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硬盘分区表格式之MBR与GPT详解

2018-08-24 10:16:04人浏览
简介 以前的硬盘基本全是MBR格式分区表,近几年随着windows 8和windows 10的预装系统普及,大家可能发现越来越多的硬盘已经不再使用传统的MBR分区表格式了,而用的是一种新的分区
    以前的硬盘基本全是MBR格式分区表,近几年随着windows 8和windows 10的预装系统普及,大家可能发现越来越多的硬盘已经不再使用传统的MBR分区表格式了,而用的是一种新的分区格式GPT,那么这是一种什么格式呢?两者有何区别呢?了解这些,我们首先要明白什么是硬盘的分区表。
 

分区表

      计算机的资料都存储在硬盘中,你要明白的是:物理硬盘是不能被直接使用的,要在该硬盘上划分出分区后,才能够使用。其实仅仅划分出分区后,这块硬盘仍然是不能被使用的,需要在划分好的分区上创建文件系统,比如FAT或NTFS,之后才能够被使用。
      一块物理硬盘,可以划分成多个分区(当然,如果你愿意,也可以把硬盘只划分成一个分区),如何把一块物理硬盘划分成多个分区呢?这就要使用分区表了。分区表定义与保存了硬盘的分区信息,分区表位于硬盘开头的一段特定的物理空间内,操作系统等软件通过读取分区表内的信息,就能够获得该硬盘的分区信息。

     如图,硬盘的空间被分成了C、D、E三个分区,这三个分区的信息,则保存在硬盘最开头的分区表中。
     这张图其实不准确,一些细节甚至是错误的,不过如果你第一次接触分区表的概念,这张图能让你迅速理解分区表及其作用。
     分区表格式有两种类型: MBR与GPT(其实有更多,不过如果你使用Windows,那你能接触到的就是这两种),下面我们分别介绍这两种分区表格式。

 

MBR分区表格式

       MBR是传统的分区表,如果你使用的电脑比较老,该电脑硬盘使用MBR分区方案的可能性比较大。下图是采用MBR格式分区表的硬盘分区示意图。

1、MBR分区方案使用硬盘的第一个物理扇区中的64个字节作为分区表的空间保存硬盘分区信息,每个分区的信息要占16个字节。所以,MBR分区表最多只能保存4个分区的分区信息。
2、MBR分区方案中,有三种类型的分区,主分区、扩展分区和逻辑分区。扩展分区与逻辑分区是为了突破分区表中只能保存4个分区的限制而出现的。
3、MBR分区表中保存的分区信息都是主分区与扩展分区的分区信息,扩展分区不能直接使用,需要在扩展分区内划分一个或多个逻辑分区后才能使用。逻辑分区的分区信息保存在扩展分区内而不是保存在MBR分区表内,这样,就可以突破MBR分区表只能保存4个分区的限制。
4、16个字节的分区信息保存有分区活动状态标志、文件系统标识、起止柱面号、磁头号、扇区号、起始扇区位置(4个字节)、分区总扇区数目(4个字节)等内容。这里最重要的是:分区的起始扇区位置与分区的总扇区数,都是用4个字节表示的。
5、一般每个扇区的容量是512字节,4个字节的扇区能表示的最大容量是2TB,由4可知,在MBR分区表中,分区的起始位置不能大于2TB,分区的最大容量,也不能大于2TB。所以,对2TB以上容量的物理硬盘,不适合使用MBR分区表格式

 

GPT分区表格式

      相比较于MBR,GPT是新一代的分区方案,如果你使用的电脑很新,有可能该电脑上的硬盘就是使用了GPT分区方案。

这张图,简明扼要的显示除了GPT分区方案的硬盘结构。
首先,你会注意到,这张用LBA 0、LBA 1这样的方法来表明硬盘上的地址,这是因为以前一般都是用chs方式对硬盘寻址的,现在一般都用LBA方式对硬盘寻址,关于chs与LBA,不明白且有兴趣专研的读者,可以自行查阅相关资料,对上面这张图来说,LBA 0指的是物理序号为0的第一个扇区,LBA 1指的是物理序号为1的第二个扇区,依次类推。
下面比照着上面这张图,解释下GPT分区方案。
1、保留MBR,GPT的分区方案,硬盘的第一个物理扇区,仍然是一个前面讲过的MBR,这个MBR主要是出于软件兼容性的考虑,对GPT分区方案本身来讲,其实没有啥意义。
2、GPT分区表头,这个在保留MBR之后,也就是占用第二个物理扇区,GPT分区表头中,定义了分区的数量,基本上,你可以认为GPT分区的数量是没有限制的;
3、GPT分区表,从第三个扇区开始,是实际的分区表。请注意:每个扇区可以保存4个分区信息,说明每个分区的分区信息占用的空间是128个字节。
4、从3中,我们知道每个分区的信息占用了四分之一个扇区,也就是128字节的空间,对比一下MBR分区方案中,每个分区的信息只有16个字节,所以GPT分区方案,有充足的空间去存储分区的开始位置及总的容量等,基本上,不用考虑对分区容量的限制。
5、从3中,我们知道,GPT分区方案,分了多少个区,就在分区表中有多少个分区信息。然而实际情形并不是这样,事实上,如图中所示:如果你使用windows操作系统,通常GPT分区表占用32个扇区的空间,可以保存128个分区信息,用不到的空间会被保留,实际使用了多少分区信息与保留了多少分区信息,在2中的GPT分区表头中设置。我们的电脑,通常不会有超过10个的分区,所以GPT分区表中的空间,90%以上都是保留空间,其实就是被浪费了。
6、接下来的两个部分,很简单,分别是GPT分区表,及GPT分区表头的备份。

     以上就是GPT分区表格式的大致内容,其实也不算复杂了。对普通用户而言,其实需要了解的GPT最重要的特点是:使用GPT分区方案,没有硬盘容量不能超过2TB大小的限制。相对于MBR,GPT分区磁盘有备份分区表来提高分区数据结构的完整性。
     明白了这两种分区表格式的区别后,我们就可以根据实际情况来选择使用哪一种分区表格式了。一般windows 7及以前系统选择mbr,windows 8或10可根据实际两种选一,超过2T的硬盘一定要选GPT。