硬盤的DOS管理結構
1.磁道，扇區，柱面和磁頭數
硬盤最基本的組成部分是由堅硬金屬材料製成的塗以磁性介質的盤片，不同容量硬盤的盤片數不等。每個盤片有兩面，都可記錄信息。盤片被分成許多扇形的區 域，每個區域叫一個扇區，每個扇區可存儲128×2的N次方（N＝0.1.2.3）字節信息。在DOS中每扇區是128×2的2次方＝512字節，盤片表 面上以盤片中心爲圓心，不同半徑的同心圓稱爲磁道。硬盤中，不同盤片相同半徑的磁道所組成的圓柱稱爲柱面。磁道與柱面都是表示不同半徑的圓，在許多場合， 磁道和柱面可以互換使用，我們知道，每個磁盤有兩個面，每個面都有一個磁頭，習慣用磁頭號來區分。扇區，磁道（或柱面）和磁頭數構成了硬盤結構的基本參 數，幫這些參數可以得到硬盤的容量，基計算公式爲：
存儲容量＝磁頭數×磁道（柱面）數×每道扇區數×每扇區字節數
要點：（1）硬盤有數個盤片，每盤片兩個面，每個面一個磁頭
（2）盤片被劃分爲多個扇形區域即扇區
（3）同一盤片不同半徑的同心圓爲磁道
（4）不同盤片相同半徑構成的圓柱面即柱面
（5）公式： 存儲容量＝磁頭數×磁道（柱面）數×每道扇區數×每扇區字節數
（6）信息記錄可表示爲：××磁道（柱面），××磁頭，××扇區
磁道:當磁盤旋轉時，磁頭若保持在一個位置上，則每個磁頭都會在磁盤表面劃出一個圓形軌跡，這些圓形軌跡就叫做磁道。這些磁道用肉眼是根本看不到的，因爲它們僅是盤面上以特殊方式磁化了的一些磁化區，磁盤上的信息便是沿着這樣的軌道存放的。相鄰磁道之間並不是緊挨着的，這是因爲磁化單元相隔太近時磁性會相互產生影響，同時也爲磁頭的讀寫帶來困難。一張1.44MB的3.5英寸軟盤，一面有80個磁道，而硬盤上的磁道密度則遠遠大於此值，通常一面有成千上萬個磁道。
扇區：磁盤上的每個磁道被等分爲若干個弧段，這些弧段便是磁盤的扇區，每個扇區可以存放512個字節的信息，磁盤驅動器在向磁盤讀取和寫入數據時，要以扇區爲單位。1.44MB3.5英寸的軟盤，每個磁道分爲18個扇區。
柱面：硬盤通常由重疊的一組盤片構成，每個盤面都被劃分爲數目相等的磁道，並從外緣的“0”開始編號，具有相同編號的磁道形成一個圓柱，稱之爲磁盤的柱面。磁盤的柱面數與一個盤面上的磁道數是相等的。由於每個盤面都有自己的磁頭，因此，盤面數等於總的磁頭數。所謂硬盤的CHS，即Cylinder（柱面）、Head（磁頭）、Sector（扇區），只要知道了硬盤的CHS的數目，即可確定硬盤的容量，硬盤的容量=柱面數磁頭數扇區數*512B。
2.簇
“簇”是DOS進行分配的最小單位。當創建一個很小的文件時，如是一個字節，則它在磁盤上並不是只佔一個字節的空間，而是佔有整個一簇。DOS視不同的 存儲介質（如軟盤，硬盤），不同容量的硬盤，簇的大小也不一樣。簇的大小可在稱爲磁盤參數塊（BPB）中獲取。簇的概念僅適用於數據區。
本點：（1）“簇”是DOS進行分配的最小單位。
（2）不同的存儲介質，不同容量的硬盤，不同的DOS版本，簇的大小也不一樣。
（3）簇的概念僅適用於數據區。
3.扇區編號定義：絕對扇區與DOS扇區
由前面介紹可知，我們可以用柱面/磁頭/扇區來唯一定位磁盤上每一個區域，或是說柱面/磁頭/扇區與磁盤上每一個扇區有一一對應關係，通常DOS將“柱 面/磁頭/扇區”這樣表示法稱爲“絕對扇區”表示法。但DOS不能直接使用絕對扇區進行磁盤上的信息管理，而是用所謂“相對扇區”或“DOS扇區”。“相 對扇區”只是一個數字，如柱面140，磁頭3，扇區4對應的相對扇區號爲2757。該數字與絕對扇區“柱面/磁頭/扇區”具有一一對應關係。當使用相對扇 區編號時，DOS是從柱面0，磁頭1，扇區1開始（注：柱面0，磁頭0，扇區1沒有DOS扇區編號，DOS下不能訪問，只能調用BIOS訪問），第一個 DOS扇區編號爲0，該磁道上剩餘的扇區編號爲1到16（設每磁道17個扇區），然後是磁頭號爲2，柱面爲0的17個扇區，形成的DOS扇區號從17到 33。直到該柱面的所有磁頭。然後再移到柱面1，磁頭1，扇區1繼續進行DOS扇區的編號，即按扇區號，磁頭號，柱面號（磁道號）增長的順序連續地分配 DOS扇區號。
公式：記DH－－第一個DOS扇區的磁頭號
DC－－第一個DOS扇區的柱面號
DS－－第一個DOS扇區的扇區號
NS－－每磁道扇區數
NH－－磁盤總的磁頭數
則某扇區（柱面C，磁頭H，扇區S）的相對扇區號RS爲：
RS＝NH×NS×（C－DC）＋NS×（H－DH）＋（S－DS）
若已知RS，DC，DH，DS，NS和NH則
S＝（RS MOD NS）＋DS
H＝（（RS DIV NS）MOD NH）＋DH
C＝（（RS DIV NS）DIV NH）＋DC
要點：（1）以柱面/磁頭/扇區表示的爲絕對扇區又稱物理磁盤地址
（2）單一數字表示的爲相對扇區或DOS扇區，又稱邏輯扇區號
（3）相對扇區與絕對扇區的轉換公式
4.DOS磁盤區域的劃分
格式化好的硬盤，整個磁盤按所記錄數據的作用不同可分爲主引導記錄（MBR:Main Boot Record），Dos引導記錄 （DBR:Dos Boot Record），文件分配表（FAT:File Assign Table），根目錄 （BD:Boot Directory）和數據區。前5個重要信息在磁盤的外磁道上，原因是外圈周長總大於內圈周長，也即外圈存儲密度要小些，可靠性高 些。
要點：（1）整個硬盤可分爲MBR，DBR，FAT，BD和數據區。
（2）MBR，DBR，FAT，和BD位於磁盤外道。
5.MBR
MBR位於硬盤第一個物理扇區（絕對扇區）柱面0，磁頭0，扇區1處。由於DOS是由柱面0，磁頭1，扇區1開始，故MBR不屬於DOS扇區，DOS不 能直接訪問。MBR中包含硬盤的主引導程序和硬盤分區表。分區表有4個分區記錄區。記錄區就是記錄有關分區信息的一張表。它從主引導記錄偏移地址 01BEH處連續存放，每個分區記錄區佔16個字節。
分區表的格式
分區表項的偏移 意義 佔用字節數
00 引導指示符 1B
01 分區引導記錄的磁頭號 1B
02 分區引導記錄的扇區和柱面號 2B
04 系統指示符 1B
05 分區結束磁頭號 1B
06 分區結束扇區和柱面號 2B
08 分區前面的扇區數 4B
0C 分區中總的扇區數 4B
4個分區中只能有1個活躍分區，即C盤。標誌符是80H在分區表的第一個字節處。若是00H則表示非活躍分區。例如：
80 01 01 00 0B FE 3F 81 3F 00 00 00 C3 DD 1F 00
00 00 01 82 05 FE BF 0C 02 DE 1F 00 0E 90 61 00
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
要點：（1）MBR位於硬盤第一個物理扇區柱面0，磁頭0，扇區1處。不屬於DOS扇區，
（2）主引導記錄分爲硬盤的主引導程序和硬盤分區表。
6.DBR
DBR位於柱面0，磁頭1，扇區1，即邏輯扇區0。DBR分爲兩部分：DOS引導程序和BPB（BIOS參數塊）。其中DOS引導程序完成DOS系統文 件（IO.SYS，MSDOS.SYS）的定位與裝載，而BPB用來描述本DOS分區的磁盤信息，BPB位於DBR偏移0BH處，共13字節。它包含邏輯 格式化時使用的參數，可供DOS計算磁盤上的文件分配表，目錄區和數據區的起始地址，BPB之後三個字提供物理格式化（低格）時採用的一些參數。引導程序 或設備驅動程序根據這些信息將磁盤邏輯地址（DOS扇區號）轉換成物理地址（絕對扇區號）。BPB格式
序號 偏移地址 意義
1 03H－0AH OEM號
2 0BH－0CH 每扇區字節數
3 0DH 每簇扇區數
4 0EH－0FH 保留扇區數
5 10H FAT備份數
6 11H－12H 根目錄項數
7 13H－14H 磁盤總扇區數
8 15H 描述介質
9 16H－17H 每FAT扇區數
10 18H－19H 每磁道扇區數
11 1AH－1BH 磁頭數
12 1CH－1FH 特殊隱含扇區數
13 20H－23H 總扇區數
14 24H－25H 物理驅動器數
15 26H 擴展引導簽證
16 27H－2AH 卷系列號
17 2BH－35H 卷標號
18 36H－3DH 文件系統號
DOS引導記錄公式：
文件分配表≡保留扇區數
根目錄≡保留扇區數＋FAT的個數×每個FAT的扇區數
數據區≡根目錄邏輯扇區號＋（32×根目錄中目錄項數＋（每扇區字節數－1））DIV每扇區字節數
絕對扇區號≡邏輯扇區號＋隱含扇區數
扇區號≡（絕對扇區號MOD每磁道扇區數）＋1
磁頭號≡（絕對扇區號DIV每磁道扇區數）MOD磁頭數
磁道號≡（絕對扇區號DIV每磁道扇區數）DIV磁頭數
要點：（1）DBR位於柱面0，磁頭1，扇區1，其邏輯扇區號爲0
（2）DBR包含DOS引導程序和BPB。
（3）BPB十分重要，由此可算出邏輯地址與物理地址。
7.文件分配表
文件分配表是DOS文件組織結構的主要組成部分。我們知道DOS進行分配的最基本單位是簇。文件分配表是反映硬盤上所有簇的使用情況，通過查文件分配表 可以得知任一簇的使用情況。DOS在給一個文件分配空間時總先掃描FAT，找到第一個可用簇，將該空間分配給文件，並將該簇的簇號填到目錄的相應段內。即 形成了“簇號鏈”。FAT就是記錄文件簇號的一張表。FAT的頭兩個域爲保留域，對FAT12來說是3個字節，FAT來說是4個字節。其中頭一個字節是用 來描述介質的，其餘字節爲FFH 。介質格式與BPB相同。
第一個字節的8位意義：
7 6 5 4 3 2 1 0
└—————-┘ │ │ │┌0非雙面
置1 │ │ └┤
│ │ └1雙面
│ │┌0不是8扇區
│ └┤
│ └1是8扇區
│┌0不是可換的
└┤
└1是可換的
FAT結構含義
FAT12 FAT16 意義
000H 0000H 可用
FF0H－FF6H FFF0H－FFF6H 保留
FF7H FFF7H 壞
FF8H－FFFH FFF8H－FFFFH 文件最後一個簇
×××H ××××H 文件下一個簇
對於FAT16，簇號×2作偏移地址，從FAT中取出一字即爲FAT中的域。
邏輯扇區號＝數據區起始邏輯扇區號＋（簇號－2）×每簇扇區數
簇號＝（邏輯扇區號－數據區起始邏輯扇區號）DIV每簇扇區數＋2
要點：（1）FAT反映硬盤上所有簇的使用情況，它記錄了文件在硬盤中具體位置（簇）。
（2）文件第一個簇號（在目錄表中）和FAT的該文件的簇號串起來形成文件的“簇號鏈”，恢復被破壞的文件就是根
據這條鏈。
（3）由簇號可算邏輯扇區號，反之，由邏輯扇區號也可以算出簇號，公式如上。
（4）FAT位於DBR之後，其DOS扇區號從1開始。
8.文件目錄
文件目錄是DOS文件組織結構的又一重要組成部分。文件目錄分爲兩類：根目錄，子目錄。根目錄有一個，子目錄可以有多個。子目錄下還可以有子目錄，從而 形成“樹狀”的文件目錄結構。子目錄其實是一種特殊的文件，DOS爲目錄項分配32字節。目錄項分爲三類：文件，子目錄（其內容是許多目錄項），卷標（只 能在根目錄，只有一個。目錄項中有文件（或子目錄，或卷標）的名字，擴展名，屬性，生成或最後修改日期，時間，開始簇號，及文件大小。
目錄項的格式
字節偏移 意義 佔字節數
00H 文件名 8B
08H 擴展名 3B
0BH 文件屬性 1B
0CH 保留 10B
16H 時間 2B
18H 日期 2B
1AH 開始簇號 2B
1CH 文件長度 4B
目錄項文件名區域中第一個字節還有特殊的意義：00H代表未使用
05H代表實際名爲E5H
EBH代表此文件已被刪除
目錄項屬性區域的這個字節各個位的意義如下： ７ ６ ５ ４ ３ ２ １ ０
未 修 修 子 卷 系 隱 只
用 改 改 目 標 統 藏 讀
標 標 錄 屬 屬 屬
志 志 性 性 性
注意：WINDOWS的長文件名使用了上表中所說的“保留”這片區域。
要點：（1）文件目錄是記錄所有文件，子目錄名，擴展名屬性，建立或刪除最後修改日期。文件開始簇號及文件長度的一張
登記表.
（2）DOS中DIR列出的內容訓是根據文件目錄表得到的。
（3）文件起始簇號填在文件目錄中，其餘簇都填在FAT中上一簇的位置上。
9.物理驅動器與邏輯驅動器
物理驅動器指實際安裝的驅動器。
邏輯驅動器是對物理驅動器格式化後產生的。
10.硬盤接口
ATA
全稱Advanced Technol
ogy Attachment，是用傳統的 40-pin 並口數據線連接主板與硬盤的，外部接口速度最大爲133MB/s，因爲並口線的抗干擾性太差，且排線佔空間，不利計算機散熱，將逐漸被 SATA 所取代。
IDE
IDE的英文全稱爲“Integrated Drive Electronics”，即“電子集成驅動器”，俗稱PATA並口。
SATA
使用SATA（Serial ATA）口的硬盤又叫串口硬盤，是未來PC機硬盤的趨勢。2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、邁拓這幾大廠商組成的Serial ATA委員會正式確立了Serial ATA 1.0規範，2002年，雖然串行ATA的相關設備還未正式上市，但Serial ATA委員會已搶先確立了Serial ATA 2.0規範。Serial ATA採用串行連接方式，串行ATA總線使用嵌入式時鐘信號，具備了更強的糾錯能力，與以往相比其最大的區別在於能對傳輸指令（不僅僅是數據）進行檢查，如果發現錯誤會自動矯正，這在很大程度上提高了數據傳輸的可靠性。串行接口還具有結構簡單、支持熱插拔的優點。
SATA2
希捷在SATA的基礎上加入NCQ本地命令陣列技術，並提高了磁盤速率。
SCSI 全稱爲Small Computer System Interface（小型機系統接口），歷經多世代的發展，從早期的 SCSI-II，到目前的 Ultra320 SCSI 以及 Fiber-Channel （光纖通道），接頭類型也有多種。SCSI 硬盤廣爲工作站及個人計算機以及服務器所使用，因爲它的轉速快，可達 15000 rpm，且數據傳輸時佔用 CPU 運算資源較低，但是單價也比同樣容量的 ATA 及 SATA 硬盤昂貴。
SAS（Serial Attached SCSI）是新一代的SCSI技術，和SATA硬盤相同，都是採取序列式技術以獲得更高的傳輸速度，可達到3Gb/s。此外也透過縮小連接線改善系統內部空間等。
此外，由於SAS硬盤可以與SATA硬盤共享同樣的背板，因此在同一個SAS存儲系統 中，可以用SATA硬盤來取代部分昂貴的SCSI硬盤，節省整體的存儲成本。
11.硬盤製造商
EMC
EMC爲一家美國信息存儲資訊科技公司， 主要業務爲信息存儲及管理產品、服務和解決方案。EMC 公司創建於 1979 年，總部在馬薩諸塞州霍普金頓市
EMC Clariion CX500EMC公司的股票符號是 EMC，在紐約股票交易所交易，並且是 S&P 500 成份股之一。
希捷(Seagate)
希捷科技（英語：Seagate Technology，NYSE：STX）是全球主要的硬盤廠商之一，於1979年在美國加州成立，現時在開曼羣島註冊。現時，希捷的主要產品包括桌面硬盤，企業用硬盤，筆記本電腦硬盤和微型硬盤。在專門研發硬盤的廠商中，希捷是歷史最悠久的。它的第一個硬盤產品，容量是5MB。在2006年5月，希捷科技收購了另一間硬盤廠商－邁拓公司。產品銷量方面，希捷報稱自己是第一間公司，售出10億個硬盤產品。
西部數據(Westdigital)
市場佔有率僅次於希捷。以桌面產品爲主。其桌面產品分爲側重高IO性能的Black系列（俗稱“黑盤”），普通的Blue系列（俗稱藍盤），以及側重低功耗、低噪音的環保Green系列（俗稱綠盤）。
西部數據同時也提供面向企業近線存儲的Raid Edition系列，簡稱RE系列。同時也有SATA接口的10000RPM的猛禽系列和迅猛龍(VelociRaptor)系列。
日立(Hitachi)
第三大硬盤廠商。主要由收購的原IBM硬盤部門發展而來。
日立製作所（日文：株式會社日立製作所；英文：Hitachi, Ltd.），簡稱日立，總部位於日本東京，致力於家用電器、電腦產品、半導體、產業機械等產品，是日本最大的綜合電機生產商。
三星(Samsung)
三星電子（Samsung Electronics KSE：005930 、KSE：005935 、LSE：SMSN、LSE：SMSD）是世界上最大的電子工業公司，三星集團子公司之一。1938年3月它於大韓民國大邱廣域市成立，創始人是李秉喆，現在的社長是李健熙。一開始它是一個出口商，但很快它就進入了許多其它領域。今天它在全世界58個國家擁有20多萬職員。2003年，它的週轉值爲1017億美元。在世界上最有名的100個商標的列表中，三星電子是唯一的一個韓國商標，是韓國民族工業的象徵。
邁拓（Maxtor）
邁拓（Maxtor）是一家成立於1982年的美國硬盤廠商，在2006年被另外一家硬盤廠商希捷公司收購。[1] 在2005年12月即收購前，邁拓公司是世界第三大硬盤生產商。現在邁拓公司作爲希捷公司的一家子公司運營。邁拓同時經營桌面電腦與服務器市場, 相對於速度而言，邁拓更關注於硬盤容量。
東芝（Toshiba)
是日本最大的半導體製造商，亦是第二大綜合電機製造商，隸屬於三井集團旗下。東芝是由兩家日本公司於1939年合併成的。
東芝是世界上芯片製造商中的重要成員。2009年2月，東芝併購富士通硬盤部門。
富士通（Fujitsu）
富士通株式會社（Fujitsū Kabushiki-gaisha）是一家日本公司，專門製作半導體、電腦(超級電腦、個人電腦、服務器)、通訊裝置及服務，總部位於東京。
2009年2月，東芝併購富士通硬盤部門。