趣谈系统硬盘 让新手快速了解分区列表

　　

　　成为一名半吊子老鸟也有几年了，期间经常被问起什么是Fat32？Ghost恢复失败怎么办？怎么热插拔USB硬盘后硬盘就打不开了？等常见问题。而这些问题，大多跟分区表有关，不过当事人最关心的恐怕是硬盘里那几十G甚至上百G的数据是否丢失，需不需要格式化、重装系统等既麻烦又费时费力的操作？但是对于电脑初学者（尤其是MM），直接跟他们（她们）讲分区表、分区格式、引导扇区还不如杀了他们（她们）算了……既然听不懂，也就很难记住，于是也就仍然有很大几率碰到同样的问题。几年前帮一个MM“远程”解决问题时灵机一动想到了一个例子，很快让MM理解了一些有关分区表的基础知识——明白了原理，也就能避免很多误操作，遇到问题也不会过于慌张了。

　　本文旨在帮助电脑初学者，尤其需要使用Ghost等涉及分区表操作的软件的初级用户，用一个例子帮助大家快速了解一些有关分区表的常识，同时提出一两点常见的操作方法以避免同一个错误反复出现。

　　初学者虽然不知道硬盘里有些啥，不过大概都知道学校的宿舍楼是怎么回事——无非有几幢楼，有几层，有几个房间，每个房间住几个人这些~~但是就是这些元素居然能和硬盘上面的各种参数一一对应起来。

　　我们假设一幢宿舍楼就是一块硬盘，而住在里面的学生就是文件。那么，学生们的居住情况有什么特点呢？

　　1.学生的居住是分层，分房间的——没有哪个学校的学生宿舍就一间超大的房子，让几百个学生直接住在里面
　　2.学生是可流动的，白天出去，晚上回来，过一两年可能还要换寝室
　　3.学生姓名和房间号有对应关系，比如XX住在503室~~等等

　　在硬盘上也有类似的事情发生：
　　
　　我们不能把一堆文件整个一股脑地扔到一个大空间里不管，否则你要找单个文件就会非常费力；但如果我们把这些文件分成小块，对号入座，那要找起来就快得多。
　　
　　于是，存放文件的最小单位——“簇”——就可以比作宿舍的每一个房间。而我们听到的“簇大小”则是一个寝室里能住多少人，有的寝室住4个，有的住6个，有的住2个，不一而同。
　　
　　而硬盘的“分区”，就可以看做寝室楼的每一层楼——这当然也是为了管理文件的方便。
　　
　　硬盘的所谓“分区方式”或者“分区代码”（诸如Fat32, NTFS这类）则对应着楼层房间的排列方式——比如有的寝室楼只有一排房间，而有的寝室是对开的，有的像是两室一厅~~等等

　　好了，如果你能接受上面的比喻，那么接下来的引申会更有意思：
　　
　　寝室楼里往往有楼管的大妈在——宿舍楼的”马其诺防线“……
　　
　　好吧，这不是重点……重点在于，大妈手里肯定有一份全楼的住宿人员名单和一份全楼的备份钥匙，同时大妈自己也要住一间房。
　　
　　别笑，现在我们要将住宿人员名单比为“分区表”，看看它们之间有哪些共通性。

　　如果没有这份住宿名单，我们能马上回答这幢楼里住了多少人、他们都叫什么名字、住在哪个寝室这样的问题吗？答案明显是否定的。所以，当我们调用硬盘上的文件时，也要知道这个文件的一些信息——比如文件多大？在硬盘上的什么位置？叫什么名字？等等~~记录了这些信息的一个特殊文件就被称为“分区表”。而没有了分区表（就是名单），那我们可真要“两眼一抹黑”了。没有了分区表，我们既不知道里面有多少文件，也不知道这些文件在什么位置，甚至连整个硬盘有多大也不知道了。直接的表现结果就是我们进不去硬盘了，硬盘表示为“不可识别”的。

　　遇到住宿名单丢失的情况的话，难道我们就要束手待毙么？明明有学生住在里面啊！别急，学生确实都在，不就是丢了个名单么~

　　解决方法：
　　1.如果事先有住宿名单备份的话，直接拿出来就行了（废话！现在不就是没有备份嘛！）
　　2.如果没有备份，没办法了，只好暴力一点，从101房开始查：“同学，你们屋里住了几个人啊？都叫什么？”…………如此这般一直查到628最后一间房，连厕所也不能放过……好了，这样不是又有了一份名单吗？

　　对应到硬盘上是怎样的呢？分区表丢了，没关系，两种解决方法：1.原先有分区表的备份，直接还原回去；2.如果没有备份，那就要找一个“问话和记录”工具，比如Diskgenius，它能够“一间一间”地去找硬盘上有哪些文件，并把它们的属性都记录下来——这个过程我们常称为“恢复分区表”。

　　所以不难看出，分区表丢失虽然很让人头疼但并不可怕。只要认真学习“问话和记录”工具的使用，小心操作，硬盘里的数据是能够找回来的。这里顺带一提，所谓的“快速格式化”是系统在偷懒，它只是给了我们一份新的、空白的“分区表”，上面的文件压根没动。只要这时不要往里面添加新的文件（否则就改动后来的分区表了），重新把“所有房间”都查一次，文件一样能找回来。这也是一部分数据恢复软件的原理。

　　然后我们谈谈什么是硬盘的“引导扇区”。

　　 其实也很简单啊，就是宿舍的大门嘛~每天早上起来，同学们不都是从宿舍大门进出的嘛？同样，当我们开机的时候，只有打开硬盘的“大门”，我们才能接着做后面的事情。假如有天宿舍大门损坏了，同学们自然出不来了，当然我们连住宿名单都看不到了；对应到硬盘上就是“引导扇区损坏了”，自然也无法访问硬盘了，又由于损坏的是“大门”，所以也无法扫描恢复了（连进都进不去怎么扫描啊？）。那难道我们又要束手待毙了么？非也。这坏的大门不用了，在旁边的墙上重新敲个洞，安一扇新的门不就好了吗？在硬盘上，就表现为“屏蔽损坏的引导扇区”，而“新建引导扇区”，当然这就需要其他的工具软件才能完成了。

　　最后，我按照宿舍楼和硬盘对应的关系来回答一些常见的有关分区表的问题。Ghost失败了，系统进不去，硬盘上的数据能找回来吗？没事，用暴力搜索的方式查看并记录每一间“宿舍”的信息——用软件重建分区表。热插拔USB硬盘，硬盘进不去了，非要格式化吗？

　　否。丢失/损坏的同样是“住宿名单”——先使用chkdsk volume： /f（关于chkdsk命令请网络搜索，因为代码的问题，我这个命令只是一个形式，不是很准确）看能不能修复分区表，不行的话就使用“暴力”，重建分区表。如何避免硬盘进不去？

　　如果删除硬盘失败，那么不要直接拔下硬盘，一定有后台程序在使用硬盘。如果不知道怎么查找这个后台程序，那么还是老老实实重新启动或者关机之后再拔下来。意外断电会缩短硬盘的寿命，增大丢失数据的可能。起码为了上面的数据，请善待硬盘。“簇”大小对磁盘效率有什么影响？

　　回想下宿舍单间：假如寝室502能住4个人，那么，只要住进去一个人，这个宿舍就被占用了。如果第二个人因为其他原因（比如班级不同等），尽管他是一个自然人，但他也不能和前面的学生同住。于是502就有3个床位被浪费了~~
　　
　　本来这也没有什么，但是在Fat32的分区格式下，当硬盘容量变大的时候，“簇”也会跟着变大。比如硬盘大到一定程度的时候，这个“簇”里能放8个小文件了，但是仍然只有1个小文件放在里面，这样就等于1个文件占了8份空间，相对于前面的1个文件占用4个空间要多得多了。而一个windows系统里往往有上万个这样的小文件，这样空间的占用就比较可观了；另一方面，尽管现在的硬盘是比较大了，可能不在乎那点空间，但是磁盘查找文件的效率也会下降——原来是在4个床位找一个，现在要在8个床位找一个了。所以现在分区时大多采用NTFS格式，因为不管硬盘容量如何变化，NTFS格式里的“簇”大小是固定的。
　　
　　同时，“簇”又不能太小，否则会导致“房间”过多，同样会降低磁盘效率。

　　现在总结下硬盘和宿舍的对应关系吧：

　　硬盘　　-- 宿舍楼
　　文件　　-- 学生
　　分区　　-- 楼层
　　分区格式　　--房间布局
　　簇　　-- 单独的寝室房间
　　簇大小　　-- 一间寝室住几人
　　分区表　　-- 住宿名单
　　格式化　　-- 同学搬出，打扫房间
　　Diskgenius -- 问话和记录工具
　　使用文件的权限　　-- 宿舍钥匙
　　…………
　　请大家自行扩展~

　　希望初学者看过之后都能明白分区表的作用~遇到Ghost出现问题时，也不要过于惊慌，愿大家都能享受使用电脑带来的快乐。

　　

　　

　　为什么会有逻辑分区

　　前提是我们仍然将硬盘比作宿舍楼。如果大家仔细看过我前面写的东西，应该知道我还将“分区”比作寝室的“楼层”。那么，按理来讲，有几层楼就有几个分区，再自然不过了~但是，我们常用的windows系统有一个奇怪的规定。

　　所有的寝室不许超过4层楼！（为什么？凭什么？）

　　不管如何，这是个强制执行的命令，如果我本来最多就打算盖4层楼，那也就算了，没啥影响。可是，随着硬盘容量的增加，有越来越多的用户期望盖更高的楼，这可怎么办呢？

　　先来看一下常规的楼层结构：

 

　　这幢楼恰好有4层，分别为F1, F2, F3, F4（就是第一层，第二层，第三层，第四层的意思）

　　现在我要盖更多的房间，但是楼层又不能超过4层，怎么办呢？

　　我这样在一楼旁边添一层，我把这个新添加的区域称为D区~~以此类推，我想盖多长都行（注释1），就有了E区，F区~~等等

　　以后我们问起来：“你今天去哪层楼啊？”“我去D层。”这么一来，假如我加盖的是D区和E区，“看上去”就有了额外的“两层楼”，“总楼层数”达到了“5个”（实际上D区和E区加起来才能算是F1层）。这些实际上属于同一个楼层的各个“区”就成为“逻辑分区”，其他的常规分区称为“主分区”。

　　看完上面的怪异图片，可能会有不少朋友有这样的反应，“这谁给的规定啊，太死板了~”“楼修得也太难看了吧，能住么……”其实，这是一个“历史遗留”问题。早年的硬盘容量很小，而早期的DOS操作系统没有想到后来硬盘分区数会这么多，就规定了主分区只能有4个，后来的操作系统设计者考虑到了这个问题而又离不开DOS操作系统，于是就设计了一个折中方案——“逻辑分区”。对于前人的这种设计，我们还是宽容一点吧~毕竟今天的大部分个人用户使用起来还是足够的。

　　如果你能接受上面我所讲的，那么，我问一个问题，“一个一盘有一个C盘为主分区，D, E, F为逻辑分区，那这个硬盘上有几个主分区？” 如果你的答案是2个（注释2），那么你就理解我所写的东西了。因为D, E, F虽然是逻辑分区，但它们加起来还是要“占一层楼”的，也就是说，所有的“逻辑分区”加起来算一个“主分区”。

　　下面我回答一个初学者的问题，“我的笔记本C盘空间太大，我想分出来新建一个分区，为什么分出来的空间不让我建立分区？”

 

　　 一个常见的可能是——这台笔记本已经含有了4个主分区，这种情况在装有win7的笔记本上比较常见。如果我们用磁盘管理软件来查看硬盘的分区情况，我们可以看到这个硬盘上有一个“恢复出场设置”分区，一个“系统安装”分区，一个“win7自建隐藏”分区，还有n个“逻辑分区”。按照前面的观点，n个“逻辑分区”算一个“主分区”，那么总的主分区数就达到了4个，而你从“C盘”这个主分区里分出来的空间还是“主分区”属性的，当然不能再建立新的“主分区”咯。
　 
　 　那么，我们能不能把这个“主分区”属性的空白分区转化为“逻辑分区”属性呢？可以的。因为时间关系，请大家搜索“acronis disk director suite 10”这个软件的使用教程，它可以将“主分区”属性的空白分区并入“逻辑分区”且不会影响分区上的数据。

　　注释1：逻辑分区的数量也不是无限的，当C D E F这种字母被用光后，就无法“直接”分配盘符进而也无法再增加分区了——如果你钻牛角尖硬要增加……我建议你去搜索下这种情况下的解决方案……
　　注释2：其实，答案是2个或者2个以上。因为我可以将D盘作为一个逻辑分区，而E, F两个盘属于另一个主分区下的两个逻辑分区……等等~~

　　

　　Ghost?

　　Ghost不像一个幽灵，倒是像一个神灯精灵…

 
GHOST界面

　　 

　　Ghost在备份数据时不像一般的ctrl+c ctrl+v。后者仅对“学生”发号施令，让他们挪挪位置；而前者Ghost不仅造出一群“克隆人”，还修建了和原来一模一样的宿舍楼（包括门、钥匙、桌椅、床位等等）——所以我们称Ghost的备份是基于“簇”的（因为它新建了“寝室”啊），而“ctrl+c ctrl+v”这种我们称其是基于“文件”的。Ghost的备份比“ctrl+c ctrl+v”调动了更多资源，但是这在恢复数据时就成了一把双刃剑。

　　1.优势：不管原来的寝室楼被破坏成什么样子（大门不能坏），只要还能查看它的内部结构，那Ghost就可以把原先建好的大楼“乾坤大挪移”，让其恢复原状。

　　2.劣势：其实恰恰是它的优势。我们前面知道，管理“住宿名单”的大妈也占了一个房间（即分区表也是个文件），如果Ghost新建的大楼在这里出了问题，或者恢复文件的时候断电，那就意味着“住宿名单”出了问题，于是就会出现原文里提到的“因为Ghost导致分区表丢失了”

　　尽管能通过Diskgenius等软件修复分区表找回文件，但是额外的操作和二次风险是不能忽略的。顺带一提微软新推的备份程序ImageX，它也可以进行“整个宿舍”的备份，但是它的备份是基于“文件”的，除此之外ImageX可以对备份镜像内部的文件进行变更，这也是Ghost做不到的。

　　因为Ghost是对整个楼层进行“完完全全”的备份，所以连门和钥匙的形状就分毫不差。在基于NTFS格式的分区上，会有朋友遇到安装所谓的“Ghost系统”后，对系统文件无法改名或者删除等问题。这是为什么？以后的“文件权限”会告诉你。

　　

　　

　　文件操作权限

　　在最初的文章和12月6号的“Ghost？”中，提到了这样一个比方——房门和钥匙好比硬盘上的“文件操作权限”。利用这个比方，我来简单地讲讲“用户”和“文件操作权限”之间的关系。（其实我也只懂这么点了，欢迎高手拍砖）

　　寝室房门和寝室钥匙有这么几个特点：
　　
　　1.房门和钥匙有对应关系（这个不言自明）。此外钥匙可以划分成几个大类，比如“学生使用的”、“楼管使用的”……等等

　　2.校长的权力很高，但是他不一定有学生寝室的钥匙，这意味着“用户”权限和“文件操作权限”没有必然联系。

　　3.在windows系统下，早期的分区格式诸如Fat32，Fat12等，它们是“没有装门”的“寝室楼”，谁都可以进入寝室。而win2K及其以后的分区格式采用了NTFS，它相当于“装了门”的“寝室楼”。明白了这几点，我们从几个例子来深入了解“文件操作权限”

　　初学者问1：为何安装Ghost系统后，我不能对系统盘下的文件进行操作？

　　答：由12月6日的“Ghost”可知，Ghost的备份和还原是基于“簇”的。如果“簇”是“单个寝室”的话，那么，Ghost进行还原的时候，就把别的寝室楼的“门和钥匙”一并还原了回来。那我们用“自己的”寝室钥匙当然打不开别人寝室的门了。考虑到Ghost还原还可能损坏分区表，所以Ghost在NTFS格式越来越流行的今天，有逐渐退出个人用户使用的趋势。类似的，当我们重新安装系统时，有时由于用户名进行了变更，对于原来用户遗留的一些“老房间”，我们也打不开了。

　　初学者问2：如何能让我获得对某些文件夹的操作权限？

　　答：在windows用户中，这个问题多半发生在NTFS为分区格式的硬盘上。其实关于这个问题，网上的解答非常之多。由于时间关系，请大家搜索“NTFS 获得 文件权限”。若想进一步了解文件权限的相关知识，搜索“文件权限”即可。

　　这里我还是再强调一次：牢记校长没有学生寝室钥匙这个例子。校长在学校里的权限够高的吧？那可是Administrator级别的~但是，这么高的权限，他还不一定有学生的寝室钥匙呢。所以，“用户权限”和“文件权限”没有必然联系。

　　

　　

　　硬盘接口

 

　　若是问起初学者，“目前个人电脑运行速度的最大瓶颈出现在哪个部件上？”　有的菜鸟可能会回答，“大概是内存吧？CPU？”

　　其实无须我多言，安装了vista以上版本的操作系统的朋友看看系统自带的评分就知道了——对于大部分能流畅运行vista及其以上版本的操作系统，得分最低的项目往往是“硬盘”。（好吧，也许是显卡……但是显卡里不是没有高级货，而机械硬盘再怎么换也不可能跟上显卡的发展速度）

　　还记得最初的文章当中将“引导扇区”比作“宿舍大门”么？其实这个例子有点不全面，“宿舍大门”的另一个作用就是“决定了学生进出宿舍的最大流量”，而这类比到硬盘上就成为了硬盘的另一个重要参数“硬盘接口速率”。

　　这个例子其实很好理解：宿舍门越宽，同时能够走出来的学生就越多；同样地，硬盘接口速率越大，同时能传输的数据就越多。看上去我们只要无限加宽硬盘的“大门”就可以提高硬盘速度了，但实际上这受到另一个因素的影响——“硬盘内部传输速率”。

　　我们知道宿舍楼是分很多层的，所以同学们在楼内的移动速度是存在上限的。你要叫一个住在6楼的朋友出来玩，那他走到楼下总要有一个时间，而且这个时间还不短。而他行走的时间还决定于寝室楼的内部结构安排。比如有的寝室楼是老房子，楼梯很陡还是木质的，那他下来就要小心翼翼；而有的房子比较新，地板上还有防滑条，那他就可以走得很快；有的寝室还装有电梯，那就更快了。所以不难看出，如果学生在寝室内都走不快，我们把宿舍大门加得在宽也是没有多少提高的。而这个例子在硬盘发展史上有过类似的经历。

　　估计没多少朋友愿意看干巴巴的历史数据吧，所以我们这里暂且抛开历史不谈。我们只需知道：目前的硬盘的“大门”已经修得很宽了，但是机械硬盘的内部结构没啥改变，还是滑溜溜的瓷砖地，所以同学们（即文件）要出门的时候还是不够快。

　　下面我举几个工程师为了改变这一现状而想出的一些方法，以从侧面加强对“硬盘接口”和“传输速率”的理解。

　　什么是“NCQ”，它的原理是怎样的？
　　NCQ被称为“全速命令队列(Native Command Queuing，NCQ)”.全速命令队列是SATA II最先进和最令人期待的特性，是SATAⅡ规范中的重要组成部分.它的定义我们不需要做过多了解，我们来类比下它的原理就行。假若我们要从寝室楼里叫出X系二年级三班的所有同学共30人，那这个技术和原来的技术有什么区别呢？我们知道学生在学校里都安排了个人的学号，假若这30人的学号是从1排到30那么老技术就是这样把它们叫出来的：

　　1.先找1号学生住在XX寝室，把他叫出来
　　2.再找2号学生住在XX寝室，把他叫出来
　　3.…………4.……………………如上重复30次，学生叫齐了 这是不是很罗嗦呢？即使2号，3号，4号的寝室编号都在1号前面，程序还是不管他们，硬要先把1号叫出来，这不是多此一举吗？而NCQ则是这样叫的：

　　1.了解到现在需要叫出学号1-30共30人
　　2.开始找寝室，只要发现学号是这30个当中的，就把他叫出来
　　这么一来，理论上只需要扫描一次硬盘，就可以集合所有的同学了，是不是比老方法快了很多呢？

　　SSD是怎么回事？为什么它那么快？

　　技术层面我当然也是一窍不通，不过大概原理可以类比一下：假如普通的机械硬盘内部是又滑又窄的瓷砖楼梯道，那SSD就是装有多部高速电梯的寝室楼。这样一类比，相信大家从感性认识上可以初步了解SSD为何那么快吧？

　　最后总结下上面的内容：
　　硬盘速度受限于“大门”的宽度和“内部楼梯结构”。工程师想了很多办法在无法改变“内部结构”的情况下采用一些巧妙的办法用以加速内部人员流动。

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