分区表

将大表的数据分成称为分区的许多小的子集

分区表是将大表的数据分成称为分区的许多小的子集，类型有FAT16,FAT32,NTFS,exFAT,Ext2/3/4,HFS+,VMFS。另外，分区表的种类划分主要有：range（范围）、list（列表）和hash（散列）分区。划分依据主要是根据其表内部属性。同时，分区表可以创建其独特的分区索引。倘若硬盘丢失了分区表，数据就无法按顺序读取和写入，导致无法操作。

方案

MBR分区表

传统的分区方案(称为MBR分区方案)是将分区信息保存到磁盘的第一个扇区(MBR扇区)中的64个字节中，每个分区项占用16个字节，这16个字节中存有活动状态标志、文件系统标识、起止柱面号、磁头号、扇区号、隐含扇区数目(4个字节)、分区总扇区数目(4个字节)等内容。由于MBR扇区只有64个字节用于分区表，所以只能记录4个分区的信息。这就是硬盘主分区数目不能超过4个的原因。后来为了支持更多的分区，引入了扩展分区及逻辑分区的概念。但每个分区项仍用16个字节存储。

主分区数目不能超过4个的限制，很多时候，4个主分区并不能满足需要。另外最关键的是MBR分区方案无法支持超过2TB容量的磁盘。因为这一方案用4个字节存储分区的总扇区数，最大能表示2的32次方的扇区个数，按每扇区512字节计算，每个分区最大不能超过2TB。磁盘容量超过2TB以后，分区的起始位置也就无法表示了。在硬盘容量突飞猛进的时代，2TB的限制早已被突破。由此可见，MBR分区方案已经无法再满足需要了。

GPT分区表

一种由基于 Itanium 计算机中的可扩展固件接口 (EFI) 使用的磁盘分区架构。与主启动记录(MBR) 分区方法相比，GPT 具有更多的优点，因为它允许每个磁盘有多达 128 个分区，支持高达 18 千兆兆字节的卷大小，允许将主磁盘分区表和备份磁盘分区表用于冗余，还支持唯一的磁盘和分区 ID (GUID)。　与支持最大卷为 2 TB (tera bytes) 并且每个磁盘最多有 4 个主分区（或 3 个主分区，1 个扩展分区和无限制的逻辑驱动器）的主启动记录 (MBR) 磁盘分区的样式相比，GUID 分区表 (GPT) 磁盘分区样式支持最大卷为 18 EB (exabytes，1EB=1024PB，1PB=1024TB，1TB=1024GB，1GB=1024MB，1MB=1024KB。18EB=19　327　352　832GB) 并且每磁盘最多有 128 个分区。与 MBR 分区的磁盘不同，至关重要的平台操作数据位于分区，而不是位于非分区或隐藏扇区。另外，GPT 分区磁盘有多余的主要及备份分区表来提高分区数据结构的完整性。

类型

分区类型

A、如果需要将行映射到基于列值范围的分区时，就使用范围分区方法--条件是数据可以被划分成逻辑范围；当数据在整个范围内能被均等地划分时性能最好，明显不能均分时须使用其他分区方式。

B、如果数据不那么容易进行范围分区，但为了性能和管理的原因又想分区时，就使用散列分区方法--散列分区方法提供了在指定数量的分区中均等地划分数据的方法。基于分区键的散列值将行映射到分区中。

C、当需要明确地控制如何将行映射到分区时，就使用列表分区方法--每个分区的描述中为该分区列制定一列离散值。是特意为例三支的模块化数据划分而设计的，可以将无序的和不相关的数据集进行分组和组织到一起。不支持多列分区。

D、组合分区方法是在分区中使用范围分区方法分区数据，而在子分区中使用散列分区方法--适合于历史数据和条块数据两者，改善了范围分区及其数据防止的管理型，并提供了散列分区的秉性机制的优点；实际数据存储在自分区，分区只是个逻辑属性

文件分配表 FAT(File Allocation Table)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了。不同的操作系统所使用的文件系统不尽相同，在个人计算机上常用的操作系统中，DOS 6.x及以下版本和Windows 3.x使用FAT16；OS/2使用HPFS；Windows NT则使用NTFS；而MS-DOS7.10/8.0（Windows 95 OSR2及Windows 98自带的DOS）及ROM-DOS 7.x同时提供了FAT16及FAT32供用户选用。其中我们接触最多的是FAT16、FAT32文件系统。

Windows95 OSR2和Windows 98开始支持FAT32 文件系统，它是对早期DOS的FAT16文件系统的增强，由于文件系统的核心--文件分配表FAT由16位扩充为32位，所以称为FAT32文件系统。在一逻辑盘（硬盘的一分区）超过 512兆字节时使用这种格式，会更高效地存储数据，减少硬盘空间的浪费，一般还会使程序运行加快，使用的计算机系统资源更少，因此是使用大容量硬盘存储文件的极有效的系统。

分区表标记

分区表一般位于硬盘0柱面,0磁头,1扇区，偏移量 0x1BE (hex)，长度64字节。

（一）FAT32 文件系统将逻辑盘分为三部分

依次是引导区（BOOT区）、文件分配表区（FAT区）、数据区（DATA区）。引导区和文件分配表区又合称为系统区。

（二）引导区从第一扇区开始

使用了三个扇区，保存了该逻辑盘每扇区字节数，每簇对应的扇区数等等重要参数和引导记录。之后还留有若干保留扇区。而FAT16文件系统的引导区只占用一个扇区，没有保留扇区。

（三）文件分配表区共保存两个文件分配表

因为文件所占用的存储空间（簇链）及空闲空间的管理都是通过FAT实现的，FAT如此重要，保存两个以便第一个损坏时，还有第二个可用。文件系统对数据区的存储空间是按簇进行划分和管理的，簇是空间分配和回收的基本单位，即，一个文件总是占用若干个整簇，文件所使用的最后一簇剩余的空间就不再使用，而是浪费掉了。

从统计学上讲，平均每个文件浪费0.5簇的空间，簇越大，存储文件时空间浪费越多，利用率越低。因此，簇的大小决定了该盘数据区的利用率。FAT16系统簇号用16位二进制数表示，从0002H到FFEFH个可用簇号(FFF0H到FFFFH另有定义,用来表示坏簇，文件结束簇等)，允许每一逻辑盘的数据区最多不超过FFEDH(65518)个簇。FAT32系统簇号改用32位二进制数表示，大致从00000002H到FFFFFEFFH个可用簇号。FAT表按顺序依次记录了该盘各簇的使用情况，是一种位示图法。

每簇的使用情况用32位二进制填写，未被分配的簇相应位置写零；坏簇相应位置填入特定值；已分配的簇相应位置填入非零值，具体为：如果该簇是文件的最后一簇，填入的值为FFFFFF0FH，如果该簇不是文件的最后一簇，填入的值为该文件占用的下一个簇的簇号，这样，正好将文件占用的各簇构成一个簇链，保存在FAT表中。0000000H、00000001H两簇号不使用，其对应的两个DWORD位置(FAT表开头的8个字节)用来存放该盘介质类型编号。FAT表的大小就由该逻辑盘数据区共有多少簇所决定，取整数个扇区。

（四）FAT32系统一簇对应8个逻辑相邻的扇区

理论上，这种用法所能管理的逻辑盘容量上限为16TB(16384GB)，容量大于16TB时，可以用一簇对应16个扇区，依此类推。FAT16系统在逻辑盘容量介于128MB到256MB时，一簇对应8个扇区，容量介于256MB到512MB时，一簇对应16个扇区，容量介于512MB到1GB时，一簇对应32个扇区，容量介于1GB到2GB时，一簇对应32个扇区，超出2GB的部分无法使用。显然，对于容量大于512MB的逻辑盘，采用FAT32的簇比采用FAT16的簇小很多，大大减少了空间的浪费。

但是，对于容量小于512MB的盘，采用FAT32虽然一簇8个扇区，比使用FAT16一簇16个扇区，簇有所减小，但FAT32的FAT表较大，占用空间较多，总数据区被减少，两者相抵，实际并不能增加有效存储空间，所以微软建议对小于512M的逻辑盘不使用FAT32。

另外，对于使用FAT16文件系统的用户提一建议，硬盘分区时，不要将分区(逻辑盘)容量正好设为某一区间的下限，例：将一逻辑盘容量设为1100M(稍大于1024M)，则使用时其有效存储容量比分区为950M的一般还少，因其簇大一倍，浪费的空间较多。还有，使用FDISK等对分区指定容量时，由于对1MB的定义不一样(标准的二进制的1MB为1048576B，有的系统将1MB理解为1000000B，1000KB等),及每个分区需从新磁道开始等因素，实际分配的容量可能稍大于指定的容量，亦需注意掌握。

（五）根目录区可看作是数据区的一部分

根目录区（ROOT区）不再是固定区域、固定大小，可看作是数据区的一部分。因为根目录已改为根目录文件，采用与子目录文件相同的管理方式，一般情况下从第二簇开始使用，大小视需要增加，因此根目录下的文件数目不再受最多512的限制。FAT16文件系统的根目录区（ROOT区）是固定区域、固定大小的，是从FAT区之后紧接着的32个扇区，最多保存512个目录项，作为系统区的一部分。

一个目录项仍占32字节，可以是文件目录项、子目录项、卷标项(仅跟目录有)、已删除目录项、长文件名目录项等。目录项中原来在DOS下保留未用的10个字节都有了新的定义，全部32字节的定义如下：

(1) 0-- 7字节文件正名。

(2) 8--10字节文件扩展名。

(3) 11字节文件属性，按二进制位定义，最高两位保留未用，0至5位分别是只读位、隐藏位、系统位、卷标位、子目录位、归档位。

(4) 11--13字节仅长文件名目录项用，用来存储其对应的短文件名目录项的文件名字节校验和等。

(5) 13--15字节 24位二进制的文件建立时间，其中的高5位为小时，次6位为分钟。

(6) 16--17字节 16位二进制的文件建立日期，其中的高7位为相对于1980年的年份值，次4位为月份，后5位为月内日期。

(7) 18--19字节 16位二进制的文件最新访问日期，定义同(6)。

(8) 20--21字节起始簇号的高16位。

(9) 22--23字节 16位二进制的文件最新修改时间，其中的高5位为小时，次6位为分钟，后5位的二倍为秒数。

(10)24--25字节 16位二进制的文件最新修改日期，定义同(6)。

(11)26--27字节起始簇号的低16位。

(12)28--31字节 32位的文件字节长度。

其中第(4)至(8)项为以后陆续定义的。对于子目录项，其(12)为零；已删除目录项的首字节值为E5H。在可以使用长文件名的FAT32系统中，文件目录项保存该文件的短文件名，长文件名用若干个长文件名目录项保存，长文件名目录项倒序排在文件短目录项前面，全部是采用双字节内码保存的，每一项最多保存十三个字符内码，首字节指明是长文件名的第几项,11字节一般为0FH，12字节指明类型，13字节为校验和，26--27字节为零。

（七）以前版本的 Windows 和DOS与 FAT32 不兼容，不能识别FAT32分区，有些程序也依赖于 FAT16 文件系统，不能和 FAT32驱动器一道工作。将硬盘转换为 FAT32，就不能再用双引导运行以前版本的 Windows（Windows 95 [Version 4.00.950]、Windows NT 3.x、Windows NT 4.0和 Windows 3.x）。

常见分区表

FAT32

一种从文件分配表（FAT）文件系统派生而来的文件系统。与FAT相比，FAT32能够支持更小的簇以及更大的容量，从而能够在FAT32卷上更为高效的分配磁盘空间。

NTFS

一种能够提供各种FAT版本所不具备的性能、安全性、可靠性与先进特性的高级文件系统。NTFS能够使用日志文件与检查点信息来恢复文件系统的一致性。在Windows 2000和Windows XP中，NTFS还能提供诸如文件与文件夹权限、加密、磁盘配额以及压缩之类的高级特性。

区别

（1）Win 2000可以同时支持FAT32和NTFS两种文件系统，FAT32长于与Win 9X的兼容性，NTFS长于系统安全性。

（2） FAT32文件系统可重新定位根目录和使用FAT的备份副本。另外FAT32分区的启动记录被包含在一个含有关键数据的结构中，减少了计算机系统崩溃的可能性。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。

exFAT

exFAT（Extended File Allocation Table File System，扩展FAT，也称作FAT64，即扩展文件分配表）是Microsoft在Windows Embeded 5.0以上（包括Windows CE 5.0、6.0、Windows Mobile5、6、6.1）中引入的一种适合于闪存的文件系统，为了解决FAT32等不支持4G及其更大的文件而推出。对于闪存，NTFS文件系统不适合使用，exFAT更为适用。

Ext3

EXT3是第三代扩展文件系统（英语：Third extended filesystem，缩写为ext3），是一个日志文件系统，常用于Linux操作系统。它是很多Linux发行版的默认文件系统。Stephen Tweedie在1999年2月的内核邮件列表中，最早显示了他使用扩展的ext2，该文件系统从2.4.15版本的内核开始，合并到内核主线中。

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