Linux私房菜·基础篇（第三版）-- 磁盘组成与Linux系统分区

一、磁盘的组成

我们在计算机概论谈过磁盘的组成主要有磁盘、机械手臂、磁盘读取头与主轴马达所组成， 而数据的写入其实是在盘片上面。盘片上面又可细分出扇区(Sector)与柱面(Cylinder)两种单位， 其中扇区每个为512bytes那么大。假设磁盘只有一个盘片，那么盘片有点像底下这样：

那么是否每个扇区都一样重要呢？其实整块磁盘的第一个扇区特别的重要，因为他记录了整块磁盘的重要信息！ 磁盘的第一个扇区主要记录了两个重要的信息，分别是：

• 主要启动记录区/主引导分区(Master Boot Record, MBR)：可以安装启动管理程序的地方，有446 bytes

• 分割(区)表(partition table)：记录整颗硬盘分割的状态，有64 bytes

MBR是很重要的，因为当系统在启动的时候会主动去读取这个区块的内容，这样系统才会知道你的程序放在哪里且该如何进行启动。 如果你要安装多重启动的系统，MBR这个区块的管理就非常非常的重要了！ ^_^

那么分区表又是啥？其实你刚刚拿到的整块硬盘就像一根原木，你必须要在这根原木上面切割出你想要的区段， 这个区段才能够再制作成为你想要的家具！如果没有进行切割，那么原木就不能被有效的使用。 同样的道理，你必须要针对你的硬盘进行分割，这样硬盘才可以被你使用的！

二、磁盘分区表(partition table)

但是硬盘总不能真的拿锯子来切切割割吧？那硬盘还真的是会坏掉去！那怎办？在前一小节的图示中， 我们有看到『开始与结束磁柱』吧？那是文件系统的最小单位，也就是分割槽的最小单位啦！没有错， 我们就是利用参考对照磁柱号码的方式来处理啦！ 在分割表所在的64 bytes容量中，总共分为四组记录区，每组记录区记录了该区段的启始与结束的磁柱号码。 若将硬盘以长条形来看，然后将磁柱以直条图来看，那么那64 bytes的记录区段有点像底下的图示：

假设上面的硬盘装置档名为/dev/hda时，那么这四个分割槽在Linux系统中的装置档名如下所示， 重点在於档名后面会再接一个数字，这个数字与该分割槽所在的位置有关喔！

• P1:/dev/hda1

• P2:/dev/hda2

• P3:/dev/hda3

• P4:/dev/hda4

上图中我们假设硬盘只有400个磁柱，共分割成为四个分割槽，第四个分割槽所在为第301到400号磁柱的范围。 当你的操作系统为Windows时，那么第一到第四个分割槽的代号应该就是C, D, E, F。当你有数据要写入F槽时， 你的数据会被写入这颗磁碟的301~400号磁柱之间的意思。

既然分割表只有记录四组数据的空间，那么是否代表我一颗硬盘最多只能分割出四个分割槽？当然不是啦！有经验的朋友都知道， 你可以将一颗硬盘分割成十个以上的分割槽的！那又是如何达到的呢？在Windows/Linux系统中， 我们是透过刚刚谈到的扩展分配(Extended)的方式来处理的啦！扩展分配的想法是： 既然第一个磁区所在的分割表只能记录四笔数据， 那我可否利用额外的磁区来记录更多的分割资讯？实际上图示有点像底下这样：

在上图当中，我们知道硬盘的四个分割记录区仅使用到两个，P1为主要分割，而P2则为扩展分配。请注意， 扩展分配的目的是使用额外的磁区来记录分割资讯，扩展分配本身并不能被拿来格式化。 然后我们可以透过扩展分配所指向的那个区块继续作分割的记录。

如上图右下方那个区块有继续分割出五个分割槽， 这五个由扩展分配继续切出来的分割槽，就被称为逻辑分割槽(logical partition)。 同时注意一下，由於逻辑分割槽是由扩展分配继续分割出来的，所以他可以使用的磁柱范围就是扩展分配所配置的范围喔！ 也就是图中的101~400啦！

同样的，上述的分割槽在Linux系统中的装置档名分别如下：

• P1:/dev/hda1

• P2:/dev/hda2

• L1:/dev/hda5

• L2:/dev/hda6

• L3:/dev/hda7

• L4:/dev/hda8

• L5:/dev/hda9

仔细看看，怎么装置档名没有/dev/hda3与/dev/hda4呢？因为前面四个号都是保留给Primary或Extended用的嘛！ 所以逻辑分割槽的装置名称号码就由5号开始了！这是个很重要的特性，不能忘记喔！

主要分割、扩展分配与逻辑分割的特性我们作个简单的定义罗：

• 主分区与扩展分区最多可以有四个(硬盘的限制 64/16 = 4)

• 扩展分区最多只能有一个(操作系统的限制)

• 逻辑分割是由扩展分配持续切割出来的分区；

• 能够被格式化后，作为数据存取的分区为主分区与逻辑分区。扩展分区无法格式化；

• 逻辑分区的数量依操作系统而不同，在Linux系统中，IDE硬盘最多有59个逻辑分割(5号到63号)，SATA硬盘则有11个逻辑分割(5号到15号)。

三、Linux系统分区

利于查找与写入

格式化：最重要的目的是为了写入文件系统

挂载：把盘符和分区连接在一起的过程。
挂载点（类似于windows盘符，Linux中是某个目录。Linux中没有盘符概念，是挂载点）

swap既交换分区/虚拟内存

将根分区/和/boot在物理结构上独立开，逻辑上/boot还在根分区下。这样它们数据写入各自不会受到影响

四、X window与文本模式的切换

我们前面一直谈到的是X Window的窗口管理员环境，那么在这里面有没有纯文本接口的环境啊？ 当然有啊！但是，要怎么切换X Window与文本模式呢？注意喔，通常我们也称文本模式为终端机接口, terminal 或 console喔！Linux默认的情况下会提供六个Terminal来让使用者登陆， 切换的方式为使用：[Ctrl] + [Alt] + [F1]~[F6]的组合按钮。

那这六个终端接口如何命名呢，系统会将[F1] ~ [F6]命名为tty1 ~ tty6的操作接口环境。 也就是说，当你按下[crtl] + [Alt] + [F1]这三个组合按钮时 (按着[ctrl]与[Alt]不放，再按下[F1]功能键)， 就会进入到tty1的terminal界面中了。同样的[F2]就是tty2啰！那么如何回到刚刚的X窗口接口呢？很简单啊！按下[Ctrl] + [Alt] + [F7]就可以了！我们整理一下登陆的环境如下：

[Ctrl] + [Alt] + [F1] ~ [F6] ：文字接口登陆 tty1 ~ tty6 终端机；
[Ctrl] + [Alt]+ [F7] ：图形接口壁纸。

在Linux默认的登陆模式中，主要分为两种，一种是仅有纯文本接口(所谓的运行等级run level 3)的登陆环境，在这种环境中你可以有tty1~tty6的终端界面，但是并没有图形窗口接口的环境喔。 另一种则是图形接口的登录环境(所谓的运行等级run level 5)，这也是我们第四章安装妥当后的默认环境！ 在这个环境中你就具有tty1~tty7了！其中的tty7就是启动完成后的默认等待登陆的图形环境！

如果你是以纯文本环境启动Linux的，默认的tty7是没有东西的！万一如此的话，那要怎么启动X窗口画面呢？ 你可以在tty1~tty6的任意一个终端接口使用你的账号登陆后(登录的方法下一小节会介绍)， 然后下达如下的命令即可：

[vbird@www ~]$ startx 

在Linux中，默认root的提示符为#，而一般用户身份的提示符为$。

man是manual(操作说明)的简写