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1、姓名：余鑫凤 学号:47 班级：物理（1）班,微,计,型,算,机,组,装,升,级,与,维,护,教,程,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
2、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
3、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=10241KB=1024Byte1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB1PB=1024TB1EB=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
4、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/4KB655356个簇 簇大小8KB：256MB/8KB32768个簇 簇大小16KB：256MB/16KB16384个簇 簇大小32KB：256MB/32KB8
5、192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/4KB655356个簇 簇大小8KB：256MB/8KB32768个簇 簇大小16KB：256MB/16
6、KB16384个簇 簇大小32KB：256MB/32KB8192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
7、；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
8、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。,
9、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 Ta
10、ble)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MSDOS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Window
11、s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&XP系统中，由于系统限制，单个分区最大容量为32GB。由于现在的硬盘生产成本下降，
12、其容量越来越大，运用FAT32的分区格式后，我们可以将一个大硬盘定义成一个分区而不必分为几个分区使用，大大方便了对磁盘的管理。而且，FAT32具有一个最大的优点：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，与FAT16相比，可以大大地减少磁盘的浪费，提高磁盘利用率。目前，支持这一磁盘分区格式的操作系统有Win 97、Win 98和Win 2000。但是，这种分区格式也有它的缺点，首先是采用FAT32格式分区的磁盘，由于文件分配表的扩大，运行速度比采用FAT16格式分区的磁盘要慢。另外，由于DOS不支持这种分区格式，所以采用这种分区格式后，就无法再使用DOS系统。
13、NTFS它的优点是安全性和稳定性极其出色，在使用中不易产生文件碎片。它能对用户的操作进行记录，通过对用户权限进行非常严格的限制，使每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。这种格式采用NT核心的纯32位Windows系统才能识别，古老的DOS以及16位32位混编的Win95&；不能识别。 NTFS是一个可恢复的文件系统。在NTFS分区上用户很少需要运行磁盘修复程序。NTFS通过使用标准的事务处理日志和恢复技术来保证分区的一致性。发生系统失败事件时，NTFS使用日志文件和检查点信息自动恢复文件系统的一致性。 NTFS支持对分区、文件夹和文件的压缩。任何基于Windows
14、的应用程序对NTFS分区上的压缩文件进行读写时不需要事先由其他程序进行解压缩，当对文件进行读取时，文件将自动进行解压缩；文件关闭或保存时会自动对文件进行压缩。 NTFS采用了更小的簇，可以更有效率地管理磁盘空间。在Win 2000的FAT32文件系统的情况下，分区大小在2GB8GB时簇的大小为4KB；分区大小在8GB16GB时簇的大小为8KB；分区大小在16GB32GB时，簇的大小则达到了16KB。而Win 2000的NTFS文件系统，当分区的大小在2GB以下时，簇的大小都比相应的FAT32簇小；当分区的大小在2GB以上时（2GB2TB），簇的大小都为4KB。相比之下，NTFS可以比FAT32
15、更有效地管理磁盘空间，最大限度地避免了磁盘空间的浪费。 LinuxLinux是1999年最火的操作系统，它的磁盘分区格式与其它操作系统完全不同，共有两种。一种是Linux Native主分区，一种是Linux Swap交换分区。这两种分区格式的安全性与稳定性极佳，结合Linux操作系统后，死机的机会大大减少。但是，目前支持这一分区格式的操作系统只有Linux。,二.硬盘分区,硬盘分区相关概念 = 为什么要进行硬盘分区 ，电脑中的数据并不是完整地存放在磁盘的一 连续区域内 的，而是通过链的形式分成若干段存放;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
16、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,
