1、第8章 硬盘的初始化及操作系统的安装,本章内容,8.1硬盘的数据结构 8.2硬盘的初始化的过程 8.3操作系统的安装与设置,8.1 硬盘的数据结构,硬盘上的数据按照其不同的特点和作用大致可分为五部分：MBR区、DBR区、FAT区、DIR区和DATA区 MBR区（main boot record）：主引导记录区。位于整个硬盘的0磁道0柱面1扇区。在整个512字节的主引导扇区中，MBR只占用了其中446个字节，另外的64个字节交给了DPT（disk partition table 硬盘分区表），最后两个字节“55 AA”是分区的结束标志。这个整体构成了硬盘的主引导区。,MBR中包含了硬盘的一系列参
2、数和一段引导程序。 MBR是由分区程序产生的，它不依靠任何操作系统，并且硬盘引导程序也是可以改变的，从而实现多系统共存。 引导程序：检查分区表是否正确并且在系统硬件完成自检后引导具有激活标志的分区上的操作系统，并将控制权交给启动程序。,DPT硬盘分区表,例如： 80 01 01 00 0B FE BF FC 3F 00 00 00 7E 86 BB 00 80 ： 是一个分区的激活标志，表示系统可引导 01 01 ： 表示分区开始的磁头号为01， 00 ：开始的柱面号为 00 0B：表示分区的系统类型是FAT32 FE BF FC：表示分区结束的磁头号为254，分区结束的扇区号为63、分区结束
3、的柱面号为764 3F 00 00 00 ：表示首扇区的相对扇区号为63 7E 86 BB 00：表示总扇区数为12289622,DBR（Dos Boot Record）操作系统引导记录区它通常位于硬盘的0磁头1柱面1扇区，是操作系统可以直接访问的第一个扇区，它包括一个引导程序和一个被称为BPB的本分区参数记录区。 主要任务:当MBR将系统控制权交给它时，判断本分区根目录当前两个文件是不是操作系统的引导文件。如果确定存在，就把其读入内存，并把控制权交给该文件。 BPB参数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、分配单元的大小等重要参数。,簇 文件
4、占用磁盘空间时，基本单位不是字节而是簇。簇的大小与磁盘的规格有关，一般情况下，软盘每簇是1个扇区，硬盘每簇的扇区数与硬盘的总容量大小有关，可能是4、8、16、32、64 链式存储：同一个文件的数据并不一定完整存放在磁盘的一个连续的区域内，而往往会分成若干段，像一条链子一样存放。 缺点：以簇为单位的存储法也是有缺陷的，主要表现在对空间的利用上。每个文件的最后一簇都有可能有未被完全利用的空间。一般来说，当文件个数比较多是，平均每个文件要浪费半个簇空间。,FAT区(File Allocation Table)文件分配表 为了实现文件的链式存储，硬盘上必须准确的记录哪些簇只明存储后继内容的下一个簇的簇
5、号，在相应的项中标为“坏簇”，以后存文件时就不会再使用这个簇了。 FAT的项数与硬盘上的总簇数相适应，因为其中需要存放簇号。 FAT的格式有多种，其中最为读者所熟悉的是FAT16和FAT32 由于FAT对于文件管理的重要性，FAT有一个备份，即在原FAT的后面建一个同样的FAT.,FAT16 文件分配表使用16位数字，由于16为文件分配表最多能管理65536个簇。 每个簇的存储空间最大只有32KB，所以在使用FAT16管理硬盘时，每个分区的最大存储容量只有（6553632KB）2G。FAT32 使用32位的文件分配表来管理硬盘文件。 系统可为文件分配多大232个簇，所以在簇同样为32KB时每个
6、分区容量最大可达65G以上。 可以支持的磁盘大小达到2TB（2048GB） 在使用FAT32管理硬盘时，每个逻辑盘中的簇长度也比使用FAT16标准管理的同等容量逻辑盘小得多。在一个不超过8GB的分区中，FAT32分区格式的每个簇容量都固定为4KB 。,DIR区 DIR是根目录区，紧接着第二FAT表之后，记录着根目录下每个目录的起始单元，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表就可以知道文件在硬盘中的位置了。数据（DATA）区 数据区是真正意义上的存储数据的地方，位于DIR区之后，占据硬盘上的大部分数据空间。,8.2 硬盘的初始化的过程, 进行低级格式化 对硬盘
7、进行分区 进行高级格式化,1、低级格式化低级格式化是-项与操作系统无关的操作，DOS本身也提供低级格式化功能。低级格式化的作用是为硬盘划分磁道(柱面)和扇区，并在每个扇区的地址域上标注地址信息，设置硬盘的工作参数如交叉因子(Interleave)、坏磁道表(Bad Tracks Table)等，清除硬盘中原有的数据。一般情况下用户不需对硬盘进行低级格式化，因为硬盘出厂时已经做过此项工作。但当硬盘发生严重故障时，则需要对硬盘重新进行低级格式化。,低级格式化的作用,在硬盘上建立管理硬盘的物理数据结构，包括物理扇区数、扇区编号、柱面数等关键性标志。换句话说，就是划分了磁道、扇区。 把硬盘上的物理扇区
8、找出来，并在坏扇区的头部做上特殊标记，硬盘高级格式化能识别这些标记，并在文件分配表FAT中对坏扇区所在的簇上做标记，以便存储文件时避开这些坏扇区。,低级格式化的危害,磨损盘片，减少硬盘的使用寿命。低级格式化按扇区对硬盘盘片表面进行改写，整个过程需要使用长时间，长时间地改写硬盘盘片表面磁介质对硬盘的损伤时巨大的。 对有坏道的硬盘，会加速坏道的扩散。硬盘的坏道往往是因磁介质松动造成的，磁头读写坏道数据时会因不能读写该处数据而反复不停读写造成介质松动扩大、坏道扩散，低级格式化读写过程漫长，很可能加速坏道的扩散。,什么情况下做低格： （1）硬盘可能要坏，看看硬盘真的是否有坏道； （2）硬盘里感染了不可
9、清除的病毒； （3）在一个硬盘有多个操作系统的分区，无法删除其它分区。,常用的低级格式化方法有： (1)使用低级格式化软件LFORMAT.EXE； (2)使用随机诊断软件或BIOS里自带的低 格程序； (3)使用Disk Manager(DM)软件； (4)使用其他第三方硬盘维护工具软件,2、分区及分区格式,“物理磁盘(Physical Disk)”和“逻辑磁盘(Logical Disk)”物理磁盘就是你购买的磁盘实体，逻辑磁盘则是经过分割所建立的磁盘区。分区的目的分区的目的是指硬盘的各项物理参数，指定硬盘的主引导记录和引导记录备份的存放物理位置。,分区格式,FAT16：采用16位文件分配表，
10、在早期的DOS和windows95操作系统中最常见的一种磁盘分区格式。目前几乎所有的操作系统都支持这一格式，包括Windows系列、Linux甚至OS/2也不例外。缺点：磁盘利用率低。因为在DOS和windows操作系统中，磁盘文件的分配多以簇为单位，一个簇只分配给一个文件使用，不管这个文件占用整个簇容量的多少。这样，即使一个文件很小，它也要占用一个簇，剩余的空间便全部闲置在那里，形成了磁盘空间的浪费。,FAT 32：采用32位的文件分配表对磁盘的管理性能大大增强，与FAT16相比它的一个簇的大小。要小得多。从Windows 95 OSR2率先引入的分区格式，采用32位文件分配表，最高支持分区
11、容量达到2000GB，即使是超大容量的硬盘也可以只有一个分区。而且在不超过8GB的FAT 32分区里，单簇容量限定为4KB，可以大大减少硬盘空间的浪费 缺点是：文件分配表扩大，分区运行速度较FAT 16稍慢。而且DOS的不支持，无法运行DOS相关的应用软件。,3）NTFS： 它的优点是安全性和稳定性及其出色，在使用过程中不易产生文件碎片。对用户权限进行非常严格的限制，使得每个那个用户只能按照系统赋予的权限进行操作，充分保护了系统与数据的安全。但是，支持这种分区格式的操作系统较少。Windows NT，windows 2000及windows XP支持这种分区格式，但是Windows 9x/Me
12、，windows 98及DOS 将会无法识别该分区。 4）Linux： 只有Linux系统独享的分区格式。Linux专用的磁盘分区格式有两种，EXT2和Linux Swap交换分区格式。,（3）“主分区”(Primary Partition)和“扩展分区” (Extended Partition) 主分区是逻辑磁盘的一种，在硬盘的数据面中起引导作用，主分区建立了，扩展分区才能建立。它包含操作系统启动所必须的文件和数据的硬盘分区。一个硬盘中有一个扩展分区，则最多有3个主分区一个操作系统必须有一个主分区，所以一个机器上要安装4个操作系统需要利用多系统引导软件来实现。,3）“主分区”(Primary
13、 Partition)和“扩展分区” (Extended Partition),扩展分区主分区以外的所有空间建立的硬盘分区称为扩展分区。由于主分区表中只能分4个分区，无法满足要求，因此设计了一种扩展分区格式。扩展分区不能被直接利用，需要在它上面建立操作系统能识别的逻辑硬盘，即逻辑分区。扩展分区作为一个主分区占用了主分区表的一个表项。扩展分区可以根据需要再分割成一个或多个逻辑磁盘并分配相应的盘符，即逻辑分区以上分区均可由FDISK分区程序建立,4）逻辑分区,扩展分区不能直接使用，要将它划分为若干个驱动器区域才可以使用，这样的区域称为逻辑分区。系统在启动时，操作系统将给主分区和逻辑分区分配驱动器名
14、。所以主分区首先被映像，而逻辑分区由后续的字母指定。系统最多支持24个逻辑分区。,5）活动分区,活动分区指明计算机启动时引导的那个分区，否则计算机无法引导。一块硬盘最多可以有4个主分区，但在同一时刻只能有一个活动分区。,（6）硬盘簇的概念,“簇”是磁盘文件存储的单位，一个簇可以由一个或多个扇区构成，如果一个簇只有一个字节被一个文件占用，则该簇的其他部分即使是空闲的，也不能被别的文件使用。所以硬盘分区大小是否合理直接关系到硬盘空间的利用率。,在系统默认的情况下，使用FAT32的分区容量和簇大小的关系表 ：,对大硬盘我们可以使用FAT 32 ，该文件分配表将每簇的大小减为4KB，可以有效减少硬盘空
15、间的浪费，另一种方法就是使用分区工具软件调整“簇”的大小，如：PartitionMagic。,3、高级格式化 当硬盘分区都已创建好了，系统就在硬盘的0磁道、0柱面、1扇区写入硬盘分区表信息，此时必须重新启动电脑，让系统识别分区表信息后才能进行格式化。高级格式化将全部扇区分成引导区、文件分配表(FAT)、文件根目录表和数据区五个区域。FORMAT C:SS参数的含义是格式化完毕后将操作系统传到引导盘上(一般为C：)。,格式化提示信息,常见分区程序： 1、FDISK 2、DM(Disk manager)。 3、PartitionMagic 4、各硬盘厂商的专用工具，比如：MaxBlast Plus
16、 II Maxtor（迈托） Seagate Disk Manager 9.56a Seagate（希捷）,使用要求： 1.有一张可以启动电脑的软盘，里面要求包含Fdisk.exe程序，最好使用WinME里面带的高版本的，Win98里面的不能识别大容量硬盘，如果你的硬盘为40G大小，使用Win98自带的也没有问题。 2.知道如何在BIOS里面设置从A盘优先引导，并且知道如何关闭防病毒开关。 3.会使用键盘输入基本命令或数字 4.确认硬盘里面没有你要的东西，一旦重新分区，硬盘里面的数据将不复存在。,FDISK分区程序,FDISK分区步骤：,1、建立主DOS分区 2、建立扩展DOS分区 3、建立逻
17、辑分区 4、激活分区,在创建分区界面中选择“1”后回车确认，Fdisk开始检测硬盘,检测无误之后，出现选择：你是否希望将整个硬盘空间作为主分区并激活？，所以这里选“N”并按回车。,继续检测硬盘此时会显示硬盘总空间.,检测完毕后，设置主分区的容量，可直接输入分区大小（以MB为单位）或分区所占硬盘容量的百分比（%），回车确认。,主分区C盘即被创建，按ESC键继续操作。,创建扩展分区 在Fdisk主菜单，选择“1”，之后再选2进入创建扩展分区(create Extended Dos Partition)界面。同样，首先是硬盘检验中，稍候,一般我们会将除主分区之外的所有空间划为扩展分区，直接按回车即可
18、。当然，如果你想安装微软之外的操作系统，则可根据需要输入扩展分区的空间大小或百分比。,扩展分区即被创建 ,此时，按下ESC键后会直接进入创建逻辑分区界面。,创建逻辑分区 由于已经进入创建逻辑分区过程，硬盘继续被检测 .,检测完毕后，会显示扩展分区所占空间大小，并要设置逻辑分区大小。此时，可以根据你自己的情况（想在除C盘之外在分几个盘？）,如这里我们想创建DE两个分区，在此时输入d盘的分区大小（这里是10%），D盘就会被创建，硬盘会再次被检测，以待创建其它的盘。,硬盘检测完毕，会显示剩余空间大小，再次输入E盘的分区大小（这里是90%），E盘即被创建,设置活动分区 回到fdisk主界面菜单，选择2
19、(Set active partition)，进入设置活动分区界面。只有主分区才可以被设置为活动分区！选择数字“1”，即设C盘为活动分区。,C盘就会被激活，此时会看到C标志后会多一个“A”的标志。,重启系统 在主界面再按ESC，会有提示。分区后必须重新启动计算机，这样分区才能够生效；重启后必须格式化硬盘的每个分区，这样分区才能够使用。,8.3操作系统的安装与设置,Windows的安装 Linux的安装,Linux的主要特点和优点,真正的多用户多任务操作系统Linux是真正的多用户多任务操作系统，Linux支持多个用户从相同或不同的终端上同 时使用同一台计算机，每个用户可以同时执行多个任务，而没
20、有商业软件所谓许可证（License）的限制。在同一时间段中，Linux系统能响应多个用户的不同请求。Linux系统中的每个用户对自己的资源（如文件、设备）有特定的使用权限，不会相互影响。良好的兼容性Linux完全符合IEEE的POSIX（Portable Operating System for UNIX，面向UNIX的可移植操作系统）标准，可兼容当前主流的UNIX系统（System V和BSD）。在UNIX系统下可以运行的程序，也几乎完全可以在Linux上运行。这为应用系统从UNIX系统向Linux系统的转移提供了可能。,强大的可移植性Linux是一种可移植性很强的操作系统，在掌上电脑、个
21、人计算机、小型机、中型机、大型机上都可以运行Linux，是迄今支持最多硬件平台的操作系统。高度的稳定性、可靠性与安全性Linux承袭UNIX的优良特性，可以连续、稳定、可靠地运行数月、数年而无需重新启动。Linux具有健壮的基础架构，它由相互无关的层组成，每层都有特定的功能和严格的权限许可，从而保证最大限度的稳定运行。因此在过去十几年的广泛使用中，只有屈指可数的几个病毒感染过Linux，具有很强的免疫性。开放性与低费用Linux与其它商业性操作系统最大的区别在于它的源代码完全公开。Linux从最初就加入了GNU计划，其软件发行遵循GPL原则，也就是说Linux与GNU计划中的其他软件一样都是自
22、由软件（Free Software）。,Linux 的安装过程 第1步：第一步：选择安装方式。,第2步：选择“OK”为检查光盘，选择“Skip“跳过检查。,第3步,第4步：我选择简体中文,第5步：这一步，是让你选择你的键盘,第6步：让你选择鼠标,第7步：选择安装类型,第8步：选择分区方式,第9步：选择系统挂载点,第10步： 点“新建”让你添加一个分区！我们首先添加一个，/boot分区类型为ext3大小为100,第11步： 再点“新建”我们建一个swap文件系统（内存交换区）在“文件系统类型”那一栏选择 “swap”；大小：你的内存 512*2=1024，设这里要注意一下！大小要设成你内存大小的双倍,第12步： 下面再建一个 “/” linux下的根分区 这里设成“1000”吧！,第13步： 上面新建的几个分区为linux必须的分区，下面我们就把剩下的硬盘分区，分成一个分区！ 这里要注意的是：/mnt/linux 这个路经，是你的分区路经，选择全部可用空间,
