硬盘基本知识
2015-04-11 20:40
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计算机已经成为我们工作、生活必不可少的工具。而硬盘是计算机中用于存储数据的最重要部分之一,因为操作系统也是存放在硬盘上的。那当计算机上电后,是怎么去加载硬盘上的操作系统的呢?下面将介绍具体的过程。
1. 硬盘结构
在计算机中,硬盘是密封在一个金属壳中的。看不到它里面的结构。下图是打开这个金属壳后的硬盘物理架构。最基本的读/写硬盘的原理:当硬盘工作时,在中心的马达会带动刚性磁盘片高速旋转,磁头就可以沿着磁片读/写磁片,达到读取/存入数据。
一般情况下,硬盘都包含多个盘片,盘片的个数也决定了硬盘的容量。一个盘片有两个盘面,它们都可以用于存储数据,所以每个盘面一个对应的磁头来读写它。如下图所示:
图2
那上图中所示的柱面是什么意思呢?说到柱面,那就不得不提磁道和扇区的概念了。
图3
由图1可知,盘片是由马达带动旋转的,然后磁头就是盘片上做圆周运动来读写数据。这样的一个圆周就称了一个磁道。当沿盘片的半径方向调整磁头,就切换到另一个磁道了。多个盘片的同一磁道组成一的个柱体就称为一个柱面。从计算机看到的分区(C盘,D盘等)就是由多个连续柱面组成的,即从第m个柱面到第n个柱面之间的柱面。注意,柱面和磁道都是从0开始编号的。
一般情况下,一个磁道的容量在数KB左右,而一次读写可能并没有那么多数据,所以就把对应的磁道划分成均匀的扇面,而每个扇面就是一个扇区,一个扇区一般是512字节。注意,1开始编号,这个柱面和磁道有所区别。
2. 硬盘分区
原来,每个硬盘除了用来存储数据的空间,还有一个叫MBR(主引导分区)的分区表。它由于0盘面,0柱面,1扇区,这是在对硬盘分区时决定的。MBR一共是512个字节,其中由三部分组成,引导程序,磁盘分区表(DPT),分区有效结束标志。它们分别占用446,64,2个字节。
在DPT共64个字节中,以16个字节为分区表项单位描述一个分区的属性。也就是说,第一个分区表项描述一个分区的属性,一般为基本分区。第二个分区表项描述除基本分区外的其余空间,一般而言,就是我们所说的扩展分区。
3. 系统启动
A. PC上电后,CPU会从地址0XFFFF0处开始自动执行程序代码,通常这个地址就是ROM BIOS的所在地方。
B. BIOS开始执行自检程序,并从物理地址0处开始初始化中断向量。
C. BIOS根据其中设定的操作系统启动顺序来进行启动
D. 以硬盘为例,BIOS会将MBR读入内存绝对地址为0x7C00,将控制权转交给MBR,并从此处执行
E. MBR运行引导程序,把操作系统读入内存中运行
1. 硬盘结构
在计算机中,硬盘是密封在一个金属壳中的。看不到它里面的结构。下图是打开这个金属壳后的硬盘物理架构。最基本的读/写硬盘的原理:当硬盘工作时,在中心的马达会带动刚性磁盘片高速旋转,磁头就可以沿着磁片读/写磁片,达到读取/存入数据。
一般情况下,硬盘都包含多个盘片,盘片的个数也决定了硬盘的容量。一个盘片有两个盘面,它们都可以用于存储数据,所以每个盘面一个对应的磁头来读写它。如下图所示:
图2
那上图中所示的柱面是什么意思呢?说到柱面,那就不得不提磁道和扇区的概念了。
图3
由图1可知,盘片是由马达带动旋转的,然后磁头就是盘片上做圆周运动来读写数据。这样的一个圆周就称了一个磁道。当沿盘片的半径方向调整磁头,就切换到另一个磁道了。多个盘片的同一磁道组成一的个柱体就称为一个柱面。从计算机看到的分区(C盘,D盘等)就是由多个连续柱面组成的,即从第m个柱面到第n个柱面之间的柱面。注意,柱面和磁道都是从0开始编号的。
一般情况下,一个磁道的容量在数KB左右,而一次读写可能并没有那么多数据,所以就把对应的磁道划分成均匀的扇面,而每个扇面就是一个扇区,一个扇区一般是512字节。注意,1开始编号,这个柱面和磁道有所区别。
2. 硬盘分区
原来,每个硬盘除了用来存储数据的空间,还有一个叫MBR(主引导分区)的分区表。它由于0盘面,0柱面,1扇区,这是在对硬盘分区时决定的。MBR一共是512个字节,其中由三部分组成,引导程序,磁盘分区表(DPT),分区有效结束标志。它们分别占用446,64,2个字节。
在DPT共64个字节中,以16个字节为分区表项单位描述一个分区的属性。也就是说,第一个分区表项描述一个分区的属性,一般为基本分区。第二个分区表项描述除基本分区外的其余空间,一般而言,就是我们所说的扩展分区。
3. 系统启动
A. PC上电后,CPU会从地址0XFFFF0处开始自动执行程序代码,通常这个地址就是ROM BIOS的所在地方。
B. BIOS开始执行自检程序,并从物理地址0处开始初始化中断向量。
C. BIOS根据其中设定的操作系统启动顺序来进行启动
D. 以硬盘为例,BIOS会将MBR读入内存绝对地址为0x7C00,将控制权转交给MBR,并从此处执行
E. MBR运行引导程序,把操作系统读入内存中运行
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