1.3 硬盘数据组织

一般硬盘需要经过低级格式化、分区、高级格式化这几个步骤才能存储数据，其实质是在物理硬盘上建立一定的数据逻辑结构，才能完成对数据的存储和管理。下面从格式化步骤、数据存储的码制和区域、硬盘启动过程这几个方面来描述硬盘的数据组织。

1.3.1 数制与码制

在数据恢复工作中，总是能够遇到各种数制或码制的一些知识点。首先来了解一些数制的有关内容，所谓数制通常是指多位数码中每一位的构成方法以及从低位到高位的进位规则。常用的数制有以下4种。

（1）十进制。

所谓的十进制数，是指数的每一位有0～9十个数码出现的可能性，超过9的数必须用多位数码表示，其计数的基数是10，其中低位数和相邻高位数之间的关系是“逢十进一”。十进制也是人们在工作和生活中最常使用的一种计数制，例如：

167.23=1×102+6×101+7×100+2×10–1+3×10–2

因此，任意一个正的十进制数D均可展开为：

D=∑ki×10i （1）

其中ki是第i位的系数，它可以是0～9十个数码中的任意一个。若整数部分的位数是n，小数部分的位数是m，则i包含从0到n–1的所有正整数和从–m到–1的所有负整数。

若以N取代式（1）中的10，即可得到任意进制（N进制）数展开式的普遍形式：

D=∑ki×Ni （2）

式中i的取值范围与式（1）中的规定相同，N称为计数的基数，ki为第i位的系数，Ni称为第i位的权。

（2）二进制。

所谓二进制数，是指数的每一位只有两种可能的选择：0或1，其计数基数为2。低位和相邻高位之间的进位关系是“逢二进一”。二进制广泛应用于数字电路中。

根据式（2），任何一个二进制数均可展开为：

D=∑ki×2i

例如：

110.11=1×22+1×21+0×20+1×2–1+1×2–2

（3）八进制。

所谓八进制数，是指数的每一位有0～7八个数码出现的可能，其计数基数为8。低位与相邻高位之间的进位关系是“逢八进一”。

任何一个八进制数都可以按式（2）展开为：

D=∑ki×8i

例如：

35.74=3×81+5×80+7×8–1+4×8–2

八进制在数据的表达上比二进制简单，且与二进制之间的互相转换极为方便。

（4）十六进制。

所谓十六进制，是指数的每一位有16种可能的状态，分别用0～9、A（10）、B（11）、C（12）、D（13）、E（14）和F（15）表示。低位与相邻高位之间的进位关系是“逢十六进一”。因此，任意一个十六进制数均可展开为：

D=∑ki×16i

例如：

3B.6F=3×161+B×160+6×16–1+F×16–2=3×161+11×160+6×16–1+15×16–2

使用十六进制的优点：一是十六进制符号书写程序方便；二是十六进制数和二进制数之间的转换简单，从而使得十六进制数的应用比八进制数更加广泛。学习数据恢复技术，要掌握数制的知识，尤其是十六进制，因为很多操作都通过十六进制来表示。

下面讨论有关码制的内容。

在计算机领域数码不仅可用来表示不同的数量，而且还能用来表示不同的事物。而表示不同事物的代号，称为代码。所谓码制，是指在编制代码时所遵循的规则。

例如，如表1-1所示的8421编码就是码制的一种，在用四位二进制数码表示一位十进制数和十六进制数时，该编码规则把每一个代码都看作一个四位二进制数，各位的权依次为8，4，2，1。那么，每个代码的数值恰好等于它所表示的十进制数或十六进制数的大小。因此，又将这种码制称作8421编码。

表1-1 8421代码的编码表

其实，在计算机中的各种硬件编号或称序列号也是一种码制，这时的数字是序数，而不是基数。基数表示大小，序数只是一个代号，如主机有三块硬盘，这里“三块”是基数，表示的是事物的多少或大小；而三块硬盘标注为HD1、HD2和HD3，这里的HD1、HD2、HD3中的1、2和3，就是一种序列号或称序数，这些序数是对事物进行区分，而不是用来表示事物的大小或多少。

1.3.2 低级格式化

磁道、柱面和扇区这些概念，在前面的章节中已有简述，这自然会引出另一个相关问题，磁道、柱面和扇区是由谁创建的？这正是本节所要阐述的内容。

硬盘的磁道、柱面和扇区的创建者为：低级格式化。低级格式化将空白的磁盘划分出磁道、柱面、扇区，以及间隔区GAP和数据区DATA，并在每个扇区标识其ID。而且低级格式化不支持对一个单独的逻辑分区进行操作，它的操作对象只能是硬盘。通常情况下，硬盘制造商对每块出厂硬盘都要进行低级格式化，因此除非硬盘出现相关故障，一般情况下，使用者无需对硬盘进行低级格式化操作。

硬盘低级格式化是对硬盘一种彻底性的操作，该操作将使硬盘上的所有数据丢失，且对硬盘寿命产生一定的负面影响，一般不到万不得已，最好不要这样操作。只有非常必要的时候才能低级格式化硬盘。一是硬盘出厂前，硬盘厂会对硬盘进行一次低级格式化；另一个是当硬盘出现某种类型的坏道时，使用低级格式化能起到一定的缓解或者屏蔽作用。硬盘在长时间使用过程中，会造成损伤，出现坏道。坏道有两种，一种是物理坏道，另一种是逻辑坏道。当硬盘出现坏道时，很有可能造成文件丢失和损坏等问题。

硬盘的低级格式化过程主要对硬盘做了以下几项工作。

1.对扇区清零并重新编号

低级格式化过程中将每个扇区的所有字节全部置为零，并对所有扇区进行重新编号。编号的依据是P-list中的记录及区段分配参数（该参数决定各个磁道划分的扇区数），编号时，会自动跳过P-list中所记录的缺陷扇区，使用户无法访问到那些缺陷扇区。如果这个过程半途而废，有可能导致部分甚至所有扇区被报告为标识不对（Sector ID not found，IDNF）。经过编号后，每个扇区都分配到一个特定的标识信息（ID）。要注意的是，这个编号过程是根据真正的物理参数来进行的。

2.对扇区重写校验值，并进行读写检查

低级格式化一个最基本的操作内容是将每个扇区的校验值也写回初始值，这样可以将部分缺陷纠正过来。如果一个硬盘出现校验错误（ECC Error），通常有两种原因：一是由于盘片的磁介质损伤；二是由于扇区数据与该扇区的校验值不对应。针对第二种请况，当低级格式化对硬盘清零后并重新校验，就很有可能将扇区数据与该扇区的校验值重新对应起来，而达到“修复”该扇区的功效。这就是低级格式化能“修复”坏道的原因。

另外，有些低级格式化工具会对每个扇区进行读写检查，如果发现读过程或写过程出错，就认为该扇区为缺陷扇区。然后，调用通用的自动替换扇区（Automatic reallocation sector）指令，尝试对该扇区进行替换，也可以达到“修复”的功效。

3.重写磁道伺服信息并更新编号

有些硬盘在低级格式化时，允许将每个磁道的伺服信息重写，并依据P-list或TS记录来跳过缺陷磁道（defect track），且对正常磁道编号进行更新，使用户无法访问这些缺陷磁道，从而起到对缺陷磁道“修复”的效果。这个操作也根据真正的物理参数来进行的。

4.写状态参数，并修改特定参数

富士通IDE硬盘和希捷SCSI硬盘在低级格式化时，会有一个状态参数，记录着低级格式化过程是否正常结束，如果不是正常结束低级格式化，会导致整个硬盘拒绝读写操作。有些硬盘还可能根据低级格式化过程的记录改写某些参数。

硬盘低级格式化有利有弊，厂家一般都不推荐对硬盘进行低级格式化，以免使硬盘的交错因子等参数发生改变，影响硬盘的性能与寿命。但硬盘低级格式化确实对解决如恶性病毒、逻辑坏道等某些问题有用。若确实需要进行低级格式化，应尽量采用厂家专用的低级格式化程序。另外“低级格式化”的过程进行得很慢，若中途出现掉电、死机等意外情况，将会造成非常严重的后果，而且由于“低级格式化”时要使硬盘的低层物理特性发生一定变化，对硬盘的寿命肯定有影响，所以不要轻易对硬盘进行低级格式化操作。

硬盘低级格式化有许多方法，例如直接在CMOS中对硬盘进行低级格式化，或者使用汇编语言进行硬盘低级格式化，而最常见的是使用一些工具软件来对硬盘进行低级格式化，常见的低级格式化工具有Hard Disk Management Program（lformat、DM）及硬盘厂商们推出的各种低级格式化工具等，如表1-2所示。

表1-2 低级格式化工具介绍

1.3.3 分区

通常硬盘的容量都比较大，现在容量达到500GB以上的硬盘也司空见惯，随之而来的问题就是：如何科学合理地管理好这些大硬盘。简单地说，分区是为了更好地管理硬盘文件。一块大容量硬盘正如一套房子，为了便于管理和使用空间，通常会用墙壁或隔断把居室划分成一个一个相对独立的单间。硬盘分区的主要优点如下。

（1）有利于提高磁盘空间的利用率。

计算机操作系统在为文件分配空间时以簇为基本单位而不是以扇区为单位，而簇的大小与分区大小密切相关。划分不同大小的分区，有利于提高磁盘空间的利用率，减少磁盘空间的浪费。

（2）有利于提高系统的运行效率。

划分分区的硬盘和单一的大容量硬盘相比，无论是数据查找还是程序调用，其运行效率都明显提高，从而提升了磁盘的使用性能。

（3）便于硬盘的规划、文件的管理。

在工作中，经常遇到多部门、多人员共用一台微机，或一个人要管理多种不同类型、不同用途的数据，此时将一块大容量硬盘根据需要进行合理分区，变成若干个大小不同的逻辑盘。可将不同部门、不同人员的文件，或者管理的不同用途、不同种类的文件放置在不同的逻辑盘中，以利于数据的分类管理，互不干扰。避免由于误操作（误执行格式化命令、删除命令等）造成整个硬盘数据全部丢失。

（4）有利于数据的安全和病毒的防治。

在计算机使用中，由于系统崩溃等原因，需要对C盘进行格式化和重装系统，此时如果C盘上只装有系统文件，而所有的用户数据文件都放在其他分区和逻辑盘上，这样即使格式化C盘也不会造成太大损失，对用户文件形成威胁。

合理的分区和有效的管理，便于病毒的防治，若某逻辑盘装有重要文件，可以用工具软件设为只读，从而减少病毒感染的可能性。即使病毒造成系统瘫痪，由于某些病毒只攻击C盘，也可以使其他逻辑盘的文件得到保护。

（5）方便对不同分区进行磁盘整理，缩短执行时间。

（6）当需要安装多个操作系统时，会使用不同类型的文件系统，这只能在不同的分区上实现。

1.什么是分区

分区顾名思义就是对硬盘存储区域的重新划分，是将硬盘划分为若干个逻辑区域。每一个逻辑区域都有一个确定的起、止位置，在起止位置之间的那些连续的扇区都归该逻辑区域所有，不同逻辑区域的起止位置互不交错。了解了分区的概念以后，读者可能马上关心的问题就是：计算机系统是通过什么方式实现对分区进行管理的呢？要弄懂这个问题，必然要涉及到另外一个概念，那就是硬盘分区表（Disk Partition Table，DPT），硬盘分区表记录了每个分区的起始地址、结束地址以及分区的总扇区数等信息。这些信息就是分区命令（如Fdisk）完成时写到硬盘的0柱面、0磁头、1扇区上，实现了对分区的管理。硬盘分区表是主引导扇区（Master Boot Recorder，MBR）或称主引导记录的重要组成部分。主引导扇区就位于硬盘的0柱面、0磁头、1扇区上。它不属于任何操作系统，它先于所有的操作系统调入内存并发挥作用，根据主分区表信息来管理硬盘，然后才将控制权交与活动分区内的操作系统。

一块硬盘做完低级格式化后，必须进行分区操作，通过分区来完成主引导记录的写入，然后才能使用硬盘保存各种信息。使用者可以根据硬盘的容量和个人使用习惯，创建一个、两个或几个分区划分硬盘空间。不过，不论划分了多少个分区，也不论使用的是SATA、SCSI硬盘还是IDE硬盘，都必须把硬盘的主分区设定为活动分区，这样才能够通过硬盘启动系统。

DOS和FAT文件系统最初都被设计成支持在一块硬盘上最多建立24个分区，使用英文字母C～Z分别表示24个驱动器盘符。但是主引导记录中的分区表最多只能包含4个分区记录。为了有效地解决这个问题，DOS的分区命令FDISK允许用户创建一个扩展分区，并且在扩展分区内再建立最多23个逻辑分区。其中的每个分区都单独分配一个盘符，可以被计算机作为独立的物理设备使用。关于逻辑分区的信息都被保存在扩展分区内，而主分区和扩展分区的信息被保存在硬盘的MBR内。这也就是说，无论硬盘有多少个分区，其主启动记录中只包含主分区（也就是启动分区）和扩展分区两个分区的信息。

2.常见分区格式

FAT（File Allocation Table）是“文件分配表”的意思。顾名思义，就是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。假若丢失了文件分配表，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，MS-DOS 6.x及以下版本使用FAT16；OS/2使用HPFS；Windows NT则使用NTFS；而MS-DOS 7.10及ROM-DOS 7.10同时提供了FAT16及FAT32供用户选用。其中常见的有FAT16、FAT32文件系统，现在分区最常用的就是NTFS格式。

（1）FAT16格式。

FAT16使用了16位的空间来表示每个扇区配置文件的情形，以“簇”为单位分配存储空间，能支持的最大分区为2GB。所谓簇就是磁盘空间的配置单位，正如图书馆内一格一格的书架一样。每个要存到磁盘的文件都必须配置足够数量的簇，才能存放到磁盘中。

FAT16分区格式的最大缺点就是硬盘的实际利用效率低。在DOS和Windows系统中，磁盘文件的分配是以簇为单位的，一个簇只分配给一个文件使用，不管这个文件占用整个簇容量的多少。而且每簇的大小由硬盘分区的大小来决定，分区越大，簇就越大。例如1GB的硬盘若只分一个区，簇的大小是32KB，即使一个文件只有1B长，存储时也要占32KB的硬盘空间，剩余的空间便全部闲置，这样就导致了磁盘空间的极大浪费。FAT16支持的分区越大，磁盘上每个簇的容量也越大，造成的浪费也越大。所以随着当前主流硬盘的容量越来越大，其缺点显得越来越突出。为了克服FAT16的这个缺点，微软公司在Win 97操作系统中推出了一种全新的磁盘分区格式FAT32。支持这种磁盘分区格式的操作系统从DOS、Windows 97、Windows 98到Windows NT、Windows 2000。

（2）FAT32格式。

FAT32采用32位的文件分配表，使其对磁盘的管理能力大大增强。由于采用了更小的簇，FAT32文件系统可以更有效地保存信息和使用空间。同时，支持的磁盘大小达到2TB（2048GB），但是不能支持小于512MB的分区。基于FAT32的Win 2000可以支持的分区最大为32GB；而基于 FAT16的Win 2000支持的分区最大为4GB。FAT32文件系统可以重新定位根目录和使用FAT的备份副本。此外，FAT32驱动器上的引导记录也得到扩展，包括了关键数据结构的备份副本。因此，与现有的FAT16驱动器相比，FAT32驱动器不容易受单点故障的影响。支持这种磁盘分区格式的操作系统有Windows 97、Windows 98、Windows 2000和Windows XP。

（3）NTFS格式。

NTFS （New Technology File System）是Windows NT操作环境和Windows NT高级服务器网络操作系统环境的文件系统。其目标是提供可靠性，通过可恢复能力（事件跟踪）和热定位的容错特征实现。NTFS是一个可恢复的文件系统，在NTFS分区上用户很少需要运行磁盘修复程序，NTFS通过使用标准的事务处理日志和恢复技术来保证分区的一致性。NTFS支持对分区、文件夹和文件的压缩，可以为共享资源、文件夹以及文件设置访问许可权限。NTFS 提供长文件名（文件名长度可达 256个字符）、数据保护和恢复，并通过目录和文件许可实现安全性。NTFS 支持大硬盘和在多个硬盘上存储文件（称为卷）。

NTFS采用了更小的簇，可以更有效率地管理磁盘空间。在Win 2000的FAT32文件系统下，分区大小在2GB～8GB时簇的大小为4KB；分区大小在8GB～16GB时簇的大小为8KB；分区大小在16GB～32GB时簇的大小则达到了16KB。而Win 2000的NTFS文件系统，当分区的大小在2GB以下时，簇的大小都比相应的FAT32簇小；当分区的大小在2GB以上时（2GB～2TB），簇的大小都为4KB。相比之下，NTFS可以比FAT32更有效地管理磁盘空间，最大限度地避免了磁盘空间的浪费。

Windows 2000采用了更新版本的NTFS文件系统NTFS 5.0，用户不但可以像使用Win 9X那样方便快捷地操作和管理计算机，同时也可享受到NTFS所带来的系统安全性。虽然DOS 用户不能访问 NTFS 分区，但是 NTFS 文件可以复制到DOS分区。每个 NTFS 文件包含一个可被 DOS 文件名格式认可的DOS 可读文件名。这个文件名是 NTFS 从长文件名的开始字符中产生的。支持这种分区格式的操作系统有Windows NT、Windows 2000、Windows XP。

3.分区的基本规则

如图1-12所示，是使用分区软件给新硬盘上建立分区的顺序，其操作步骤如下。

（1）建立主分区。

（2）建立扩展分区。

（3）建立逻辑分区。

（4）激活主分区。

（5）格式化所有分区。

一个硬盘的主分区就是包含操作系统启动所必需的文件和数据的硬盘分区，要在硬盘上安装操作系统，则该硬盘必须有一个主分区。扩展分区也就是除主分区外的分区，它不能直接使用，必须再将它划分为若干个逻辑分区，通常在操作系统中逻辑分区就是盘符显示为D、E、F等的分区。

目前Windows所用的分区格式主要有FAT16、FAT32、NTFS，由于FAT16分区格式的硬盘实际利用效率低，因此该分区格式已经很少用了。

FAT32采用32位的文件分配表，使其对磁盘的管理能力大大增强，且其兼容性较强，它是目前使用得最多的分区格式，Win98/Me/2000/XP都支持此种格式。

NTFS文件系统是一个基于安全性及可靠性的文件系统，除兼容性之外，它远远优于FAT32。它不但可以支持2TB大小的分区，而且支持对分区、文件夹和文件的压缩，可以更有效地管理磁盘空间。对局域网用户来说，在NTFS分区上可以为共享资源、文件夹以及文件设置访问许可权限，安全性要比FAT32高得多。

对于主分区C盘而言，采用FAT32分区格式的优点为：可以兼容很多从Win98启动盘演变而来的启动工具，而这些启动工具大多数情况下不能辨识NTFS分区，当C盘的操作系统损坏或者清除开机加载的病毒木马时，我们往往需要用工具盘来修复。因此，如果C盘是采用NTFS分区格式的，启动工具盘是无法操作C盘的。

4.分区软件

常见的分区软件有DOS下的FDISK、Windows下的Partition Magic和DiskGenius。

●FDISK

FDISKK程序是较早的硬盘分区工具，是DOS和Windows系统自带的分区软件，优点为速度快、使用比较广泛；缺点为原有硬盘数据将丢失、不支持NTFS。由于多数读者对它的操作步骤也比较熟悉，本书在此不作介绍。

●Partition Magic

从功能上来说Partition Magic（分区魔术师，简称PQ）主要是一个磁盘管理工具，与FDISK相比有以下特点：允许在不损失硬盘中原有数据的前提下对硬盘进行重新设置分区、格式转换、更改硬盘分区大小、隐藏硬盘分区、多操作系统启动、可以手动调整文件簇的大小，甚至可以修改盘符的顺序等操作。Partition Magic有DOS、Windows、O S/2几个版本，这里介绍For Windows版本，如图1-13所示，界面友好，操作直观。

PQmagic缺点是PQ6在DOS下速度太慢，PQ8在操作系统下运行，不能断电，操作过程中严禁非正常关机或者关闭Pqmagic。

Partition Magic主要功能操作方法如下。

（1）无损更改硬盘分区的大小。

计算机使用一段时间后，会发现当初建立的硬盘分区已经不能适应现在应用程序的要求了，而重新设置分区要保证硬盘所有分区的数据安全。使用Partition Magic“更改/移动硬盘分区”功能就可以解决。

方法是：首先在硬盘列表中选择需要更改的硬盘分区；在工具栏单击“Resize/Move Partition”按钮，启动“Resize/Move Partition”操作界面，如图1-14所示。将鼠标移动到上面的粉红色条纹上，即可直接拖动，下面显示框中的数值同时发生变化。

在条纹框中，灰色表示腾出的自由空间（FreeSpace）的大小。另外，可以在下面的数值框中直接填写需要的分区大小，但腾出的自由分区大小值不能超过硬盘的最大自由空间，而新生成的分区（NewSize）大小也不能小于已经使用的硬盘容量。

Partition Magic对新分区的位置设定是通过“FreeSpace Before”和“FreeSpace After”中的数值来实现的。如果“FreeSpace Before”值为0，表示新分区排在原分区之后，如对C盘更改，新分区就在C、D盘之间；如果“FreeSpace After”值为0，表示新分区排在原分区之前，新分区就在C盘之前。设置完成后确定，再查看硬盘分区列表，发现多了一个名为FreeSpace的分区，这就是新的自由空间。

（2）创建新分区。

在自由空间上也可以创建新分区。如图1-15所示，逻辑分区D、E之间有一块自由空间，下面就在该自由空间上建立一个新的分区。

在“Pick a Task”一栏单击“Create a new partition”，进入“Create a new partition”操作界面，并根据创建新分区向导，连续单击Next按钮进入新分区窗口1，如图1-16所示。

该窗口可以对所创建新分区的相关参数进行设置，如大小、卷标、分区格式、逻辑分区盘符等参数。设置完毕后，单击Next按钮，进入新分区窗口2，如图1-17所示。

单击Finish按钮，该新分区将创建完毕，如图1-18所示。

（3）分区合并。

如果把两个分区合并成一个分区，条件有两个：一是两个分区必须是相邻分区；其次是两分区必须是同一格式的分区。如图1-19所示，分区E、G是相邻分区，并都是NTFS格式。

两个NTFS分区合并，还有一个条件就是：其簇的大小必须一样。如果其大小有差异，那就需要修改，根据分区合并向导的提示得知：E盘的簇的大小为4KB，而G盘的簇大小为2KB。此时，只有把G盘的簇大小调整为4KB才能进行合并。具体方法是：依次选择工具栏中的Partition→Advanced→Resize Cluster，进入Resize Clusters-G窗口，如图1-20所示，将New cluster size的值由2KB调整为4KB，单击“OK”按钮确定即可。

在“Pick a Task”一栏中选择“Merge partitions”，根据分区合并向导，进入选择合并分区的第一个分区的窗口，如图1-21所示。

在图1-21中，选择分区E，单击Next按钮，进入到欲合并分区的第二个分区窗口，选择分区G，如图1-22所示，然后单击Next按钮。

选择两个分区后，系统会显示一个提示输入文件夹名的窗口，此时选择输入E或其他盘符，单击Next按钮即可。

Partition Magic还有分割分区、分区格式转换、删除分区等功能，读者可以根据各自的向导，按照提示一步一步操作即可。在此就不再赘述。

注意事项：

（1）上述所有操作必须在完成之后，选择“应用更改（Apply Changes）”或“完成”操作，执行所有设置并重新启动计算机之后，所有的设置才会生效。

（2）分区格式的操作一定要慎重，不是任何时候都可以顺利恢复的。

（3）在应用所有更改的过程中，不可断电或发生其他故障中断，否则会出现意想不到的恶性后果。

●DiskGenius

DiskGenius软件有两种功能：磁盘分区及数据恢复。

在磁盘分区方面：它支持对GPT磁盘（使用GUID分区表）的分区操作。具备建立分区、删除分区、格式化分区、快速分区、整数分区等磁盘管理功能。

在数据恢复功能方面：具备丢失分区恢复功能（快速找回丢失的分区），误删除文件恢复、分区被格式化及分区被破坏后的文件恢复功能，分区备份与分区还原功能，复制分区、复制硬盘功能，检查分区表错误与修复分区表错误功能，检测坏道与修复坏道的功能，如图1-23所示。

本节将重点介绍DiskGenius的磁盘分区部分功能，对其数据恢复功能将不再赘述。

（1）建立分区。

创建分区之前首先要确定准备创建的分区类型，以确定所创建的分区是“主分区”、“扩展分区”还是“逻辑分区”。

如果要建立主分区或扩展分区，请首先在硬盘分区结构图上选择要建立分区的空闲区域（以灰色显示）。如果要建立逻辑分区，要先选择扩展分区中的空闲区域（以绿色显示）。然后单击工具栏中“新建分区”按钮，或依次选择“分区”→“建立新分区”菜单项，也可以在空闲区域上单击鼠标右键，然后在弹出的菜单中选择“建立新分区”菜单项。程序会弹出“建立分区”对话框，如图1-24所示。

按需要选择分区类型、文件系统类型，输入分区大小后单击“确定”按钮即可建立分区。

为了防止读写效率下降，对于某些采用了大物理扇区的硬盘，其分区应该对齐到物理扇区个数的整数倍。此时，应该勾选“对齐到下列扇区数的整数倍”复选框并选择需要对齐的扇区数目。

如果需要设置新分区的更多参数，可单击“详细参数”按钮，以展开对话框进行详细参数设置，如图1-25所示。

对于GUID分区表格式，还可以设置新分区的更多属性。参数设置完后单击“确定”按钮即可按指定的参数建立分区。

新分区建立后并不会立即保存到硬盘，仅在内存中建立。执行“保存分区表”命令后才能在“我的电脑”中看到新分区。这样做的目的是为了防止因误操作造成数据破坏。

（2）激活分区。

活动分区是指用以启动操作系统的一个主分区。一块硬盘上只能有一个活动分区。

要将当前分区设置为活动分区，可以单击菜单中的“分区”→“激活当前分区”项，也可以在要激活的分区上单击鼠标右键并在弹出菜单中选择“激活当前分区”项。如果其他分区处于活动状态，将显示如图1-26所示的警告信息。

单击“是”按钮即可将当前分区设置为活动分区，同时清除原活动分区的激活标志。

通过单击菜单中的“分区”→“取消分区激活状态”项，可取消当前分区的激活状态，使硬盘上没有活动分区。

（3）隐藏分区。

当分区处于隐藏状态时，操作系统将不为其分配盘符，在“我的电脑”中看不到这样的分区，应用程序也不能对其进行访问。但隐藏分区内的文件没有丢失，只是通过正常方式无法访问了。

要隐藏当前选择的分区，请单击菜单中的“分区”→“隐藏当前分区”项，也可以在要隐藏的分区上单击鼠标右键并在弹出菜单中选择“隐藏当前分区”项。如果当前分区是系统分区或本软件所在分区，程序会显示如图1-27所示的提示信息。

否则程序将尝试锁定当前分区。如果当前分区正在使用中，程序会询问是否卸载当前分区，如图1-28所示。

如果锁定或卸载成功，程序将删除当前分区的盘符，最后隐藏分区。分区隐藏后，将在“我的电脑”中消失。但仍在本软件中可见，并可访问分区内的文件。

要取消分区的隐藏状态，请首先选择要取消隐藏的分区。然后单击“分区”→ “取消隐藏状态”菜单项，程序会立即取消这个分区的隐藏状态。

（4）搜索已丢失分区（重建分区表）。

“重建分区表”可以通过已丢失或已删除分区的引导扇区等数据中恢复这些分区，并重新建立分区表。

分区的位置信息保存在硬盘分区表中。分区软件删除一个分区时，只是将分区的位置信息从分区表中删除，而不会删除分区内的任何数据。本软件通过搜索硬盘扇区，找到已丢失分区的引导扇区，通过引导扇区及其他扇区中的信息确定分区的类型、大小，从而达到恢复分区的目的。

本功能在不保存分区表的情况下也可以将搜索到的分区内的文件复制出来，甚至可以恢复其内的已删除文件。搜索过程中立即显示搜索到的分区，可即时浏览分区内的文件，以判断搜索到的分区是否正确。

要恢复分区，请先选择要恢复分区的硬盘。

选择好硬盘后，单击“工具 - 搜索已丢失分区（重建分区表）”菜单项，或在右键菜单中选择“搜索已丢失分区（重建分区表）”。程序弹出“搜索丢失分区”对话框，如图1-29所示。

可选择的搜索范围有：

（1）整个硬盘：忽略现有分区，从头到尾搜索整个硬盘。

（2）当前选择的区域：保留现有分区，并且只在当前选择的空闲区域中搜索分区。

（3）所有未分区区域：保留现有分区，并且依次搜索所有空闲区域中的已丢失分区。

设置好搜索选项后，单击“开始搜索”按钮，程序开始搜索过程。

搜索到一个分区后，本软件立即在界面中显示刚刚搜索到的分区，并弹出提示信息，如图1-30所示。

此时，如果搜索到的分区内有文件，程序会自动切换到文件浏览窗口并显示分区内的文件列表。用户可据此判断程序搜索到的分区是否正确。可以不关闭搜索到分区的提示，即可在主界面中查看刚刚搜索到的分区内的文件。如果通过文件判断该分区不正确，请单击提示对话框中的“忽略”按钮。如果分区正确，请单击“保留”按钮以保留搜索到的分区。单击“保留”按钮后，程序不会立即保存分区表（不写硬盘）。继续搜索其他分区，直到搜索结束。有时候对话框中还会有一个“这是一个主分区”或“这是一个逻辑分区”的选项。如果DiskGenius显示的主分区或逻辑分区类型不正确，可以通过勾选此选项进行转换。

搜索完成后，程序弹出如图1-31所示的提示。

搜索完成后，在不保存分区表的情况下，可以立即利用本软件访问分区内的文件，如复制文件等，甚至恢复分区内的已删除文件。但是只有在保存分区表后，搜索到的分区才能被操作系统识别及访问。

如果想放弃所有搜索结果，请单击“硬盘→重新加载当前硬盘”菜单项。

DiskGenius还有很多其他功能，鉴于篇幅有限，在此不再赘述。读者可以根据该软件的使用向导，不断熟悉其各种功能。

以上三个有关分区操作的工具软件，在不同的时间使用，其表现出的特点和优势各有不同。第一次装机，使用FDISK就可以满足要求。当使用中的硬盘分区的大小需要调整，又要确保分区中的数据安全，可用Partition Magic。而DiskGenius的主要特点是查找丢失分区以及相关的数据恢复功能。

1.3.4 高级格式化

一块硬盘经过逻辑分区之后，每个逻辑盘并不能够立即投入使用，要想启用这些逻辑盘，就必须对每个逻辑盘进行进一步的规划，从而实现对将来所存储数据的有效管理。而这里所谓的“规划”就是高级格式化。所以高级格式化操作对象只能是逻辑盘（或者说逻辑分区），而不是物理硬盘或者某个目录，而低级格式化的操作对象是硬盘。

高级格式化究竟对磁盘做了那些工作？讲起来很多，但高级格式化最根本的任务是：在逻辑分区上搭建文件系统。具体的工作是：其一是检查整个磁盘上有无带缺陷的磁道，并对坏道加注标记，对逻辑分区内的正常扇区进行编号，以便对分区内的扇区进行统一管理；其二是要在主磁盘分区上建立DBR（即DOS引导记录），并装入DOS的三个系统文件；其三是在各个逻辑盘建立文件分配表（FAT）；其四是建立根目录对应的文件目录表（FDT）及数据区。

从理论上讲，高级格式化并没有真正从磁盘上删除数据，它只是给数据所在的磁盘扇区的开头部分写入了一种特殊的删除标记，告诉系统这里可以写入新的数据。只要在格式化后没有立刻用全新的数据覆盖整个硬盘，那么原来的数据还会完好地存在原处，只需要一些特定的软件即可恢复原来的数据。

在DOS和Windows操作系统下都可以执行磁盘的格式化。

●在DOS下用Format格式化

磁盘格式化（Format）命令属于DOS外部命令，要在DOS操作系统环境下执行。

格式化命令格式：format〈盘符：〉[/参数]

其中，format〈盘符：〉/s只用于已激活的主分区，其他逻辑盘则不适合使用该命令。

如果对使用中的硬盘进行格式化，并且不对分区的大小做调整，则可使用以下命令快速格式化：

●format〈盘符：〉/Q

格式化实际是对磁盘进行使用前的预处理以便存入数据。一般而言，新盘是必须格式化的，而使用过的旧盘也可以格式化，格式化后磁盘上全部数据将被删除。

注意

●在Windows下格式化

在Windows系统的“磁盘管理”中，选取相应的分区，单击鼠标右键，选择命令项，即可完成格式化、分区等操作，还可以选择快速格式化、完全格式化等操作。下面以在Windows XP中，利用图形界面对硬盘进行更加高效灵活的格式化、分区操作。

右键单击“我的电脑”，选择“管理”命令。在打开的“计算机管理”窗口中，依次展开“计算机管理”→“存储”→“磁盘管理”选项，在右侧窗格中显示当前硬盘的分区情况。

在“未指派”的磁盘空间上单击鼠标右键，选择“新建磁盘分区”命令。在弹出的磁盘分区向导窗口中，选择分区类型为“扩展分区”，单击“下一步”按钮后，输入新建分区的容量大小，接着在此设置分区的磁盘文件格式，并勾选“不格式化”项，最后单击“完成”按钮即可完成分区操作。

在右侧窗格中，选中需要格式化的分区，单击鼠标右键，选择“格式化”命令。系统弹出提示信息：“磁盘分区上的所有数据都会丢失，确定要格式化这个磁盘分区吗？”。确认后弹出格式化窗口，报告该盘的卷标、文件系统、分配单位大小和快速格式化的选项。再次确定后弹出警告信息：“格式化会清除该卷上所有数据”，确认后进行格式化过程，显示执行进度条，显示100%则格式化完成。

●快速格式化

在对磁盘进行格式化时，还有一个选择是“快速格式化”。

当运行常规格式化命令时，会在当前分区的文件分配表中将分区上的每一个扇区标记为空闲可用，同时系统将扫描硬盘以检查是否有坏扇区，扫描过程中会为每一个扇区打上可用标记。扫描坏扇区的工作占据了格式化磁盘分区的大部分时间。

如果选择的是快速格式化，那么将只从分区文件分配表中删除标记，而不扫描磁盘以检查是否有坏扇区。只有在硬盘以前曾被格式化过并且在能确保硬盘没有损坏的情况下，才可以使用此选项。

1.3.5 硬盘启动过程

下面介绍一下基于x86的计算机系统的启动过程。

第一步：按下电源开关，计算机系统的电源电压将经历一个由不稳定状态向稳定状态转化的过程（其实只是一瞬间的事情），在这个过程中，主板上的控制芯片组要完成两件事情：一是向CPU发出并保持一个REST信号，使CPU恢复到初始状态；二是检测电源电压是否处于稳定状态，如果电源电压已处于稳定状态，则撤去REST信号。上述两件事情完成后，CPU即开始进行POST（Power－On Self Test，加电后自检）。

第二步：系统进行POST，其主要任务是对内存、显卡、IDE控制器等系统关键设备进行检测，以判断这些硬件设备是否存在和能否正常运行。如果一切正常，POST过程应该进行得非常快，如果检测过程发现了一些致命错误，那么系统BIOS就会以控制喇叭发声的长短和次数代表错误的类型。POST结束之后，系统将会调用其他代码来进行更完整的硬件检测。

第三步：系统BIOS将查找显卡以及其他设备的BIOS，并调用这些BIOS内部的初始化代码来初始化显卡及相关的设备。此时屏幕上会显示出一些初始化信息，介绍显卡的生产厂商、图形芯片类型等内容。

第四步：在上述工作进行完毕之后，系统BIOS将显示一个包括系统BIOS的类型、序列号和版本号等内容的启动画面。

第五步：系统BIOS将检测CPU和所有的RAM，并显示CPU的类型、工作频率以及内存测试的进度。

第六步：系统BIOS将开始检测系统中安装的硬盘、CD－ROM、串口、并口、软驱等的一些标准硬件设备。同时还要对内存的定时参数、硬盘参数和访问模式等进行自动检测和设置。

第七步：系统BIOS开始检测和配置系统中安装的即插即用设备，并为找到的设备分配中断、DMA通道和I/O端口等资源。同时在屏幕上显示出设备的名称和型号等信息，

第八步：所有硬件检测配置完毕后，系统BIOS将更新ESCD（Extended System Configuration Data，扩展系统配置数据）。ESCD存放在CMOS之中，是用于系统BIOS与操作系统交换硬件配置信息的一种手段。ESCD更新完毕后，进入到下一步。

第九步：系统BIOS的启动代码将根据用户在CMOS中的设置从相应设备启动。系统BIOS将读取并执行装有操作系统的启动盘上的主引导记录，并从主引导记录的分区表中找到第一个活动分区，然后读取并执行该活动分区的分区引导记录，而分区引导记录将负责读取并执行IO.SYS（IO.SYS是DOS和Windows 9x最基本的系统文件）。Windows 9x的IO.SYS首先要初始化一些重要的系统数据，然后就显示出桌面背景，Windows将继续进行DOS部分和GUI（图形用户界面）部分的引导和初始化工作。

上面介绍了计算机冷启动时所要完成的各种初始化工作，如果进行热启动，系统将直接从第三步开始，也不会再进行CPU的检测和内存测试。