你可能知道，可以將硬盤分為幾個(gè)分區(qū)。問題是，操作系統(tǒng)如何知道硬盤的分區(qū)結(jié)構(gòu)？該信息必須來自某些地方。MBR（主引導(dǎo)記錄）和GPT（Guid分區(qū)表）就在這里發(fā)揮作用。盡管兩者在體系結(jié)構(gòu)上都不同，但兩者在管理方面均發(fā)揮相同的作用，并為硬盤中的分區(qū)提供信息。
MBR是管理硬盤中分區(qū)的舊標(biāo)準(zhǔn)，并且仍然被許多人廣泛使用。MBR位于硬盤的最開始，它保存有關(guān)如何在存儲(chǔ)設(shè)備中組織邏輯分區(qū)的信息。另外，MBR還包含可執(zhí)行代碼，可以掃描活動(dòng)操作系統(tǒng)的分區(qū)并加載操作系統(tǒng)的啟動(dòng)代碼/過程。
對(duì)于MBR磁盤，你只能有四個(gè)主分區(qū)。要?jiǎng)?chuàng)建更多分區(qū)，你可以將第四個(gè)分區(qū)設(shè)置為擴(kuò)展分區(qū)，并且可以在其中創(chuàng)建更多子分區(qū)（或邏輯驅(qū)動(dòng)器）。由于MBR使用32位來記錄分區(qū)，因此每個(gè)分區(qū)最多只能有2TB的大小。典型的MBR磁盤布局如下所示：
MBR有一些陷阱。首先，硬盤中只能有4個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)的大小限制為2TB。對(duì)于具有100TB大存儲(chǔ)空間的硬盤，這不能很好地工作。其次，MBR是保存分區(qū)信息的唯一位置，如果曾經(jīng)損壞過（是的，它很容易損壞），則整個(gè)硬盤都不可讀。
GPT是用于設(shè)置硬盤分區(qū)的最新標(biāo)準(zhǔn)，它利用全局唯一標(biāo)識(shí)符（GUID）定義分區(qū)，并且它是UEFI標(biāo)準(zhǔn)的一部分。這意味著在基于UEFI的系統(tǒng)（Windows 8安全啟動(dòng)功能所必需）上，必須使用GPT。使用GPT，即使大多數(shù)操作系統(tǒng)通常將其限制為128個(gè)分區(qū)，理論上也可以在硬盤上創(chuàng)建無限的分區(qū)。與MBR限制每個(gè)分區(qū)僅2TB的大小不同，GPT中的每個(gè)分區(qū)最多可以容納2^64個(gè)塊的長(zhǎng)度（因?yàn)樗褂玫氖?4位），相當(dāng)于512字節(jié)塊的9.44ZB（1 ZB為10億兆字節(jié)）。在微軟Windows中，該大小限制為256TB。
從上面的GPT表方案圖中，可以看到硬盤的開頭有一個(gè)主GPT，結(jié)尾有一個(gè)輔助GPT，這就是GPT比MBR更有用的原因。GPT將備份頭和分區(qū)表存儲(chǔ)在磁盤的末尾，以便在主表損壞時(shí)可以將其恢復(fù)。它還執(zhí)行CRC32校驗(yàn)和以檢測(cè)標(biāo)頭和分區(qū)表的錯(cuò)誤和損壞。
你還可以看到硬盤的第一扇區(qū)有一個(gè)保護(hù)MBR。這種混合設(shè)置允許基于BIOS的系統(tǒng)使用存儲(chǔ)在保護(hù)性MBR的代碼區(qū)域中的引導(dǎo)加載程序從GPT磁盤引導(dǎo)。此外，它還可以保護(hù)GPT磁盤免受不知道GPT的磁盤工具的損壞。
英特爾Macs默認(rèn)使用GPT，你將無法在MBR系統(tǒng)上安裝Mac OS X（無任何調(diào)整和黑客）。Mac OS X可以在MBR磁盤上運(yùn)行，只是你將無法在其上安裝。
大多數(shù)Linux內(nèi)核都支持GPT。除非你正在編譯自己的內(nèi)核并且沒有在其中添加此功能，否則在GPT磁盤上運(yùn)行自己喜歡的發(fā)行版應(yīng)該沒有問題。需要注意的一件事是，你將不得不使用Grub 2作為引導(dǎo)程序。
對(duì)于Windows，只有從XP開始的64位版本的Windows支持從GPT磁盤引導(dǎo)。如果你要預(yù)裝64位Windows 8的筆記本電腦，則很可能是使用GPT。對(duì)于Windows 7和更早版本，默認(rèn)配置將是MBR而不是GPT。
在大多數(shù)情況下，MBR或GPT都可以。僅在需要在Mac上安裝Windows或需要大于2TB的分區(qū)的情況下，才需要使用GPT或?qū)BR轉(zhuǎn)換為GPT。另外，對(duì)于使用UEFI的較新型號(hào)的計(jì)算機(jī)，它將僅支持GPT。
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k對(duì)齊是硬盤分區(qū)中的一個(gè)專業(yè)術(shù)語，4K對(duì)齊就是符合4K扇區(qū)定義格式化過的硬盤，并且按照4K扇區(qū)的規(guī)則寫入數(shù)據(jù)。一般來說，在給固態(tài)硬盤進(jìn)行分區(qū)的時(shí)候，一定要勾選上4K對(duì)齊，否則會(huì)影響到SSD固態(tài)硬盤的性能與壽命。
通俗的說，如果SSD不進(jìn)行4K對(duì)齊，寫入數(shù)據(jù)的寫入點(diǎn)正好會(huì)介于兩個(gè)4K扇區(qū)的之間，也就是說即使是寫入最小量的數(shù)據(jù)，也會(huì)使用到兩個(gè)4K扇區(qū)，這樣會(huì)造成跨區(qū)讀寫，讀寫次數(shù)放大，從而影響磁盤性能。
SSD中的4K對(duì)齊的4K指4096字節(jié)，其中1個(gè)扇區(qū)為512字節(jié)。固態(tài)硬盤4K對(duì)齊中的2048是指2048個(gè)扇區(qū)，即512B*2048=1048576B=1024KB，即1M對(duì)齊，并滿足4K對(duì)齊，該值只要是4096B的倍數(shù)就是4K對(duì)齊，理論上4K對(duì)齊只要是4096整數(shù)倍就可以，不過標(biāo)準(zhǔn)的一般都是選擇4069。
從實(shí)測(cè)來看，固態(tài)硬盤4K對(duì)齊選2048還是4098，性能區(qū)別并不大，小容量固態(tài)硬盤4K對(duì)齊，選擇2048扇區(qū)對(duì)齊是可以的。而在Win10或者大容量SSD場(chǎng)景下，建議還是選默認(rèn)的4096扇區(qū)對(duì)齊。
區(qū)是寫入構(gòu)成分區(qū)表的硬盤扇區(qū)的過程，它包含有關(guān)分區(qū)的信息，包括扇區(qū)大小、相對(duì)于主分區(qū)的位置、存在的分區(qū)類型、安裝的操作系統(tǒng)等。
創(chuàng)建分區(qū)時(shí)，會(huì)給它一個(gè)卷名，這樣就可以很容易地識(shí)別它。
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硬盤驅(qū)動(dòng)器的分區(qū)發(fā)生在對(duì)其進(jìn)行物理格式化之后，但在對(duì)其進(jìn)行邏輯格式化之前。它包括在磁盤上創(chuàng)建不混合數(shù)據(jù)的區(qū)域。
例如，可以使用它來安裝使用不同文件系統(tǒng)的不同操作系統(tǒng)，因此，至少會(huì)有與使用不同文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)一樣多的分區(qū)。如果只使用一個(gè)操作系統(tǒng)，一個(gè)磁盤分區(qū)就足夠了。
有三種類型的分區(qū)：主分區(qū)、擴(kuò)展分區(qū)和邏輯分區(qū)。一個(gè)磁盤最多可以包含四個(gè)主分區(qū)（其中只有一個(gè)可用），或者三個(gè)主分區(qū)和一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)。在擴(kuò)展分區(qū)中，用戶可以創(chuàng)建邏輯分區(qū)（即“模擬”幾個(gè)較小的硬盤）。主分區(qū)可以用來安裝操作系統(tǒng)，其中只有一個(gè)主分區(qū)還可以被設(shè)置為活動(dòng)分區(qū)。如果硬盤上的4個(gè)主分區(qū)都安裝了操作系統(tǒng)，那么活動(dòng)分區(qū)的設(shè)置決定了是從哪個(gè)分區(qū)的系統(tǒng)啟動(dòng)。被設(shè)置為活動(dòng)分區(qū)的主分區(qū)具有啟動(dòng)引導(dǎo)程序（例如，NTLDR，bootmgr）用來從硬盤加載操作系統(tǒng)。
下面是磁盤包含一個(gè)主分區(qū)和一個(gè)由三個(gè)邏分區(qū)組成的擴(kuò)展分區(qū)的示例：
對(duì)于DOS系統(tǒng)（DOS、Windows 9x），只有主分區(qū)是可引導(dǎo)的，因此是唯一可以啟動(dòng)操作系統(tǒng)的分區(qū)。
引導(dǎo)扇區(qū)（稱為主引導(dǎo)記錄或MBR）是硬盤的第一個(gè)扇區(qū)（柱面0、磁頭0、扇區(qū)1），它包含主分區(qū)表和稱為引導(dǎo)加載程序的代碼，將其加載到內(nèi)存中后將允許系統(tǒng)引導(dǎo)。
在它被加載到內(nèi)存中之后，這個(gè)程序?qū)Q定從哪個(gè)系統(tǒng)分區(qū)啟動(dòng)，并啟動(dòng)這個(gè)程序（稱為bootstrap），該程序?qū)?dòng)該分區(qū)上存在的操作系統(tǒng)。
該磁盤扇區(qū)還包含有關(guān)硬盤的所有信息（即制造商、序列號(hào)、每個(gè)扇區(qū)的字節(jié)數(shù)、每個(gè)簇的扇區(qū)數(shù)、扇區(qū)數(shù)等），因此，這個(gè)扇區(qū)是硬盤上最重要的扇區(qū)，BIOS設(shè)置程序也使用它來識(shí)別硬盤。換句話說，沒有它，你的硬盤是無用的，這使它成為病毒最喜歡的目標(biāo)。
FAT是DOS操作系統(tǒng)（DOS和Windows 95以及支持它的Windows NT和OS/2）使用的文件系統(tǒng)的名稱。
下面是各種操作系統(tǒng)使用的文件系統(tǒng)：
DOS：FAT16
Windows 10：NTFS
Windows 7：NTFS
Windows XP：NTFS
Windows 98：FAT32
Windows 95：FAT16-FAT32（用于OSR2版本）
Windows NT：NTFS
OS/2：HPFS
Linux：Linux Ext2，Linux Ext3
FAT文件系統(tǒng)的特點(diǎn)是使用文件分配表和簇。
簇是FAT文件系統(tǒng)中最小的存儲(chǔ)單元。簇實(shí)際上代表固定數(shù)量的磁盤扇區(qū)。
FAT（文件分配表）是文件系統(tǒng)的核心，它位于0柱面、1磁頭、2扇區(qū)中（為了預(yù)防事故，在另一個(gè)扇區(qū)中復(fù)制）。該表記錄了所使用的簇的數(shù)量以及文件在簇中的位置。
FAT文件系統(tǒng)支持最大2GB的磁盤或分區(qū)，最多允許65536個(gè)簇，因此，無論分區(qū)或磁盤的大小如何，每個(gè)簇必須有足夠的扇區(qū)，以便可以在這65525個(gè)簇中包含整個(gè)磁盤空間，結(jié)果，磁盤（或分區(qū)）越大，每個(gè)簇的扇區(qū)數(shù)越多。
FAT文件系統(tǒng)使用根目錄（在使用此類文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)上用符號(hào)C:\表示），該文件必須位于硬盤上的特定位置。此根目錄存儲(chǔ)有關(guān)它包含的子目錄和文件的信息。對(duì)于文件，它將存儲(chǔ)文件名、文件大小、上次修改文件的日期和時(shí)間、文件屬性以及文件開始的簇號(hào)。
如前所述，共有三種類型的分區(qū)：主分區(qū)、擴(kuò)展分區(qū)和邏輯分區(qū)。一個(gè)磁盤最多可以包含四個(gè)主分區(qū)（其中只有一個(gè)是活動(dòng)的），或者三個(gè)主分區(qū)和一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)。在擴(kuò)展分區(qū)中，用戶可以創(chuàng)建邏輯分區(qū)（給人的印象是有幾個(gè)較小的硬盤）。
主分區(qū)
主分區(qū)必須經(jīng)過邏輯格式化，并具有適合其上安裝的操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)。
如果磁盤上有幾個(gè)主分區(qū)，一次只能激活一個(gè)主分區(qū)，并且該分區(qū)可見，具體取決于啟動(dòng)計(jì)算機(jī)所使用的操作系統(tǒng)。通過選擇要在啟動(dòng)時(shí)加載的操作，可以確定哪個(gè)分區(qū)是可見的。活動(dòng)分區(qū)是計(jì)算機(jī)啟動(dòng)時(shí)加載操作系統(tǒng)的分區(qū)。除開始時(shí)使用的活動(dòng)分區(qū)以外的其他分區(qū)將被隱藏，隱藏的分區(qū)就不能被訪問，因此，只能從安裝操作系統(tǒng)的主分區(qū)訪問數(shù)據(jù)。
擴(kuò)展分區(qū)
開發(fā)擴(kuò)展分區(qū)是為了克服四個(gè)主分區(qū)的限制，因?yàn)槟憧梢栽谄渲袆?chuàng)建任意數(shù)量的邏輯分區(qū)。擴(kuò)展分區(qū)中至少需要一個(gè)邏輯分區(qū)。用戶可以在主分區(qū)和邏輯分區(qū)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，但是擴(kuò)展分區(qū)不能直接存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，因?yàn)閿U(kuò)展分區(qū)的作用是保存邏輯分區(qū)。
許多人在使用計(jì)算機(jī)時(shí)只把整個(gè)硬盤分為一個(gè)區(qū)，從而占用了硬盤上的所有可用空間，但是，就性能和容量而言，這不是最有利的解決方案。一個(gè)好的解決方案是創(chuàng)建多個(gè)分區(qū)，這樣就可以在磁盤上安裝多個(gè)操作系統(tǒng)，節(jié)省磁盤空間，提高文件安全性以及更輕松地組織數(shù)據(jù)。
下面包含多個(gè)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)的外觀：
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