Windows系统的MBR磁盘分区

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         对于逻辑类数据恢复技术的学习,最重要的就是对各种系统下的分区结构及文件系统结构的学习。作为目前主流的操作系统Windows,它能够支持的分区结构包括MBR磁盘分区、动态磁盘分区及GPT磁盘分区:它能够支持的文件系统结构包括FAT12、FAT16、FAT32、NTDS和ExFAT。

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        MBR磁盘分区是使用最广泛的一种分区结构,也成为DOS分区。

一、主引导记录MBR的结构和作用

        MBR磁盘分区都有一个引导扇区,成为主引导记录,英文简称MBR。

        1、MBR的结构

        MBR扇区位于整个硬盘的第一个扇区;按照C/H/S地址描述,即0柱面0磁头1扇区;按照LBA地址描述即0扇区。它是一个特殊而重要的扇区。

        在总共512字节的MBR扇区中,由四部分结构组成;

        (1)引导程序

        引导程序占用其中的前440字节,其地址在便宜0~偏移1B7H处。

        (2)Windows磁盘签名

        Windows磁盘标签占用引导程序后的4字节,其地址在偏移1B8H~偏移1BBH处,是Windows系统对硬盘初始化时写入的一个磁盘标签。

        (3)分区表

        偏移1BEH~偏移1FDH的64字节为DPT(Disk Partition Tables,硬盘分区表),这是MBR中非常重要的一个结构。

        (4)结束标志

        扇区最后的两个字节“55AA”(偏移1FEH~偏移1FFH)是MBR的结束标志。

        如下为MBR的扇区展示:

        2、MBR的作用

        MBR扇区在计算机引导过程中起到至关重要的作用。计算机在按下电源键以后,开始执行主板的BIOS程序,进行完一系列检测和配置一会,开始按CMOS中设定的系统引导顺序进行引导。

        (1)引导程序的作用

        计算机主板的BIOS程序在自检通过后,会将MBR扇区整个读入内存中,然后将执行权交给内存中MBR扇区的引导程序。引导程序首先会将自己整个搬到一个较为安全的地址中,目的是防止自己被随后读入的其他程序覆盖,因为引导程序一旦被破坏,就会引起计算机死机,从而无法正常引导系统。

        系统下一步就会判断读入内存的MBR扇区的最后两个字节是否为“55 AA”,如果不是则报错,在屏幕上会列出错误信息。如果是“55 AA”,接下来引导程序会到分区表中查找是否有活动分区。若有活动分区,则判断活动分区的引导程序在磁盘中的地址,并将该引导程序读入内存及判断其合法性,如果是一个合法的引导扇区,随后的引导权就交给这个引导扇区去引导操作系统了,MBR引导程序的使命就完成了。

        (2)Windows磁盘签名的作用

        Windows磁盘签名是Windows系统在对硬盘做初始化时写入的一个标签,它是MBR扇区不可或缺的一组成部分。Windows系统依靠这个签名来识别硬盘,如果硬盘的签名丢失,Windows系统就会认为该硬盘没有初始化。

        一块硬盘如果不是系统引导盘,MBR扇区可以没有引导程序,但绝对不能没有磁盘签名。

        (3)分区表的作用

        分区表是用来管理硬盘的分区的,如果分区表被清楚或者破坏,则硬盘的分区就会丢失。

        如果把MBR中的分区表清除,其他结构不动,重新启动计算机后进入磁盘管理,磁盘会被标记为未分配的原始磁盘。

        (4)结束标志的作用

        在执行MBR的引导程序时,会严重MBR扇区最后两个字是否为“55 AA”,如果是“55 AA”才会继续执行下面的程序,如果不是"55 AA",则程序认为这是一个非法的MBR,那么程序停止执行,会提示报错。

      如果一块MBR结构完好并且有分区的硬盘,其结束标志"55 AA"被破坏后,该硬盘的分区也将无法读取,硬盘会成为“没有初始化”状态。