[转+整理]LINUX学习笔记（1）：磁盘结构及分区

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一：各硬件与对应LINUX档案名

装置	装置在Linux内的档名
IDE硬盘机	/dev/hd[a-d]
SCSI/SATA/U盘硬盘机	/dev/sd[a-p]
U盘快闪碟	/dev/sd[a-p](与SATA相同)
软盘机	/dev/fd[0-1]
打印机	25针: /dev/lp[0-2] U盘: /dev/usb/lp[0-15]
鼠标	U盘: /dev/usb/mouse[0-15] PS2: /dev/psaux
当前CDROM/DVDROM	/dev/cdrom
当前的鼠标	/dev/mouse
磁带机	IDE: /dev/ht0 SCSI: /dev/st0

二、多磁盘与LINUX对应名：

硬盘分为IDE和SATA两种，首先以IDE举例：

PC一般提供两个IDE借口插槽（primary/secondary），一个IDE排线可以接2个IDE设备（硬盘/光驱）(Master/Slave)，故LINUX中设备名如下图所示：

IDE\Jumper	Master	Slave
IDE1(Primary)	/dev/hda	/dev/hdb
IDE2(Secondary)	/dev/hdc	/dev/hdd

SATA设备名则由Linux核心侦测到磁的顺序决定，与实际插槽代号无关：例如PC
SATA1和SATA5插槽有两个硬盘及一个U盘，则依次为：/dev/sda，/dev/sdb/，dev/sdc。

三、磁盘结构

磁盘结构示意图：

一般情况下：硬盘包含一个或者多个盘片，每个盘片对应正反两个磁面，每个磁面会用来记录数据，并对应一个磁头来读取数据。每个磁面被划分为面、磁道和扇区。各面上磁道号相同的磁道合起来，称为一个柱面（cylinder）

磁道：读写硬盘时，磁头依靠磁盘的高速旋转引起的空气动力效应悬浮在盘面上，与盘面的距离不到1微米（约为头发直径的百分之一）。由于磁盘是旋转的，则连续写入的数据是排列在一个圆周上的。我们称这样的圆周为一个磁道（Track）。如果读写磁头沿着圆形薄膜的半径方向移动一段距离，以后写入的数据又排列在另外一个磁道上。

扇区：磁道数可以从几百到数千不等；一个磁道上可以容纳数KB的数据，而主机读写时往往并不需要一次读写那么多，于是，磁道又被划分成若干段，每段称为一个扇区（Sector）。一个扇区一般存放512字节的数据。扇区也需要编号，同一磁道中的扇区，分别称为1扇区，2扇区。。。。这里需要注意的是，硬盘在划分扇区时，和一般的软盘有一定的区别。软盘的一个磁道中，扇区号依次编排。而在硬盘的一个磁道中，扇区号是按照某个间隔跳跃着编排的。我们举一个例子来说明：在某个硬盘上，以实际存储位置而论，2号扇区并不是1号扇区后的第一个，而是第5个，3号扇区又是2号扇区后的第5个，以此类推。这个"5"就是我们说的交叉因子。当然，这个交叉因子的设定并不是绝对的，每个种类的硬盘为根据自身的情况加以变化。选择适当的交叉因子，可使硬盘驱动器读写扇区的速度与硬盘的旋转速度相匹配，提高存储数据的速度。

计算机对硬盘的读写，出于效率的考虑，是以扇区为基本单位的。即使计算机只需要硬盘上存储的某个字节，也必须一次把这个字节所在的扇区中的512字节全部读入内存，再使用所需的那个字节，每个扇区并不仅仅是由512个字节组成的，在这些由计算机存取的数据的前、后两端，都另有一些特定的数据，这些数据构成了扇区的界限标志，标志中含有扇区的编号和其他信息。计算机就凭借着这些标志来识别扇区。

MBR（Master Boot Recorder）主要开机扇区,记录了两个重要的东西，分别是：开机管理程序，与磁盘分区表 ( partition table )。所以我们所做的硬盘分区，也就是在修改partition table。磁盘分区表只有64bytes，只能保存4个分区记录：Primary ( 主分区 ) 及 Extended ( 扩展分区 ) ，使用标识： /dev/had[1~4]，其中，Extended 只能有一个，因此，你如果要分区成四块磁盘分区的话，那么最多就是可以：（P ＋ P ＋ P ＋ P）或者（P ＋ P ＋ P ＋ E）。

由扩展分区（partition table）可以划分出逻辑分区(logical
partition)，使用 /dev/had[5~n]。逻辑分区也有分区表，放在Extended中第一分区，故个数也是有限制的。

总结：Primary ( 主分区 ) 及 Extended ( 扩展分区 ) 与逻辑分区(Logical)的特性：

• Primary 与Extended 最多可以有4个(硬盘的限制)
• Extended 最多只能有一个(操作系统的限制)
• Logical是在Extended中 重新划分的分区
• Primary ( 主分区 ) 及 Logical ( 扩展分区 ) 可以格式化并进行数据存取，Extended 无法格式化；
• Logical的数量依操作系统而不同，在Linux系统中，IDE硬盘最多有59个(5号到63号)， SATA硬盘则有11个
  (5号到15号)。

四、启动流程

CMOS是记录各项硬件参数且嵌入在主板上面的储存器，BIOS是程序，直接写入硬件CMOS，是硬件启动加载的第一个程序。

1、 读取BIOS，获得MBR位置

2、 读取MBR，获得启动管理程序(boot loader)

3、 读取boot loader，读取核心文件，加载操作系统，或者转入4

4、 转交给其他loader（多操作系统的多重启动），递归3。

启动管理程序的工作运行示意图

WINDOWS安装会覆盖掉MBR以及所在分区的启动区域。Linux可以将boot loader安装在MBR或其他分区的启动区域， 而且Linux的loader可以手动配置菜单，加入Windows启动的选项；