1，硬盘结构：由多个盘片组成，划分成扇区、磁道、柱面三元素组成（盘片划分成一圈一圈的磁道，每个磁盘划分成一个一个扇区，盘片相同磁道为柱面）。

存储容量 ＝ 磁头数 × 磁道（柱面）数 × 每道扇区数 × 每扇区字节数

2，操作系统读取单位：硬盘的基本读写单位是“扇区”，扇区又分成物理扇区和逻辑扇区。逻辑扇区是与操作系统交互的基本单位，硬盘固件负责逻辑扇区与物理扇区之间进行转换（如4096字节大小扇区逻辑上划分成8个512字节的逻辑扇区）。操作系统读写文件是以簇/块（IO Block）进行的，1个簇大小是扇区的2的N次方扇区大小（1、2，4、8、16扇区）。页是内存的最小存储单元，页的大小为磁盘块大小的 2^n 倍。簇/块过大，浪费空间，簇/块过小影响性能（硬盘读写比较频繁）。

fsutil fsinfo nftsinfo c:

3，分区及其格式化：分区是指将磁盘上一大片连续的扇区为划分为1个分区；格式化是将分区内扇区进行规划，如用FAT、NTFS、EXT3等文件系统格式来规划文件的存储结构。

常用分区工具：fdisk、diskpart 、parted、gdisk，常用格式工具：format、mkfs

fdisk

format

4，4K对齐：传统机械硬盘1个扇区为512字节，由于磁盘容量的不断增加和读写效率需求提，也将每个扇区的大小调整为4096个字节，也就是4KB，目的是让分区的起始扇区位于某一个4K扇区的起始位置，增加读写效率（如一个簇/块等于4KB里（正好一个扇区））。但为了兼容以前的标准，保证依靠扇区识别的旧的系统不会出错，把一个物理扇区虚拟成8个512B逻辑扇区（从这8个扇区中的第一个扇区开始的分区，就是4K对齐，从其他7个扇区开始的分区，就是4K没有对齐的）。固态硬盘由于采用闪存颗粒，最小单位是页（4KB），4K对齐对其速度影响比较大。只要对齐到8个扇区的整倍数（512B*8），都属于4K对齐，对于物理扇区大小与逻辑扇区大小不一致的磁盘，分区4K对齐才能充分发挥磁盘的读写性能。

5，MBR（Master Boot Record）分区：MBR是硬盘上第1个扇区，总计512字节（由引导程序446字节和分区表及分隔标识组成），开机BIOS自检后，下一步会用MBR进行引导，MBR引导成功后，下一步会进入激活的主分区，然后引导操作系统（Windows2003及以前版本，引导根目录下的NTLDR（8扇区）；Windows VIsta/7及以上引导根目录下的BootMRG（NTFS下NTLDR优先）（12扇区）），加载BCD，执行\winload.exe。

MBR模式

6，GPT（GUID Partition Table）分区：4K物理扇区的出现，为了兼容以前的模式，分成8个逻辑扇区（512KB），GPT采用逻辑区块地址LBA（Logical Block Address，LBA）来规划硬盘。第1个扇区用LBA0表示，使用34个LBA区块记录分区信息，并且把整个磁盘的最后34个LBA也拿来做一个备份。为了与MBR兼容，LBA0内容是保护性MBR内容（446字节启动引导程序，余下的空间是一个特殊标识符用于表示该磁盘为GPT格式）。

GPT模式

GPT分区表类型

7，开机CMOS选项：BIOS（Basic Input Output System）和UEFI（Unified Extensible Firmware Interface）启动：

7.1， BIOS + MBR：传统启动方式，MBR可以找到活动（acitve）分区，并由活动分区内的引导程序启动系统。

BIOS -> MBR记录 -> 激活的分区 -> PBR记录

7.2，BIOS + GPT：一般情况不能启动系统，可以作为资料盘；但BIOS + GPT + GRUB 是可以启动系统的。

BIOS boot partition

7.3，UEFI + Legacy + MBR：CSM兼容模块下可以启动系统。

efi + gpt； legay(CSM) + mbr；

7.4，UEFI + MBR：UEFI启动的必要条件是1个100M的FAT16或FAT32分区，ESP不是必须和GPT绑定的，也可以是MBR。（步聚：建立一个FAT16 的主分区，分区类型设置为EFI（分区标识为0xEF））

bcdboot c:\windows /f UEFI /s X: /l zh-cn（写启动文件到FAT分区中）

UEFI -> ESP分区/激活的FAT分区 -> 默认的efi可执行程序（/EFI/BOOT/BOOTX64.efi）

7.5，UEFI + GPT：可以启动系统，GPT分区模式下有ESP（EFI system partition）分区（FAT格式），UEFI启动时需要ESP分区，并利用EFI分区内的程序（.efi）启动系统；efi引导必须有单独的分区存放引导文件。

UEFI -> ESP分区（必须为FAT） -> efi可执行程序