?? 硬盤 fat 文件系統原理的詳細分析-數據恢復.htm
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<TR>
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<DIV align=center>硬盤 FAT 文件系統原理的詳細分析</DIV></TD></TR>
<TR>
<TD>
<P>一、硬盤的物理結構： </P>
<P><IMG height=210 src="硬盤 FAT 文件系統原理的詳細分析-數據恢復.files/1682.gif"
width=364></P>
<P>
硬盤存儲數據是根據電、磁轉換原理實現的。硬盤由一個或幾個表面鍍有磁性物質的金屬或玻璃等物質盤片以及盤片兩面所安裝的磁頭和相應的控制電路組成 ( 圖
1) ，其中盤片和磁頭密封在無塵的金屬殼中。 </P>
<P>
硬盤工作時，盤片以設計轉速高速旋轉，設置在盤片表面的磁頭則在電路控制下徑向移動到指定位置然后將數據存儲或讀取出來。當系統向硬盤寫入數據時，磁頭中 “
寫數據 ”
電流產生磁場使盤片表面磁性物質狀態發生改變，并在寫電流磁場消失后仍能保持，這樣數據就存儲下來了；當系統從硬盤中讀數據時，磁頭經過盤片指定區域，盤片表面磁場使磁頭產生感應電流或線圈阻抗產生變化，經相關電路處理后還原成數據。因此只要能將盤片表面處理得更平滑、磁頭設計得更精密以及盡量提高盤片旋轉速度，就能造出容量更大、讀寫數據速度更快的硬盤。這是因為盤片表面處理越平、轉速越快就能越使磁頭離盤片表面越近，提高讀、寫靈敏度和速度；磁頭設計越小越精密就能使磁頭在盤片上占用空間越小，使磁頭在一張盤片上建立更多的磁道以存儲更多的數據。
</P>
<P> 二、硬盤的邏輯結構： </P>
<P> 硬盤由很多盤片 (platter) 組成，每個盤片的每個面都有一個讀寫磁頭。如果有 N 個盤片。就有
2N 個面，對應 2N 個磁頭 (Heads) ，從 0 、 1 、 2 開始編號。每個盤片被劃分成若干個同心圓磁道 ( 邏輯上的，是不可見的。 )
每個盤片的劃分規則通常是一樣的。這樣每個盤片的半徑均為固定值 R 的同心圓再邏輯上形成了一個以電機主軸為軸的柱面 (Cylinders)
，從外至里編號為 0 、 1 、 2…… 每個盤片上的每個磁道又被劃分為幾十個扇區 (Sector) ，通常的容量是 512byte
，并按照一定規則編號為 1 、 2 、 3…… 形成 Cylinders×Heads×Sector
個扇區。這三個參數即是硬盤的物理參數。我們下面的很多實踐需要深刻理解這三個參數的意義。 </P>
<P> 三、磁盤引導原理： </P>
<P> 3.1 MBR(master boot record) 扇區：
</P>
<P> 計算機在按下 power 鍵以后，開始執行主板 bios 程序。進行完一系列檢測和配置以后。開始按
bios 中設定的系統引導順序引導系統。假定現在是硬盤。 Bios
執行完自己的程序后如何把執行權交給硬盤呢。交給硬盤后又執行存儲在哪里的程序呢。其實，稱為 mbr 的一段代碼起著舉足輕重的作用。
MBR(master boot record), 即主引導記錄，有時也稱主引導扇區。位于整個硬盤的 0 柱面 0 磁頭 1 扇區
( 可以看作是硬盤的第一個扇區 ) ， bios 在執行自己固有的程序以后就會 jump 到 mbr 中的第一條指令。將系統的控制權交由 mbr
來執行。在總共 512byte 的主引導記錄中， MBR 的引導程序占了其中的前 446 個字節 ( 偏移 0H~ 偏移 1BDH) ，隨后的 64
個字節 ( 偏移 1BEH~ 偏移 1FDH) 為 DPT(Disk PartitionTable ，硬盤分區表 ) ，最后的兩個字節
“55 AA”( 偏移 1FEH~ 偏移 1FFH) 是分區有效結束標志。 </P>
<P> MBR 不隨操作系統的不同而不同，意即不同的操作系統可能會存在相同的 MBR ，即使不同， MBR
也不會夾帶操作系統的性質。具有公共引導的特性。 </P>
<P> 我們來分析一段 mbr 。下面是用 winhex 查看的一塊希捷 120GB 硬盤的 mbr 。
</P>
<P align=center><IMG height=502
src="硬盤 FAT 文件系統原理的詳細分析-數據恢復.files/1683.gif" width=500></P>
<P> 你的硬盤的 MBR 引導代碼可能并非這樣。不過即使不同，所執行的功能大體是一樣的。 <A
href="http://www.sjhf.net/bbs">這里找 wowocock 關于磁盤 mbr 的反編譯
</A>，已加了詳細的注釋，感興趣可以細細研究一下。 </P>
<P> 我們看 DPT
部分。操作系統為了便于用戶對磁盤的管理。加入了磁盤分區的概念。即將一塊磁盤邏輯劃分為幾塊。磁盤分區數目的多少只受限于 C ～ Z
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