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姓名：余鑫凤 学号 :47 班级：物理（ 1）班 磁盘存储 硬盘 存储 硬盘 分区 硬盘 格式化 硬盘分区格式 硬盘 存储 原理 链式 存储 用 FDISK 为硬盘分区 删除硬 盘分区 用 PartitionMagic 建立和修 改磁盘分区 硬盘高 级格式化 硬盘低 级格式化 一 .硬 盘 存 储 硬盘存储原理 1.存储单元 我们常说硬盘有面，柱面，磁道和扇区，这些只不过是虚拟的逻辑概念。 面 (盘面 )： 硬盘一般会有一个或多个盘片，每个盘片可以有两个面 (Side)，依此可称为 0面， 1面等。每个面对应一个磁头，用于读写数据。 磁道： 当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划 出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道。磁盘上的磁道是一组记录密 度不同的同心圆。 磁表面存储器 是在不同形状 (如盘状、带状等 )的载体上， 涂有磁性材料层，工作时，靠载磁体高速运动，由磁头在磁层上进行读写 操作，信息被记录在磁层上，这些信息的轨迹就是磁道。 扇区： 磁盘的每一面被分为很多条磁道，即表面上的一些 同心 圆，越接近中心，圆就越小。而每一个磁道又按 512 个 字节 为单位划分为等分，叫做扇区 。 簇： 微软操作系统（ DOS、 WINDOWS等）中磁盘文件存储管理的最小单位叫做“簇” 。 簇一般有这几类大小 4K， 8K， 16K， 32K， 64K等。 簇越大存储性能越好，但空间浪费严重。簇越小性能相对越低，但空间利用率高。 柱面： 我们认为离圆心最远的磁道为 0磁道，依此往里为 1磁道 .。不同面上相同磁道编号则组 成了一个圆柱面，即所称的柱面 (Cylinder)。 2.硬盘的容量 硬盘容量 =盘面数柱面数扇区数 512字节 硬盘容量单位： KB（ Kilobyte）， MB（ Megabyte）， GB（ Gigabyte）， TB（ Terabyte）， PB（ Petabyte）， EB（ Exabyte）为单位。 换算关系如下： 210=1024 1KB=1024Byte 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB 1PB=1024TB 1EB=1024PB 文件的链式存储 1.簇存储 数据存储在硬盘的时候都以簇位单位，所以无论文件大小是多少，除非正好是簇大小的倍数，否则文件所占用的最后一个簇 或多或少都会产生一些剩余的空间 .且这些空间又不能给其它文件使用。 比如在一个簇大小为 64KB的分区中，如果存储的正好是 64KB大小的文件，那么这个簇就能够完全被利用，如果这个文件只 有 63KB，它也要占用一个簇，这时就浪费了 1KB的空间。要是需要存储的文件为 65KB，则需要 2个簇才可以保存，这时浪费 的空间就是 63KB了。但是当一个分区的簇大小为 4KB时，存储 65KB的文件只会浪费 3KB的空间。 Windows 9x/Me系统中常 用的文件簇通常为 FAT16或者 FAT32格式 比如一个 256M的硬盘空间可以有数种配置簇的方式： 簇大小 4KB： 256MB/4KB 655356个簇 簇大小 8KB： 256MB/8KB 32768个簇 簇大小 16KB： 256MB/16KB 16384个簇 簇大小 32KB： 256MB/32KB 8192个簇 对于 Windows NT/2000/XP特有的 NTFS文件系统来说，虽然也是采用簇方式来存储数据，但它却和 FAT16/FAT32有着明显 的不同。当分区空间大于 2GB的时候，无论硬盘有多大，簇的大小一律维持在 4KB。由于簇容量小，所以无论存储何种类型 的文件都不会浪费太多的硬盘空间，这也使得整个硬盘的空间利用率得到了极大的提高 Windows 9x/Me系统中常用的文件簇通常为 FAT16或者 FAT32格式 比如一个 256M的硬盘空间可以有数种配置簇的方式： 簇大小 4KB： 256MB/4KB 655356个簇 簇大小 8KB： 256MB/8KB 32768个簇 簇大小 16KB： 256MB/16KB 16384个簇 簇大小 32KB： 256MB/32KB 8192个簇 对于 Windows NT/2000/XP特有的 NTFS文件系统来说，虽然也是采用簇方式来存储数据，但它却和 FAT16/FAT32有着明显 的不同。当分区空间大于 2GB的时候，无论硬盘有多大，簇的大小一律维持在 4KB。由于簇容量小，所以无论存储何种类型 的文件都不会浪费太多的硬盘空间，这也使得整个硬盘的空间利用率得到了极大的提高 2.簇的大小和文件系统 簇是指可分配的用来保存文件的最小磁盘空间，计算机 中所有的信息都保存在簇中。簇越小，保存信息的效率 就越高。在 FAT16文件系统中，每个分区最多有 65525个 簇，簇大小默认值为 32KB；在 FAT32文件系统中使用的 簇比 FAT16小，默认为 4KB。 在 NTFS文件系统中，当分区的大小在 2GB以下时，簇 的大小应该比相应的 FAT32簇小，即小于 4KB；当分区的 大小在 2GB以上时（ 2GB2TB），簇的大小应该都为 4KB。 在 Windows 2000/XP系统中，为了使用压缩功能来节省 磁盘空间，必须遵循两个条件： （ 1）磁盘分区必须是 NTFS文件系统； （ 2）分区中簇的大小不得超过 4KB（默认簇的大小， 即 4096字节）。 在 NTFS文件系统中，簇的大小会影响到磁盘文件的排列， 设置适当的簇大小可以减少磁盘空间丢失和分区上碎片 的数量。如果簇设置过大，会影响到磁盘存储效率；反 之如果设置过小，虽然会提高利用效率，但是会产生大 量磁盘碎片。 3.链式存储结构 在计算机中用一组任意的 存储单元 存 储线性表的数据元素 (这组存储单元可以是 连续的 ,也可以是不连续的 ). 它不要求逻辑上相邻的元素在物理位 置上也相邻 .因此它没有 顺序存储结构 所具 有的弱点 ,但也同时失去了顺序表可随机存 取的优点 . 4.链式存储结构特点： 1、比顺序存储结构的存储密度小 (每个节点都由数据域和指 针域组成，所以相同空间内假设全存满的话顺序比链式存储更多 )。 2、逻辑上相邻的节点物理上不必相邻。 3、插入、删除灵活 (不必移动节点，只要改变节点中的指针 )。 4、查找结点时链式存储要比顺序存储慢。 5、每个结点是由数据域和指针域组成。 硬盘分区格式 1.文件系统 文件系统是操作系统用于明确磁盘或分区上的文件的方法和 数据结构；即在磁盘上组织文件的方法。也指用于存储文件 的磁盘或分区，或文件系统种类。操作系统中负责管理和存 储文件信息的软件机构称为文件管理系统，简称文件系统。 文件系统由三部分组成：与文件管理有关软件、被管理文件 以及实施文件管理所需数据结构。从系统角度来看，文件系 统是对文件存储器空间进行组织和分配，负责文件存储并对 存入的文件进行保护和检索的系统。具体地说，它负责为用 户建立文件，存入、读出、修改、转储文件，控制文件的存 取，当用户不再使用时撤销文件等。 2.文件分配表 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 3.分区格式 FAT16 这是 MS DOS和最早期的 Win 95操作系统 中最常见的磁盘分区格式。它采用 16位的 文件分配表 ，能支持 最大为 2GB的分区，是目前应用最为广泛和获得操作系统支持最多的一种磁盘分区格式，几乎所有的操作系统 都支持这一种格式，从 DOS、 Win 95、 Win 97到现在的 Win 98、 Windows NT、 Win 2000，甚至火爆一时的 Linux都支持这种分区格式。但是在 FAT16分区格式中，它有一个最大的缺点：磁盘利用效率低。因为在 DOS 和 Windows系统中，磁盘文件的分配是以簇为单位的，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，即使一个文件很小的话，它也要占用了一个簇，剩余的空间便全部闲置在那里，形成了 磁盘空间的浪费。由于分区表容量的限制， FAT16支持的分区越大，磁盘上每个簇的容量也越大，造成的浪费 也越大。所以为了解决这个问题， 微软公司 在 Win 97中推出了一种全新的磁盘分区格式 FAT32。 FAT32 这种格式采用 32位的文件分配表，使其对磁盘的管理能力大大增强，突破了 FAT16对每一个分区的容量只 有 2GB的限制。但在 WIN2K为了能顺利找到这 些文件，就要通过操作系统 的 FAT(文件分配列表 )来记录文 件的存放位置。另外，现在硬盘的容量越来越大，有必 要对硬盘的空间进 行合理的分配。物理硬盘和逻辑硬盘物理硬盘就是主机箱里看得见 摸得着的金属物体逻辑硬盘可理解成在操作系统下看到的 C盘、 O盘等，也 称为逻辑磁 盘的盘符主分区和扩展分区主分区是逻辑磁盘的一种，被系统默认为 C盘。除了主分区 以外的分区，即为扩展分区。硬盘分区遵从先建立主分区、再建立扩展分区的原则。 FAT16 16位文件分配表， 持最 分区容量为 2G FAT32 32位文件分配表， 持最 分区容量为 200OG NTFS 是 W ndowsNT 2000/XP/2003系列操作系统采用的分区格式。安全性和稳定性都提高。 如果要安装多操作系统， c盘一定要是 FAT分区格 使用 fdisk进行系统分区 fdisk程序是 DOS和 Windows系统自带的分区软件。 一块新的硬盘硬盘被病毒破坏硬盘上有 ext3等分 区如何使用 fdisk: (设置 BIOS,将启动首选项设置 为光盘启动 ).重新启动计算机，选择“ Win XP在 操作系统列表中选择“我的 DOS工具箱” . 输入 “ fdisk fdisk的主菜单 Current fixed disk drive: 1 /当前硬盘驱动器： 1 Choose one of the following:/ 选择下面任意一项执行： 1. Create DOS partition or Logical DOS Drive /创建 DOS 分区或逻辑 DOS驱动器 2. Set active partition / 设置活动分区 3. Delete partition or Logical DOS Drive /删除分区或逻辑 DOS驱动器 4. Display partition information /显示分区信息 Enter choice:1/将选项前面的顺序号输入 中，回车即可 执 行相应操作。 选择“ 1 后回车确认， fdisk开始检测硬盘 ,检测过程中会 询问是否希望将整 硬盘空间作为主分区并激活？主分区 一般就是 C盘，一般情况下不会将硬盘只分一 区，所以 按“ N 并按回车 . 硬盘检测结束后，设置主分区的容量，可直接输入分区 小 （以 MB为单位），也可以输入主分区所占硬盘容量的百分比 （ %），输入后回车确认 . 这里输入 11368(MB),回车确认后 ,主分区创建成功 删除硬盘分区 删除分区的顺序为：逻辑 DOS驱动器 扩展 DOS分区 主 DOS分 区。 1、选择主菜单中的“ 4”查看硬盘上的分区情况； 2、如有非 DOS分区，则选择“ 3-4”，即删除非 DOS分区，如没有非 DOS分区则不作此项操作； 3、选择“ 3-3”，即删除扩展 DOS分区中的逻辑 DOS分区； 4、依次输入各个逻辑 DOS分区代号，顺序为从后向前； 5、每输入一个逻辑分区代号后，再指定“ ENTER VOLUME LABEL” 处输入该分区卷标并确认； 6、全部的逻辑 DOS分区删除后，按“ ESC”回到主菜单； 7、选择“ 3-2”，即删除扩展 DOS分区。 8、直接输入“ Y”并确认后，按“ ESC”键返回主菜单； 9、选择“ 3-1”，即删除主 DOS分区； 10、输入分区代号及卷标并确认，按“ ESC”键返回主菜单。 三 .硬 盘 格式化 硬盘格式化分为高级和低级两种 高级格式化 FORMAT命令 FORMAT命令是一个很常用的命令，主要用于格式化磁盘。 FORMAT命令是 DOS操作系统对磁盘加工的一种操作， 他将磁盘规划成为 DOS内外能够够处理的格式以满足系统的特定要求。 FORMAT命令为磁盘生成一个新的根目录和 一个新的文件分配表，并且检查磁盘上的所有文件，因此， FORMAT命令会破坏磁盘上的所有文件 /目录，所以使用 FORMAT命令的时候一定要小心。 FORMAT命令的参数： /Q 快速格式化磁盘。这个命令只格式化磁盘的文件分配表，文件内容没有受到损坏，所以使用这个参数格式化磁盘 以后，里面的文件基本上是能够恢复的。另外，一般的时候推荐大家使用这个参数， 1）因为格式化速度快； 2）减 少对磁盘的磨损。 /U 无条件格式化。使用这个参数以后格式化命令会对这个磁盘格式化，这样做既有好处也有坏处。好处是能够彻底 的检查磁盘，清除所有数据；坏处是速度很慢而且对磁盘有一定的磨损。 /S 格式化以后传输 DOS系统。使用这个参数以后，当你格式化后，系统会把系统传输给这张被格式化的磁盘，以后 这张磁盘就能够启动电脑了。 运用举例：假设要格式化 C盘以后安装 Win98，我推荐大家按照下列命令操作： FORMAT C： /Q /S 命令解释：快 速格式化完以后传输启动盘的 DOS系统。注意！当你的硬盘有发生问题的预兆的时候，不要使用 /Q参数，因为 /Q参 数可能会忽略掉一些磁盘的信息。 FORMAT命令是高级格式化！不是低级格式化 format 盘符 :后回车确认即可。注意，这里还提供几个参数供你选择或是参考使用： format 盘符 :/s（这个是将 C盘格式化成只含有系统文件的启动盘） format 盘符 :/q(这个是快速格式化 C盘） format 盘符 :/u(这个是强制格式化命令，就是不会出现任何提示的） Windows格式化操作 1， 右键点击计算机 点管理（如果系统提 示您输入管理员密码 或进行确认，请键入 该密码或提供确认）。 2， 在左窗格中的 “存储”下面，单击 “磁盘管理”。 3， 右键单击要格式化的卷，然后单击“格式化”。 。 4， 若要使用默认设置格 式化卷，请在“格式化” 对话框中，单击“确定”， 5，然后再次单击“确定” 硬盘低级格式化 1.DM程序 低级格式化的作用是将空白的磁片划分一个个同心 圆、半径不同的磁道，还将磁道划分为若干个扇区， 每个扇区的容量为 512字节。在这里要说明的是，低 级格式化是硬盘高损耗的操作，将大大缩短硬盘的使 用寿命，因此，如非十分必要，建议不要进行低级格 式化。 以前要进行低级格式化有两种方法，一是通过主 板 BIOS中所支持的功能，但是现在的主板一般都不 带有次项功能。或者使用专用的软件进行，其中 DM 就是其中一款。 默认启动 DM是无法进行低级格式化的，你需要 打开 DM的高级菜单。可以在启动时加上参数 “ dm/m”或者在 DM的主界面中按“ Alt M”切换 到高级菜单。 选择菜单中的“（ M） aintenance Options”， 进入高级菜单。 然后选择“（ U） tilities”，进入低级格式化界面。 接着选择你需要低级格式化的 硬盘，如果你只有一个硬盘直 接回车即可，如果有多个需要 进行从中进行选择。 选择硬盘后，然后再选择 “ Low Level Format” ，进行 低级格式化 这是会弹出警告的窗口，你需 要按“ Alt C” 进行确认。 确认之后，还会显示让你再次 确认的窗口，选择“ YES” 。 选择完毕，就开始硬盘低级格 式化的操作，其中用百分比显 示进度。 低级格式化是很耗时间的事情， 这个要依据你硬盘的大小以及 硬盘损坏情况来定。 再次提醒大家，低级格式化是 对硬盘有损坏的操作，不是万 不得已最好不要进行。 Lformat程序 Lformat是一个硬盘的低格工具，它能对市面上的硬盘都支持，如果要使用它 对硬盘进行低级格式化，需要首先在 Windows下制作好启动盘，然后把 Lformat复制到启动盘中，完成后重新启动计算机，把软盘插入软驱，由软盘 来启动计算机。 启动系统以后，输入命令： lformat.exe，然后按下回车键，打开 Lformat 的主画面窗口。按下“ Y”键启动程序，如果按下其他键则退出此程序。 在进入的低格式程序主界面窗口后，会出现三个选项，分别是 Select Device (选择驱动器磁盘 )、 Low Level Current Device (低格当前驱动器 )和 EXIT(退出 )三个选项，使用方向键选择第一项，然后按下回车键，如图 1所 示。 选择磁盘 打开驱动器选择对话框，这时在屏幕中 间有一个红色的对话框，并出现“ Which device do you want to select？”的提示，这 条提示是询问选择那一个硬盘 (0， 1， 2， 3)。 这里提供的选择有 (0， 1， 2， 3)，那么如何 确定我们要使用的驱动器呢？可以通过选择 这 4个数字键来确定。我们知道主板上一般有 两个 IDE接口，最多可以接四个硬盘，最简单 确定我们当前硬盘所在盘号的方法是，打开 CMOS菜单，然后在第一个菜单选项中查看 硬盘的连接情况，一般情况下，我们的一个 IDE接口接硬盘，另一个 IDE接口接光驱，此 时记录下硬盘连接的序号。这里我们选择数 字键 1，屏幕上会显示当前硬盘的参数情况， 如图 2所示。如果发现没有参数，那么说明我 们选择的数字是错误的，可以按下 Esc键重新 选择。这时我们即可发现屏幕上显示了硬盘 的信息了，包括磁盘的容量、缓存、转数等 信息。 开始格式化 在选择了硬盘后，下面就可以选择开始 格式化硬盘了，选择主菜单中的“ Low level Current Device” 命令，然后按下回车键，此 时会提示“ Do you want to use LBA mode (if not sure press(Y/N)?” 的提示，询问是否使 用 LBA模式格式化已经选定的硬盘，如果确 定则按下 Y键，否则按下 N键。如果你的硬盘 大于 540MB，那么就需要使用 LBA模式格式 化，否则整个磁盘将只能使用 540MB的空间。 按下 Y键开始。如图 3所示。然后系统会出现 一个警告信息，提示所有数据将全部丢失， 如果确定格式化即可按下 Y键，否则按下 N键。 低格过程中，可以按 Esc随时中止。 格式化过程完成以后，即可按下 Esc键返回主 菜单，然后选择第三项 Exit，并且按下回车键 退出，并重新启动，然后就可以开始分区， 并进行高级格式化和安装操作系统了。由于 低级格式化需要对磁盘每个扇区、每个磁道 进行写操作，所以会对磁盘有一定的损伤， 不建议大家多操作，除非是硬盘被病毒严重 破坏等情况下可以使用低级格式化。
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