LINUX学习笔记一——磁盘设备
LINUX磁盘设备
linux与设备文件
各个组件或设备在linux下都是文件，几乎所有硬件设备都在/dev目录下。
IDE接口的硬盘的文件名即为/dev/hd[a-d]。（hd即hard disk ，a到d是区分不同硬盘的标志）
SATA/USB/SCSI硬盘以及U盘是/dev/sd[a-p]
打印机是/dev/lp0
软盘是/dev/fd0
更多设备见下图：
磁盘文件名与组成
常见的磁盘接口有两种，IDE与SATA。
对于IDE接口来说，一个IDE扁平电缆可以连接两个IDE设备，而主机一般又提供两个IDE接口，因此一般主机可以接到四个IDE设备，即hda - hdd，名字由实际插槽决定。
而对于SATA接口来说，SATA/USB/SCSI等磁盘接口都是使用SCSI模块来驱动的，所以这些磁盘设备文件名都是sd[a-p]的格式，具体名字由linux内核检测到磁盘的顺序决定。
除此之外，每个磁盘驱动器的磁盘分区不同时，其磁盘文件名还会改变，即根据分区位置在文件名后加数字，比如hda1，hda2等。
磁盘主要由盘片、机械手臂、磁头等部分组成，其中最重要的是盘片。
盘片其实就是数据存储的地方，由于单一盘片的容量有限，有的硬盘内部会有两个以上的盘片。
一张盘片上有许多扇形的区域，被称为扇区，是磁盘的最小存储单位，每一个扇区都是512bytes大小。
许多扇区组成的圆被称为磁道，在所有盘片上的同一磁道可以组成一个柱面，柱面也是分割磁盘的最小单位。
整块磁盘的第一个扇区特别重要，因为它记录了主引导分区（MBR）与分区表这两个特别重要的信息。
MBR是安装引导加载程序的地方，有446bytes。
分区表则记录了整块硬盘分区的状态，有64bytes。
开机流程（BIOS、MBR、Boot loader）
BIOS是写入到主板上的一个软件程序，也是开机时计算机系统会主动执行的第一个程序。
BIOS会进行一些硬件检测与初始化工作，然后去分析计算机有哪些存储设备（硬盘或者软盘，U盘等），以硬盘为例，BIOS会根据用户设置取得能够开机的硬盘，并读取该硬盘的第一个扇区的MBR位置。
MBR里面放着引导加载程序（Boot loader），当BIOS读取MBR完成后，也就是BIOS执行完毕后，就会执行boot loader程序。
boot loader程序的主要任务是提供菜单，让用户可以选择不同的开机选项，然后载入内核文件（或者转交其他loader）。
举个例子，假如个人电脑里只有一块硬盘，里面分成四个分区，其中第一与第二分区分别安装了windows和linux，那么boot loader的工作就是选择window或者linux开机，具体流程如下：
0. 前提：MBR内安装的是可同时识别Windows/Linux操作系统的引导加载程序。
- 引导加载程序提供菜单，菜单上有两个选项。选项一可以直接加载Windows的内核文件来开机；选项二则是将引导加载工作交给第二个分区的启动扇区（boot sector）。（每个分区都拥有自己的启动扇区）
- 如果用户选择选项二，就会启动第二分区的启动扇区内的引导加载程序，该引导加载程序只有一个开机菜单，因此能使用Linux内核文件开机。
问：为什么装双系统时一般先装windows，再装linux？
答：
linux安装的时候，用户可以选择将引导加载程序安装在MBR或个别分区的启动扇区，而且linux的loader可以手动设置菜单，用户可以在boot loader里面加上windows开机的选项。
而windows安装的时候，安装程序会主动覆盖掉MBR以及自己所在分区的启动扇区，用户没有选择的机会。
所以如果先装linux，再装windows，MBR会被覆盖，引导加载程序就只会有Windows的选项，而不会有Linux的选项。（但这也可以补救，比如spfdisk等软件或者linux的救援模式。）
磁盘分区
windows下的C、D、E等盘就是对磁盘进行分区后的结果。
而linux下也需要对磁盘进行分区。
分区主要是出于两方面目的：
- 数据安全性（重装系统一般只会影响系统所在盘的数据，不会影响其他盘的数据）
- 系统性能（数据集中有利于提高系统性能，也就是计算机的局部性原理）
之前提到过，柱面是分区的最小单位（其实它也是文件系统的最小单位）。
之前还提到过整块磁盘的第一个扇区中除了MBR外，还有分区表，它记录了整块硬盘分区的状态。
磁盘分区表只有64字节，而每个分区信息需要16个字节，所以最多只能写入四组分区信息（其实就是该区段的起始与结束的柱面号码）。这四组分区我们就称为主分区或者扩展分区。（扩展分区可以没有，最多只能有一个，这个是操作系统限制的。）
四个分区很可能不够用，这时候就可以使用额外的扇区来记录分区信息，将扩展分区继续分成若干个逻辑分区。
逻辑分区的设备名称从5号开始，因为前四个号码都是保留给主分区或者扩展分区。
举个例子，假如一块硬盘被分成一个主分区和一个扩展分区，扩展分区又被分成两个逻辑分区，那么这四个分区的名字就分别是hda1，hda2，hda5，hda6。