分区
1、分区的概念
针对MSDOS-MBR分区表格式，分区有主要分区和延伸分区2种。
（1）主要（Primary）分区：由第一扇区（一般512Bytes大小）中的分区表（partition table，总共64Bytes）决定的分区都是主要分区，最多可以分成4个主要分区。
以windows为例，一块磁盘是可以被分成多个分区的（partition），以旧有的Windows观点来看，你可能会有一颗磁盘并且将他分区成为C:, D:,E:盘对吧！那个C, D, E就是分区（partition）啰。
Linux的设备都是以文件的型态存在，那分区的文件名又是什么？
磁盘连接的方式与设备文件名的关系（以Linux为例）
人计算机常见的磁盘接口有两种， 分别是SATA与SAS接口，还有USB接口，目前（2015）的主流是SATA接口。
由于SATA/USB/SAS等磁盘接口都是使用SCSI模块来驱动的， 因此这些接口的磁盘设备文件名都是/dev/sd[a-p]的格式。 所以SATA/USB接口的磁盘根本就没有一定的顺序，那如何决定他的设备文件名呢？ 这个时候就得要根据Linux核心侦测到磁盘的顺序了！
例题：
如果你的PC上面有两个SATA磁盘以及一个USB磁盘，而主板上面有六个SATA的插槽。
这两个SATA磁盘分别安插在主板上的SATA1, SATA5插槽上， 请问这三个磁盘在Linux中的设备文件名为何？
答：由于是使用侦测到的顺序来决定设备文件名，并非与实际插槽代号有关，因此设备的文件名如下：
1. SATA1插槽上的文件名：/dev/sda
2. SATA5插槽上的文件名：/dev/sdb
3. USB磁盘（开机完成后才被系统捉到）：/dev/sdc
（2）延伸（Extended）分区：由第一扇区（一般512Bytes大小）中的分区表（partition table，总共64Bytes）决定，并且分区表中被标记为延伸标签的就是延伸分区。
延伸分区与主要分区的区别是：
①延伸分区在第一扇区中的分区表中被标记了延伸标签；
②一个延伸分区可以再划分为多个逻辑分区，再划分逻辑分区的信息存在本延伸分区中；
③延伸分区不支持格式化。
（3）逻辑分区：由延伸分区继续切出来的分区，就被称为逻辑分区（logical partition）
2、分区表和分区表的格式
那么分区表又是啥？
其实你刚刚拿到的整颗硬盘就像一根原木，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区，这样硬盘才可以被你使用的！
分区表有MSDOS（MBR） 与 GPT 这两种格式。
MSDOS（MBR） 与 GPT 磁盘分区表（partition table）：
（A）MSDOS-MBR格式的分区表：
早期磁盘第一个扇区里面含有的重要信息我们称为MBR （Master Boot Record） 格式，但是由于近年来磁盘的容量不断扩大，造成读写上的一些困扰， 甚至有些大于 2TB 以上的磁盘分区已经让某些操作系统无法存取。
MBR格式分区表的数据只存在于第一扇区，仅有一份。
（B）GPT格式的分区表：
因此后来又多了一个新的磁盘分区格式，称为 GPT （GUID partition table）！ 这两种分区格式与限制不太相同啦！
GPT 分区已经没有所谓的主、延伸、逻辑分区的概念，既然每笔纪录都可以独立存在， 当然每个都可以视为是主分区！每一个分区都可以拿来格式化使用喔！
GPT格式分区表的数据有2份互备，第一扇区的数据丢失后，还可以从备份数据找回。
一个扇区大小就是 512Bytes 而已，不过目前已经有 4K 的扇区设计出现！为了相容于所有的磁盘，在扇区的定义上面， 大多会使用所谓的逻辑区块位址（Logical Block Address, LBA）来处理。
与 MBR 仅使用第一个 512Bytes 区块来纪录不同， GPT 使用了 34 个 LBA 区块来纪录分区信息！同时与过去 MBR 仅有一的区块，被干掉就死光光的情况不同， GPT 除了前面 34 个LBA 之外，整个磁盘的最后 33 个 LBA 也拿来作为另一个备份！
（1）MSDOS （MBR） 分区表格式与限制：
早期的 Linux 系统为了相容于 Windows 的磁盘，因此使用的是支持 Windows 的MBR（Master Boot Record, 主要开机纪录区） 的方式来处理开机管理程序与分区表！而开机管理程序纪录区与分区表则通通放在磁盘的第一个扇区， 这个扇区通常是 512Bytes 的大小 （旧的磁盘扇区都是 512Bytes 喔！），所以说，第一个扇区 512Bytes 会有这两个数据：
1）主要开机记录区（Master Boot Record, MBR）：可以安装开机管理程序的地方，有446Bytes。
2）分区表（partition table）：记录整颗硬盘分区的状态，有64 Bytes。
由于分区表所在区块仅有64 Bytes容量，因此最多仅能有四组记录区，每组记录区记录了该区段的启始与结束的柱面号码。
若将硬盘以长条形来看，然后将柱面以直条图来看，那么那64Bytes的记录区段有点像下面的图示：
假设上面的硬盘设备文件名为/dev/sda时，那么这四个分区在Linux系统中的设备文件名如下所示， 重点在于文件名后面会再接一个数字，这个数字与该分区所在的位置有关喔！
P1:/dev/sda1
P2:/dev/sda2
P3:/dev/sda3
P4:/dev/sda4
上图中我们假设硬盘只有400个柱面，共分区成为四个分区，第四个分区所在为第301到400号柱面的范围。
当你的操作系统为Windows时，那么第一到第四个分区的代号应该就是C, D, E, F。
当你有数据要写入F盘时， 你的数据会被写入这颗磁盘的301~400号柱面之间的意思。
由于分区表就只有64 Bytes而已，最多只能容纳四笔分区的记录， 这四个分区的记录被称为主要（Primary）或延伸（Extended）分区。
根据上面的图示与说明，我们可以得到几个重点信息：
1）其实所谓的“分区”只是针对那个64 Bytes的分区表进行设置而已！
2）硬盘默认的分区表仅能写入四组分区信息
3）这四组分区信息我们称为主要（Primary）或延伸（Extended）分区
4）分区的最小单位“通常”为柱面（cylinder）
5）当系统要写入磁盘时，一定会参考磁盘分区表，才能针对某个分区进行数据的处理
（2）GPT 磁盘分区表
因为过去一个扇区大小就是 512Bytes 而已，不过目前已经有 4K 的扇区设计出现！为了相容于所有的磁盘，因此在扇区的定义上面， 大多会使用所谓的逻辑区块位址（Logical Block Address, LBA）来处理。GPT 将磁盘所有区块以此 LBA（默认为 512Bytes 喔！） 来规划，而第一个 LBA 称为 LBA0 （从 0 开始编号）。
与 MBR 仅使用第一个 512Bytes 区块来纪录不同， GPT 使用了 34 个 LBA 区块来纪录分区信息！同时与过去 MBR 仅有一的区块，被干掉就死光光的情况不同， GPT 除了前面 34 个LBA 之外，整个磁盘的最后 33 个 LBA 也拿来作为另一个备份！这样或许会比较安全些吧！
详细的结构有点像下面的模样：
LBA0 （MBR 相容区块）
LBA1 （GPT 表头纪录）
LBA2-33 （实际纪录分区信息处）
从 LBA2 区块开始，每个 LBA 都可以纪录 4 笔分区纪录，所以在默认的情况下，总共可以有 432 = 128 笔分区纪录喔！因为每个 LBA 有 512Bytes，因此每笔纪录用到 128Bytes 的空间，除了每笔纪录所需要的识别码与相关的纪录之外，GPT 在每笔纪录中分别提供了 64bits 来记载开始/结束的扇区号码，因此，GPT 分区表对於单一分区来说，他的最大容量限制就会在“ 264 512Bytes = 263 1KBytes = 233TB = 8 ZB ”，要注意 1ZB= 230TB 啦！ 你说有没有够大了？
GPT 分区已经没有所谓的主、延伸、逻辑分区的概念，既然每笔纪录都可以独立存在， 当然每个都可以视为是主分区！每一个分区都可以拿来格式化使用喔！
3、如何进行磁盘分区？
盘片上面又可细分出扇区（Sector）与磁道（Track）两种单位，其中扇区的物理量设计有两种大小，分别是 512Bytes 与 4KBytes。
所有盘片的同一个磁道我们称为柱面 （Cylinder）， 通常那是文件系统的最小单位，也就是分区的最小单位啦！
（1）MSDOS （MBR） 分区表格式——分出4个主要分区，即P+P+P+P分区模式
（2）MSDOS （MBR） 分区表格式——分出1个主要分区、1个延伸分区（再细分成5个逻辑分区），即P+E（L+L+L+L+L）分区模式
由于P（primary）+E（extended）最多只能有四个，其中E最多只能有一个。
又如：P+P（L+L）
（3）GPT分区表格式——分成n个主要分区。
4、目前的 BIOS 与 UEFI分别是啥？
BIOS：
一个写入到主板上的一个固件（再次说明， 固件就是写入到硬件上的一个软件程序，由组合语言编写的）。
这个BIOS就是在开机的时候，计算机系统会主动执行的第一个程序了！接下来BIOS会去分析计算机里面有哪些储存设备，我们以硬盘为例，BIOS会依据使用者的设置去取得能够开机的硬盘， 并且到该硬盘里面去读取第一个扇区的MBR位置。 MBR这个仅有446 Bytes的硬盘容量里面会放置最基本的开机管理程序， 此时BIOS就功成圆满，而接下来就是MBR内的开机管理程序的工作了。
UEFI：
取代BIOS的新固件，界面和交互体验更加的友好。
由于BIOS 不懂 GPT分区表，为了解决这个问题，因此就有了 UEFI （Unified Extensible Firmware Interface） 这个统一可延伸固件界面的产生。
UEFI是传统BIOS的替代产物，也称 UEFI 为 UEFI BIOS。近几年生产的计算机硬件基本上都集成了UEFI的固件。
UEFI 使用 C 程序语言，比起使用组合语言的传统 BIOS 要更容易开发！
与传统的 BIOS 不同，UEFI 简直就像是一个低阶的操作系统。
参考：https://baijiahao.baidu.com/s?id=1627358879605845999&wfr=spider&for=pc
5、win7和Linux如何分别查看分区表格式（MSDOS-MBR和GPT）？
（1）win7查看分区表格式：
调出工具
diskpart
调出信息
list disk
判断信息中的最后一列（GPT列），如果没有，表示为MSDOS-MBR格式。如果有*号，表示为GPT格式。
（2）针对Linux查看分区表格式：
调出信息
parted -l
查看信息。如果有msdos字样，表示为MSDOS-MBR格式。如果有gpt，表示为GPT格式。
参考：https://jingyan.baidu.com/article/9c69d48fea19ca13c9024e0f.html
6、开机流程：
1） 一开机，并不是直接读硬盘，而是从主板的BIOS启动。这个BIOS就是在开机的时候，计算机系统会主动执行的第一个程序了！（BIOS的ROM中程序通过硬件加载到内存，来检测相关硬件是否安装正确）
2） BIOS只从硬盘去读取第一个扇区（第一开机扇区）的MBR位置。 MBR这个仅有446 Bytes的硬盘容量里面会放置最基本的开机管理程序。此时BIOS就功成圆满，而接下来就是MBR内的开机管理程序（boot loader）的工作了。
3） 这个开机管理程序（boot loader）的目的是在载入（load）核心文件， 由于开机管理程序是操作系统在安装的时候所提供的，所以他会认识硬盘内的文件系统格式，因此就能够读取核心文件， 然后接下来就是核心文件的工作，开机管理程序与 BIOS 也功成圆满，将之后的工作就交给大家所知道的操作系统啦！
完整流程如下：
bios->boot sector->boot loader->kernel（后面两个以后再说）
这么点大小肯定装不下操作系统～所以只好用boot sector来转让计算机使用的权力了。
于是我们就清楚了boot sector的作用：读入硬盘上的其他程序（kernel，可开机的核心文件），并将cpu交给它。
Linux的开机流程参考：https://www.jianshu.com/p/847853e940d1
术语：
BIOS：一个写入到主板上的一个固件（再次说明， 固件就是写入到硬件上的一个软件程序）。这个BIOS就是在开机的时候，计算机系统会主动执行的第一个程序了！接下来BIOS会去分析计算机里面有哪些储存设备，我们以硬盘为例，BIOS会依据使用者的设置去取得能够开机的硬盘， 并且到该硬盘里面去读取第一个扇区的MBR位置。 MBR这个仅有446 Bytes的硬盘容量里面会放置最基本的开机管理程序， 此时BIOS就功成圆满，而接下来就是MBR内的开机管理程序的工作了。
boot sector：开机扇区。默认是第一扇区（512 Bytes），也称第一boot sector。其中包含446 Bytes的MBR（master boot record，主引导记录），而MBR的本质就是开机管理程序（boot loader），如：grub1、grub2等。第一扇区还包含分区表（64 Bytes）。
开机扇区也可以是其他分区的一个扇区。
boot loader：开机管理程序（boot loader），位于开机扇区中，默认为MBR中，也可以在其他分区的开机扇区中。
kernel：可开机的核心文件，另一个扇区，和开机扇区在同一个磁盘分区中。
在上图中我们可以发现，MBR的开机管理程序提供两个菜单，
菜单一（M1）可以直接载入Windows的核心文件来开机；
菜单二（M2）则是将开机管理工作交给第二个分区的开机扇区（boot sector）。
当使用者在开机的时候选择菜单二时， 那么整个开机管理工作就会交给第二分区的开机管理程序了。
当第二个开机管理程序启动后，该开机管理程序内（上图中）仅有一个开机菜单，因此就能够使用Linux的核心文件来开机啰。
这就是多重开机的工作情况啦！我们将上图作个总结：
1） 每个分区都拥有自己的开机扇区（boot sector）
2） 图中的系统盘为第一及第二分区，
3） 实际可开机的核心文件是放置到各分区内的！
4） loader只会认识自己的系统盘内的可开机核心文件，以及其他loader而已；
5） loader可直接指向或者是间接将管理权转交给另一个管理程序。
延伸：
盘片的物理知识：
1、扇区（Sector）：是最小的物理储存单位，且依据磁盘设计的不同，目前主要有 512Bytes与 4K 两种格式；
2、柱面（Cylinder）：将扇区组成一个圆，那就是柱面；
早期的分区主要以柱面为最小分区单位，现在的分区通常使用扇区为最小分区单位（每个扇区都有其号码喔，就好像座位一样）；
3、磁盘分区表：主要有两种格式，一种是限制较多的 MBR 分区表，一种是较新且限制较少的GPT 分区表。
4、MBR 分区表中，第一个扇区最重要，里面有：（1）主要开机区（Master boot record,MBR）及分区表（partition table）， 其中 MBR 占有 446 Bytes，而 partition table 则占有 64 Bytes。
5、GPT 分区表除了分区数量扩充较多之外，支持的磁盘容量也可以超过 2TB。
那么是否每个扇区都一样重要呢？
其实整颗磁盘的第一个扇区特别的重要，因为他记录了整颗磁盘的重要信息！
由于第一个扇区所记录的分区表与MBR是这么的重要，几乎只要读取硬盘都会先由这个扇区先读起。
因此，如果整颗硬盘的第一个扇区（就是MBR与partition table所在的扇区）物理实体坏掉了，那这个硬盘大概就没有用了！ 因为系统如果找不到分区表，怎么知道如何读取柱面区间呢？