区,容量介于1GB到2GB时,一簇对应32个扇区,超出2GB的部分无法使用。显然,对于容量大于512MB的逻辑盘,采用FAT32的簇比采用FAT16的簇小很多,大大减少了空间的浪费。

  但是,对于容量小于512MB的盘,采用FAT32虽然一簇8个扇区,比使用FAT16一簇16个扇区,簇有所减小,但FAT32的FAT表较大,占用空间较多,总数据区被减少,两者相抵,实际并不能增加有效存储空间,所以微软建议对小于512M的逻辑盘不使用FAT32。

  另外,对于使用FAT16文件系统的用户提一建议,硬盘分区时,不要将分区(逻辑盘)容量正好设为某一区间的下限,例:将一逻辑盘容量设为1100M(稍大于1024M),则使用时其有效存储容量比分区为950M的一般还少,因其簇大一倍,浪费的空间较多。还有,使用FDISK等对分区指定容量时,由于对1MB的定义不一样(标准的二进制的1MB为1048576B,有的系统将1MB理解为1000000B,1000KB等),及每个分区需从新磁道开始等因素,实际分配的容量可能稍大于指定的容量,亦需注意掌握。

  根目录区(ROOT区)不再是固定区域、固定大小,可看作是数据区的一部分。因为根目录已改为根目录文件,采用与子目录文件相同的管理方式,一般情况下从第二簇开始使用,大小视需要增加,因此根目录下的文件数目不再受最多512的限制。FAT16文件系统的根目录区(ROOT区)是固定区域、固定大小的,是从FAT区之后紧接着的32个扇区,最多保存512个目录项,作为系统区的一部分。

  一个目录项仍占32字节,可以是文件目录项、子目录项、卷标项(仅跟目录有)、已删除目录项、长文件名目录项等。目录项中原来在DOS下保留未用的10个字节都有了新的定义,全部32字节的定义如下:

  (3) 11字节文件属性,按二进制位定义,最高两位保留未用,0至5位分别是只读位、隐藏位、系统位、卷标位、子目录位、归档位。

  (4) 11--13字节 仅长文件名目录项用,用来存储其对应的短文件名目录项的文件名字节校验和等。

  (5) 13--15字节 24位二进制的文件建立时间,其中的高5位为小时,次6位为分钟。

  (6) 16--17字节 16位二进制的文件建立日期,其中的高7位为相对于1980年的年份值,次4位为月份,后5位为月内日期。

  (7) 18--19字节 16位二进制的文件最新访问日期,定义同(6)。

  (9) 22--23字节 16位二进制的文件最新修改时间,其中的高5位为小时,次6位为分钟,后5位的二倍为秒数。

  (10)24--25字节 16位二进制的文件最新修改日期,定义同(6)。

  其中第(4)至(8)项为以后陆续定义的。 对于子目录项,其(12)为零;已删除目录项的首字节值为E5H。在可以使用长文件名的FAT32系统中,文件目录项保存该文件的短文件名,长文件名用若干个长文件名目录项保存,长文件名目录项倒序排在文件短目录项前面,全部是采用双字节内码保存的,每一项最多保存十三个字符内码,首字节指明是长文件名的第几项,11字节一般为0FH,12字节指明类型,13字节为校验和,26--27字节为零。

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