京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
一张图了解磁盘里的数据结构_数据分析师
有了文件系统,使我们对文件的访问变得很容易,不用考虑文件到底存在哪里,怎么存的,不过适当了解一下底层文件存储还是有帮助的。我们知道文件不仅仅能够存储在磁盘上,还可以存储在光盘等设备上,对于存储在硬盘上的,对于不同的硬盘内部存储介质,如磁性盘面、闪存(SSD固态硬盘存储介质)存储结构也是不同的;对于同样的存储介质的磁盘,不同的文件系统,如NTFS、FAT、ext等,底层存储也是有所区别的,下面仅仅对整体逻辑上的结构做一简单介绍。
先来看下图,我花了一下午时间画的,后面就要围绕这张图来展开的。
点击可放大
不要被上面的图吓到,我来一点点的解释。
先来整体上看一下,上面图是我电脑的磁盘,按照LBA寻址,把所有的扇区按照从左到右,依次排开,最左边为第一块扇区,最右边是最后一块扇区,所有数据信息就存储在里面。从左到右分为了几部分:Start Sections–>Partition1(系统保留分区)–>Partition2(C盘)—>Partition3(D盘)–>Partition4(E盘)–>Partition5(F盘),其中Partition1~3是主分区,Partion4~5是扩展分区上的两个逻辑分区,里面绿色的部分是分区与分区之间的Partition gap,大小为1MB,最后黄色的表示Unpartitional space,没有利用的,也是1MB。下面开始分开逐个来解释一下。
一、Start Sections:
这个开始扇区部分有1MB大小,其中第一个扇区,也是整个磁盘的第一个扇区,位于0柱面0磁头1扇区,也叫做主引导扇区,一共512个字节,分为了三部分:
(1)MBR(446字节):Main Boot Record,主引导记录
如果直接说MBR可能不知道它从何而来,我们从开机来看看,它到底在什么时候起作用的。我们按下电脑的开机按键,就给主板通上了电,上面的bios程序开始运行,对电脑硬件进行检测,然后就需要我们去选择First boot device,我们可以从U盘启动、从光盘启动,当然也可以从硬盘启动,而且很多时候默认的是从硬盘启动。如果我们选择了从硬盘启动,那么bios程序就会读取该设备的第一个扇区的数据,也就是前面512个字节,如果最后两个字节不是以0x55AA结束,那么表示这个设备不可以用来启动;如果是0x55AA,那么表示该设备可以用来启动,bios程序就会有一个jump的操作,跳转到硬盘这一个扇区的代码,把操作交给硬盘,那么跳转的是哪儿呢?就是我们要说的MBR,主引导记录。
MBR中包含了整个硬盘的一些参数和一段引导程序,引导程序就会去DPT磁盘分区表里面去找到底从硬盘的哪个分区去启动(具有激活标志的分区),找到后就把控制权交出去,不过这之前会先检查DPT磁盘分区表是否正确。
(2)DPT(64字节):Disk Partition Table,磁盘分区表
DPT用来记录磁盘到底分了几个分区以及分区的一些信息,磁盘分区有许多好处,比如不同的分区放不同的数据,又或者可以安装多操作系统等等。DPT只有64个字节,分成了四项,分别为第一~四分区表项,图中红色虚线箭头指向的。每个分区表项占16个字节,因此一个磁盘只能分为四个分区,即四个主分区。当然如果想增加更多的分区,其中一个主分区可以当成扩展分区,在扩展分区里面新建逻辑分区。
磁盘分区表的四个分区表项内容格式一致,我们拿出一个分区表项(16字节)看看都包含了什么。
第1个字节:如果为0x80,表示是激活分区,那么前面的MBR引导程序就把控制权给这个分区。四个分区只能有一个是激活的。0x00表示非激活的分区。
第2-4个字节:主分区的第一个扇区的CHS地址,里面有程序代码的。
第5个字节:主分区的类型。例如01表示FAT32,05表示extended(如果一个分区的主分区id号为05,那么它就是一个扩展分区了)等,具体可参看分区类型标志。
第6-8个字节:主分区的最后一个扇区的CHS地址,所以我们改改分区表,也可以修改磁盘分区的大小。
第9-12个字节:该主分区的第一个扇区的逻辑地址LBA。
第13-16个字节:主分区的扇区总数。
我们看到我们上图中,四个分区表项分别对应了三个主分区和一个扩展分区。
(3)其他几个扇区:除了第一个扇区外,1MB空间里面的其他几个扇区就空着了,可能没用,也可能与后面要讲的partition gap功能一致。
二、主分区
我的磁盘分了三个主分区,分别为系统保留、C盘、D盘,我们以C盘为例,看看主分区所占用的扇区,可以分为几部分。
(1)引导扇区:OS Boot Record,主分区的引导记录,有时也叫卷引导记录(Volume boot record)含有一段操作系统的引导程序,如果该分区是激活的,可以通过它来启动本主分区的操作系统。
(2)DATA数据区:存储数据,不同的文件系统,如fat、ntfs还会细分。
三、Partition gap
用Winhex查看磁盘情况,往往会看到分区和分区之间会有Partition gap,so上面的一个解释,可以参看一下,Windows disk partion gap。
四、扩展分区
我的最后一个主分区当做扩展分区,里面有两个逻辑分区E盘和F盘,每一个逻辑分区由几部分组成。
(1)扩展分区表
扩展分区的第一个逻辑分区的第一个扇区,叫做EBR,extended boot record,扩展分区记录,类似于整个磁盘的第一个扇区,但是它没有引导程序,只有一个扩展分区表和0x55AA结束标志,其中扩展分区表由四部分组成。里面的第二项可以找到下一个逻辑分区的位置。
(2)引导扇区:同前。
(3)数据区:同前。
五、Unpartitional space
只有1MB空间,我也不想知道它是干什么了。
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
随着新零售模式的快速普及,零售行业从传统的“货品驱动”全面转向“用户驱动”。门店交易数据、线上消费记录、浏览轨迹、复购频 ...
2026-08-27在数据分析、爬虫采集、接口开发、数据归档等场景中,JSON与CSV是两种使用率最高的数据存储格式。JSON为键值对结构化格式,适配 ...
2026-08-27 很多数据分析师每天都在计算指标、制作报表,但当被问到“什么叫指标数据元”“指标数据标准包含哪些核心维度”“指标数据质 ...
2026-08-27在数据分析工作中,时间序列是最常见的数据类型之一,订单时间、日志时间、交易时段、统计周期等数据均离不开时间处理。原始数据 ...
2026-08-26在数据分析与数据预处理工作中,原始数据普遍存在录入错误、系统故障、偶然极值等问题,极易产生异常数据。异常数据会严重干扰数 ...
2026-08-26 很多数据分析师能熟练写SQL、做透视表,但当被问到“数据是从哪里来的?经过哪些加工才进入数据仓库?ETL具体做了什么?”时 ...
2026-08-26在数理统计与数据分析领域,多因素方差分析与线性回归模型是研究变量关系、因素影响、数据差异规律的两大核心工具。二者均属于经 ...
2026-08-25数据分析的核心价值不在于数据计算与图表制作,而在于清晰、精准、有逻辑地输出结论、支撑业务决策。日常数据分析报告普遍存在结 ...
2026-08-25 很多数据分析师能熟练地写SQL、做透视表、算描述性统计,但当被问到“如何预测用户流失概率”“如何归因销量下滑的关键因素 ...
2026-08-25平均数是数据分析、数理统计与日常运算中最基础、最常用的统计量,核心作用是浓缩一组数据的整体水平、刻画数据集中趋势。在众多 ...
2026-08-24在MySQL数据库中,InnoDB存储引擎作为主流事务型引擎,默认事务隔离级别为可重复读(Repeatable Read,RR),这与SQL Server、Or ...
2026-08-24 很多数据分析师拿到数据就开始清洗、建模,但当被问到“这批数据属于什么类型——结构化还是非结构化?分类变量还是数值变量 ...
2026-08-24 很多数据分析师画过趋势图、做过业绩预测,但当被问到“这个月销售额增长20%,到底是长期趋势自然增长,还是促销活动的短期 ...
2026-08-21在数据分析与数据可视化工作中,直方图是展示数据分布特征、离散程度、集中区间的核心图表,能够直观呈现数值数据的频次分布规律 ...
2026-08-20在数据分析领域有一句核心准则:垃圾数据进,垃圾数据出。数据清洗是数据分析、数据建模、数据可视化之前的必经前置工序,也是保 ...
2026-08-20 很多数据分析师做过按月份的销售额趋势图,画过按天的流量折线图,但当被问到“时间序列和普通数据有什么本质区别”“季节性 ...
2026-08-20在Python数据分析与数据清洗工作中,Pandas是最核心的数据处理库,DataFrame是结构化数据的标准存储格式。在实时数据采集、循环 ...
2026-08-19在零售行业大数据分析与精细化运营领域,纸尿裤旁摆放啤酒是最经典、最具代表性的商业案例。两种看似毫无关联的商品,一个是婴幼 ...
2026-08-19 很多数据分析师能熟练地计算指标、搭建标签体系,但当被问到“画像到底在解决什么问题”“画像和标签是什么关系”“画像如何 ...
2026-08-19在数据分析、业务监控、质量检测与风险管控工作中,数据波动性是衡量数据稳定性、业务健康度、结果可信度的核心依据。数据波动代 ...
2026-08-18