主引导扇区等相关知识

主引导扇区，主分区、扩展分区、逻辑分区，活动分区、引导分区、系统分区、启动分区 什么是MBR和主引导引导扇区？什么是主分区、扩展分区、逻辑分区？什么是活动分区、引导分区、系统分区、启动分区？一下子罗列这么多概念，恐怕很多人都搞不清它们的区别和联系吧。网上虽然不少解释，但很多是模棱两可甚至是错误的，反而越弄越糊涂。猫猫煞费苦心的把这一大串概念研究了很长时间，试图搞明白，为了以后查阅方便，于是把对这些概念的理解总结了一下。而要想分清这些概念，真要费一点脑筋啊！ 一、MBR和主引导扇区 首先简要介绍MBR和主引导扇区的关系。 主引导扇区是硬盘0号柱面，0号磁头的第一个扇区，大小为512字节。（注：硬盘可以用柱面、磁头和扇区定位） MBR，占用主引导扇区的前446字节，紧随其后的64字节是分区表DPT，最后还剩两个字节则恒为55AA，表示结束符号。（下图，演示了它们的位置关系） 然后，具体说一说MBR和分区表。 MBR，全称为Master Boot Record，即硬盘的主引导记录。MBR，共446字节，一般在操作系统安装时写入，但它并不属于操作系统。MBR就是一段引导程序，用于检测磁盘的分区合法性和加载操作系统，它的重要作用就是识别活动分区，并引导操作系统。 分区表DPT，共64字节，记录了硬盘有多少分区以及分区的各种属性。由于一个分区的信息要占用16字节，所以分区表只能定义4个分区，这就是为什么我们说硬盘一般最多只能分为4个主分区（这里说“一般”是对基本磁盘而言，而对于动态磁盘则无此限制，但大部分都在使用基本磁盘，可以暂不考虑 ）。 计算机开机后BIOS加电自检，一切正常后，找到第一个启动设备（一般就是硬盘），然后从这个启动设备的主引导扇区读取MBR。MBR这段引导程序识别活动分区，引导操作系统。 二、主分区、扩展分区、逻辑分区 正如前面所讲，主分区是由主引导扇区中64字节的分区表所定义的，最多只能有4个。但为了满足更多分区的需求，变产生了扩展分区。形式上，如果拥有扩展分区，就必须牺牲一个主分区，而且最多有一个扩展分区，也就是说：主分区+扩展分区<=4 and 扩展分区<=1。因此扩展分区也可以看成一种特殊的主分区。 但扩展分区并不可以直接使用，扩展分区又必须以逻辑分区的形式出现，可以这样认为：扩展分区包含着若干逻辑分区，而且至少包含一个。 扩展分区中的逻辑分区是以链式存在的。即每一个逻辑分区都记录着下一个逻辑分区的位置信息，依次串联。事实上每一个逻辑分区都有一个和主引导扇区类似的引导扇区，引导扇区里有类似的分区表。该分区表记录了该分区的信息和一个指针，指向下一个逻辑分区的引导扇区。 因此，逻辑分区是借鉴了主分区的方法，相当于在一个主分区下面建立了若干级“主分区”。从上面的描述，猫猫推测，逻辑分区是建立在操作系统级别，由操作系统识别的。另一个可以预测的现象是：一旦某一个逻辑分区损害，跟在它后面的所有逻辑分区都将丢失，而前面的逻辑分区去可以保留。这也是链式结果的特点。 三、活动分区、系统分区、启动分区、引导分区 这四个术语和前面三个不同，前面三个是讲述分区的“物理”形成。而这四个术语描述了分区的功能，并且更易混淆。 首先，根据Windows XP随机帮助文档看，引导分区就是启动分区，两者是同一概念，所以下面就只讨论活动分区、系统分区和启动分区。 系统分区和启动分区比较。 这是两个极易混淆的概念，因为两者的含义似乎和它们的名字正好颠倒了。Windows帮助文件的术语表里是这样解释他们的：”系统分区，包含加载 Windows（例如，Ntldr、Osloader、Boot.ini、Ntdetect.com）所需的硬件特定文件的分区。系统分区可以（但不是必须）与启动分区相同。启动分区，包含 Windows 操作系统及其支持文件的分区。启动分区可以（但不是必须）与系统分区相同。“ 看起来是很糊涂，但说的简单些就是：系统分区包含Ntldr、Osloader、Boot.ini、Ntdetect.com等文件，而启动分区包含Windows和system32文件。所以，真正包含操作系统内核文件的分区是启动分区，包含操作系统引导文件的确实系统分区，这是要特别注意的一点。 有些人就疑问了，我的Ntldr、Osloader、Boot.ini、Ntdetect.com和Windows、system32文件都在C盘，那是怎么回事？这很容易解释，你的C盘既是系统分区也是启动分区，只安装一个操作系统的计算机大都属于这种情况 ，所以微软在括号里说“但不是必须”。 其实系统分区时针对引导来说的，而启动分区时针对操作系统来说的。像我的电脑C盘先安装了Vista，后来D盘安装了XP，现在C盘是系统分区；至于哪个是启动分区，就要看我用那个系统了，进Vista，C盘就是启动分区，进XP，D盘就是启动分区。（再强调，启动分区包含Windows内核文件，而系统分区才包含操作系统引导文件，不然会越看越糊涂的。） 最后要搞明白的是活动分区，这一点，比较麻烦。 Windows帮助文档里的定义是：”活动分区，基于 x86 计算机的启动分区。活动分区必须是基本磁盘上的主要分区。如果只使用 Windows，则活动分区可以与系统卷相同。“补充说明有：活动分区必须是主分区，一块硬盘上只可以有一个活动分区。其他主分区可以被标记为活动分区。 而从主引导扇区处看，活动分区仅仅是在分区表中，16个字节的最前面含有80标志的分区信息所定义的分区。 但猫猫对Windows帮助文档的定义不敢苟同（也许是我错了，但是我思来想去，只有这样可以解释通）。首先，我们知道活动分区是通过主引导扇区的分区表标记的，所以理论上，每个主分区都可以被标记为活动（只是不当的标记会导致系统无法启动）。Windows帮助文档说活动分区，是基于x86的计算机的启动分区，那不就是说是Windows文件所在分区。可是对于双系统来说，这种说法显然不对，因为双系统的启动分区是依据被启动的系统而定的。所以，我假定微软也把系统分区和启动分区的概念搞混淆了。 所以，结果变为，活动分区是基于x86计算机的系统分区。换句话说，活动分区是一种系统分区。在这种情况下，一个主分区是不是系统分区似乎并不具有价值，只有被标记为活动的主分区才有价值。因为，只有标记为活动分区，这个系统分区的Windows启动支持文件才会被加载，然后通过这些引导存储在启动分区的Windows内核文件，完全Windows的启动。 所以，Windows可以被安装在逻辑分区内（我发现我的电脑就是这样的），但必须在活动分区的启动支持文件里加上对这个逻辑分区里Windows的引导信息。具体到XP，就是boot.ini文件添加上对双系统的引导，而这个boot,ini文件必须在启动分区。而我了一个实验，在XP下面通过启动和故障恢复对话框修改boot.ini文件，发现修改的并非XP所在的分区的boot.ini，而是Vista所在分区的boot.ini。（我在主分区C盘安装了Vista，逻辑分区D盘安装了XP）。同时，我通过软件废除Vista的新式引导方式，恢复xp的boot.ini式引导方式（此时，C盘Vista已无法引导），发现分别修改C盘和D盘的boot.ini，只有C盘的boot.ini才有效。再次印证了我的假设。