分區表

分區表

分區表是將大表的數據分成稱為分區的許多小的子集,類型有FAT32,NTFST32,NTFS。另外,分區表的種類劃分主要有:range,list,和hash分區。劃分依據主要是根據其表內部屬性。同時,分區表可以創建其獨特的分區索引。倘若硬碟丟失了分區表,數據就無法按順序讀取和寫入,導致無法操作。

基本介紹

  • 中文名:分區表
  • 外文名:partition table
  • 定義:分區的許多小的子集
  • 作用:在訪問和移植時更有效率。
  • 類型:FAT32,NTFST32,NTFS
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方案

MBR分區表

傳統的分區方案(稱為MBR分區方案)是將分區信息保存到磁碟的第一個扇區(MBR扇區)中的64個位元組中,每個分區項占用16個位元組,這16個位元組中存有活動狀態標誌、檔案系統標識、起止柱面號、磁頭號、扇區號、隱含扇區數目(4個位元組)、分區總扇區數目(4個位元組)等內容。由於MBR扇區只有64個位元組用於分區表,所以只能記錄4個分區的信息。這就是硬碟主分區數目不能超過4個的原因。後來為了支持更多的分區,引入了擴展分區邏輯分區的概念。但每個分區項仍用16個位元組存儲。
MBR分區表MBR分區表
主分區數目不能超過4個的限制,很多時候,4個主分區並不能滿足需要。另外最關鍵的是MBR分區方案無法支持超過2TB容量的磁碟。因為這一方案用4個位元組存儲分區的總扇區數,最大能表示2的32次方的扇區個數,按每扇區512位元組計算,每個分區最大不能超過2TB。磁碟容量超過2TB以後,分區的起始位置也就無法表示了。在硬碟容量突飛猛進的今天,2TB的限制早已被突破。由此可見,MBR分區方案現在已經無法再滿足需要了。

GPT分區表

一種由基於 Itanium 計算機中的可擴展固件接口 (EFI) 使用的磁碟分區架構。與主啟動記錄(MBR) 分區方法相比,GPT 具有更多的優點,因為它允許每個磁碟有多達 128 個分區,支持高達 18 千兆兆位元組的卷大小,允許將主磁碟分區表和備份磁碟分區表用於冗餘,還支持唯一的磁碟和分區 ID (GUID)。  與支持最大卷為 2 TB (terabytes) 並且每個磁碟最多有 4 個主分區(或 3 個主分區,1 個擴展分區和無限制的邏輯驅動器)的主啟動記錄 (MBR) 磁碟分區的樣式相比,GUID 分區表 (GPT) 磁碟分區樣式支持最大卷為 18 EB (exabytes,1EB=1024PB,1PB=1024TB,1TB=1024GB,1GB=1024MB,1MB=1024KB。18EB=19 327 352 832GB) 並且每磁碟最多有 128 個分區。與 MBR 分區的磁碟不同,至關重要的平台運算元據位於分區,而不是位於非分區或隱藏扇區。另外,GPT 分區磁碟有多餘的主要及備份分區表來提高分區數據結構的完整性。

類型

分區類型

A、如果需要將行映射到基於列值範圍的分區時,就使用範圍分區方法--條件是數據可以被劃分成邏輯範圍;當數據在整個範圍內能被均等地劃分時性能最好,明顯不能均分時須使用其他分區方式。
B、如果數據不那么容易進行範圍分區,但為了性能和管理的原因又想分區時,就使用散列分區方法--散列分區方法提供了在指定數量的分區中均等地劃分數據的方法。基於分區鍵的散列值將行映射到分區中。
C、當需要明確地控制如何將行映射到分區時,就使用列表分區方法--每個分區的描述中為該分區列制定一列離散值。是特意為例三支的模組化數據劃分而設計的,可以將無序的和不相關的數據集進行分組和組織到一起。不支持多列分區。
D、組合分區方法是在分區中使用範圍分區方法分區數據,而在子分區中使用散列分區方法--適合於歷史數據和條塊數據兩者,改善了範圍分區及其數據防止的管理型,並提供了散列分區的秉性機制的優點;實際數據存儲在自分區,分區只是個邏輯屬性
檔案分配表FAT(File Allocation Table)用來記錄檔案所在位置的表格.它對於硬碟的使用是非常重要的,假若丟失檔案分配表,那么硬碟上的數據就會因無法定位而不能使用了。不同的作業系統所使用的檔案系統不盡相同,在個人計算機上常用的作業系統中,DOS 6.x及以下版本和Windows 3.x使用FAT16;OS/2使用HPFS;Windows NT則使用NTFS;而MS-DOS7.10/8.0(Windows 95 OSR2及Windows 98自帶的DOS)及ROM-DOS 7.x同時提供了FAT16及FAT32供用戶選用。其中我們接觸最多的是FAT16、FAT32檔案系統。
Windows95 OSR2和Windows 98開始支持FAT32 檔案系統,它是對早期DOS的FAT16檔案系統的增強,由於檔案系統的核心--檔案分配表FAT由16位擴充為32位,所以稱為FAT32檔案系統。在一邏輯盤(硬碟的一分區)超過 512兆位元組時使用這種格式,會更高效地存儲數據,減少硬碟空間的浪費,一般還會使程式運行加快,使用的計算機系統資源更少,因此是使用大容量硬碟存儲檔案的極有效的系統。

分區表標記

分區表一般位於硬碟0柱面,0磁頭,1扇區,偏移量 0x1BE (hex),長度64位元組。
(一)FAT32 檔案系統將邏輯盤分為三部分
依次是引導區(BOOT區)、檔案分配表區(FAT區)、數據區(DATA區)。引導區和檔案分配表區又合稱為系統區。
(二)引導區從第一扇區開始
使用了三個扇區,保存了該邏輯盤每扇區位元組數,每簇對應的扇區數等等重要參數和引導記錄。之後還留有若干保留扇區。而FAT16檔案系統的引導區只占用一個扇區,沒有保留扇區。
(三)檔案分配表區共保存兩個檔案分配表
因為檔案所占用的存儲空間(簇鏈)及空閒空間的管理都是通過FAT實現的,FAT如此重要,保存兩個以便第一個損壞時,還有第二個可用。檔案系統對數據區的存儲空間是按簇進行劃分和管理的,簇是空間分配和回收的基本單位,即,一個檔案總是占用若干個整簇,檔案所使用的最後一簇剩餘的空間就不再使用,而是浪費掉了。
從統計學上講,平均每個檔案浪費0.5簇的空間,簇越大,存儲檔案時空間浪費越多,利用率越低。因此,簇的大小決定了該盤數據區的利用率。FAT16系統簇號用16位二進制數表示,從0002H到FFEFH個可用簇號(FFF0H到FFFFH另有定義,用來表示壞簇,檔案結束簇等),允許每一邏輯盤的數據區最多不超過FFEDH(65518)個簇。FAT32系統簇號改用32位二進制數表示,大致從00000002H到FFFFFEFFH個可用簇號。FAT表按順序依次記錄了該盤各簇的使用情況,是一種位示圖法。
每簇的使用情況用32位二進制填寫,未被分配的簇相應位置寫零;壞簇相應位置填入特定值;已分配的簇相應位置填入非零值,具體為:如果該簇是檔案的最後一簇,填入的值為FFFFFF0FH,如果該簇不是檔案的最後一簇,填入的值為該檔案占用的下一個簇的簇號,這樣,正好將檔案占用的各簇構成一個簇鏈,保存在FAT表中。0000000H、00000001H兩簇號不使用,其對應的兩個DWORD位置(FAT表開頭的8個位元組)用來存放該盤介質類型編號。FAT表的大小就由該邏輯盤數據區共有多少簇所決定,取整數個扇區
(四)FAT32系統一簇對應8個邏輯相鄰的扇區
理論上,這種用法所能管理的邏輯盤容量上限為16TB(16384GB),容量大於16TB時,可以用一簇對應16個扇區,依此類推。FAT16系統在邏輯盤容量介於128MB到256MB時,一簇對應8個扇區,容量介於256MB到512MB時,一簇對應16個扇區,容量介於512MB到1GB時,一簇對應32個扇區,容量介於1GB到2GB時,一簇對應32個扇區,超出2GB的部分無法使用。顯然,對於容量大於512MB的邏輯盤,採用FAT32的簇比採用FAT16的簇小很多,大大減少了空間的浪費。
但是,對於容量小於512MB的盤,採用FAT32雖然一簇8個扇區,比使用FAT16一簇16個扇區,簇有所減小,但FAT32的FAT表較大,占用空間較多,總數據區被減少,兩者相抵,實際並不能增加有效存儲空間,所以微軟建議對小於512M的邏輯盤不使用FAT32。
另外,對於使用FAT16檔案系統的用戶提一建議,硬碟分區時,不要將分區(邏輯盤)容量正好設為某一區間的下限,例:將一邏輯盤容量設為1100M(稍大於1024M),則使用時其有效存儲容量比分區為950M的一般還少,因其簇大一倍,浪費的空間較多。還有,使用FDISK等對分區指定容量時,由於對1MB的定義不一樣(標準的二進制的1MB為1048576B,有的系統將1MB理解為1000000B,1000KB等),及每個分區需從新磁軌開始等因素,實際分配的容量可能稍大於指定的容量,亦需注意掌握。
(五)根目錄區可看作是數據區的一部分
根目錄區(ROOT區)不再是固定區域、固定大小,可看作是數據區的一部分。因為根目錄已改為根目錄檔案,採用與子目錄檔案相同的管理方式,一般情況下從第二簇開始使用,大小視需要增加,因此根目錄下的檔案數目不再受最多512的限制。FAT16檔案系統的根目錄區(ROOT區)是固定區域、固定大小的,是從FAT區之後緊接著的32個扇區,最多保存512個目錄項,作為系統區的一部分。
(六)目錄區中的目錄項變化較多
一個目錄項仍占32位元組,可以是檔案目錄項、子目錄項、卷標項(僅跟目錄有)、已刪除目錄項、長檔案名稱目錄項等。目錄項中原來在DOS下保留未用的10個位元組都有了新的定義,全部32位元組的定義如下:
(1) 0-- 7位元組 檔案正名。
(2) 8--10位元組檔案擴展名
(3) 11位元組檔案屬性,按二進制位定義,最高兩位保留未用,0至5位分別是唯讀位、隱藏位、系統位、卷標位、子目錄位、歸檔位。
(4) 11--13位元組 僅長檔案名稱目錄項用,用來存儲其對應的短檔案名稱目錄項的檔案名稱位元組校驗和等。
(5) 13--15位元組 24位二進制的檔案建立時間,其中的高5位為小時,次6位為分鐘。
(6) 16--17位元組 16位二進制的檔案建立日期,其中的高7位為相對於1980年的年份值,次4位為月份,後5位為月內日期。
(7) 18--19位元組 16位二進制的檔案最新訪問日期,定義同(6)。
(8) 20--21位元組 起始簇號的高16位。
(9) 22--23位元組 16位二進制的檔案最新修改時間,其中的高5位為小時,次6位為分鐘,後5位的二倍為秒數。
(10)24--25位元組 16位二進制的檔案最新修改日期,定義同(6)。
(11)26--27位元組 起始簇號的低16位。
(12)28--31位元組 32位的檔案位元組長度。
其中第(4)至(8)項為以後陸續定義的。 對於子目錄項,其(12)為零;已刪除目錄項的首位元組值為E5H。在可以使用長檔案名稱的FAT32系統中,檔案目錄項保存該檔案的短檔案名稱,長檔案名稱用若干個長檔案名稱目錄項保存,長檔案名稱目錄項倒序排在檔案短目錄項前面,全部是採用雙位元組內碼保存的,每一項最多保存十三個字元內碼,首位元組指明是長檔案名稱的第幾項,11位元組一般為0FH,12位元組指明類型,13位元組為校驗和,26--27位元組為零。
(七)以前版本的 Windows 和DOS與 FAT32 不兼容,不能識別FAT32分區,有些程式也依賴於 FAT16 檔案系統,不能和 FAT32驅動器一道工作。將硬碟轉換為 FAT32,就不能再用雙引導運行以前版本的 Windows(Windows 95 [Version 4.00.950]、Windows NT 3.x、Windows NT 4.0和 Windows 3.x)。

常見分區表

FAT32

一種從檔案分配表(FAT)檔案系統派生而來的檔案系統。與FAT相比,FAT32能夠支持更小的簇以及更大的容量,從而能夠在FAT32卷上更為高效的分配磁碟空間。

NTFS

一種能夠提供各種FAT版本所不具備的性能、安全性、可靠性與先進特性的高級檔案系統。NTFS能夠使用日誌檔案與檢查點信息來恢復檔案系統的一致性。在Windows 2000和Windows XP中,NTFS還能提供諸如檔案與資料夾許可權、加密、磁碟配額以及壓縮之類的高級特性。
區別
(1)Win 2000可以同時支持FAT32和NTFS兩種檔案系統,FAT32長於與Win 9X的兼容性,NTFS長於系統安全性。
(2) FAT32檔案系統可重新定位根目錄和使用FAT的備份副本。另外FAT32分區的啟動記錄被包含在一個含有關鍵數據的結構中,減少了計算機系統崩潰的可能性。NTFS分區上的壓縮檔案進行讀寫時不需要事先由其他程式進行解壓縮,當對檔案進行讀取時,檔案將自動進行解壓縮;檔案關閉或保存時會自動對檔案進行壓縮。

exFAT

exFAT(Extended File Allocation Table File System,擴展FAT,也稱作FAT64,即擴展檔案分配表)是Microsoft在Windows Embeded 5.0以上(包括Windows CE 5.0、6.0、Windows Mobile5、6、6.1)中引入的一種適合於快閃記憶體的檔案系統,為了解決FAT32等不支持4G及其更大的檔案而推出。對於快閃記憶體,NTFS檔案系統不適合使用,exFAT更為適用。

Ext3

EXT3是第三代擴展檔案系統(英語:Third extended filesystem,縮寫為ext3),是一個日誌檔案系統,常用於Linux作業系統。它是很多Linux發行版的默認檔案系統。Stephen Tweedie在1999年2月的核心郵件列表中,最早顯示了他使用擴展的ext2,該檔案系統從2.4.15版本的核心開始,合併到核心主線中。

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