Раздел диска (Операционные Системы)

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 01:43, 4 июня 2019.

Раздел диска (Операционные Системы) — выделенная область на вторичном хранилище, которая может управляться отдельно от других выделенных областей. Такие выделенные области называются разделами (или "слайсами").

Обычно разделение диска это первый шаг подготовки нового установленного диска перед созданием файловой системы. Диск хранит информацию о расположении и размерах разделов в области, известной как таблица разделов, которую операционная система читает перед любой другой частью диска. Затем каждый раздел представляется операционной системе как отдельный «логический» диск, который использует часть реального диска. Системные администраторы используют программу под названием редактор разделов для создания, изменения размера, удаления и управления разделами. Разбиение позволяет использовать разные файловые системы для разных типов файлов. Отделение пользовательских данных от системных данных может помешать заполнению системного раздела, которое делает операционную систему непригодной для использования. Создание разделов также может облегчить резервное копирование. [Источник 1]

Типы разделов диска

В этом разделе описывается схема разбиения основной загрузочной записи (MBR), которая исторически использовалась в MS-DOS, Microsoft Windows и Linux на компьютерно-совместимых компьютерных системах. С середины 2010-х большинство новых компьютеров используют вместо этого схему секционирования GUID Partition Table (GPT), хотя существуют и другие схемы разбиения. Общее пространство хранения данных жесткого диска ПК, на котором реализовано разделение MBR, может содержать не более четырех основных разделов или, в альтернативе, три основных раздела и расширенный раздел. Таблица разделов, расположенная в загрузочной записи, содержит записи 16 байт, каждый из которых описывает раздел. Тип раздела определяется однобайтовым кодом, найденным в записи таблицы разделов. Некоторые из этих кодов (например, 0x05 и 0x0F) могут быть использованы для указания присутствия расширенного раздела. Большинство из них используются загрузчиком операционной системы (который проверяет таблицы разделов), чтобы решить, содержит ли раздел файловую систему, которая может быть смонтирована или доступна для чтения или записи данных.

Основной раздел

Основной раздел содержит одну файловую систему. В DOS и всех ранних версиях систем от Microsoft Windows необходимо, чтобы первым был системный раздел. Все операционные системы Windows, начиная с Windows 95 и по настоящее время, могут быть расположены на любом разделе, однако загрузочные файлы (io.sys, bootmgr, ntldrи т.д.) обязательно должны находиться на первичном разделе. Другие факторы, такие как BIOS компьютера, также могут накладывать особые требования в отношении того, какой раздел должен содержать основную ОС. Код типа раздела для первичного раздела может либо соответствовать файловой системе раздела (например, 0x07 означает NTFS или OS/2 HPFS) или указать, что раздел предназначен для специального использования (например, код 0x82 обычно указывает в Linux раздел подкачки). В файловых системах FAT16 и FAT32 используется несколько кодов типов разделов из-за ограничений различных версий ОС DOS и Windows. Хотя операционная система Linux может распознавать несколько различных файловых систем (ext4 , ext3 , ext2 , ReiserFS и т. д.), все они последовательно использовали один и тот же код типа раздела: 0x83 (собственная файловая система Linux).

Расширенный раздел

Жесткий диск может содержать только один расширенный раздел, но этот расширенный раздел может быть разделен на несколько логических разделов. Системы DOS / Windows могут назначать уникальную букву диска каждому логическому разделу. [Источник 1]

Схемы разбиения на разделы

DOS, Windows и OS / 2

В DOS, Microsoft Windows и OS / 2 обычной практикой является использование одного основного раздела для активной файловой системы, который будет содержать операционную систему, файл подкачки или страницы, все утилиты, приложения и пользовательские данные. На большинстве компьютеров Windows буква диска "C" обычно назначается основному разделу. На жестком диске могут существовать другие разделы, которые могут отображаться или не отображаться в виде дисков, например разделы для восстановления или разделы с диагностическими инструментами или данными. (Буквы дисков Microsoft не соответствуют разделам как «один к одному», то есть может быть больше или меньше букв дисков, чем самих разделов). Microsoft Windows 2000, XP, Vista и Windows 7 включают программу «Управление дисками», которая позволяет создавать, удалять и изменять размеры разделов FAT и NTFS. Диспетчер дисков Windows в Windows Vista и Windows 7 использует схему выравнивания разделов размером 1 МБ, которая принципиально несовместима с Windows 2000, XP, OS / 2, DOS, а также многими другими операционными системами.

Unix-подобные системы

В операционных системах Unix и Unix-подобных операционных системах, таких как Linux, macOS, BSD и Solaris, можно использовать несколько разделов на дисковом устройстве. Каждый раздел может быть отформатирован в файловой системе или как раздел подкачки. Несколько разделов позволяют папкам, таким как / boot , / tmp , / usr , / var или / home, выделять свои собственные файловые системы. Такая схема имеет ряд преимуществ:

  • Если одна файловая система повреждена, данные вне этой файловой системы / раздела могут остаться нетронутыми, что минимизирует потерю данных.
  • Конкретные файловые системы могут быть смонтированы с различными параметрами, например, только для чтения , или с отключенным выполнением файлов setuid .
  • Уходящая программа, которая использует все доступное пространство в несистемной файловой системе, не заполняет критические файловые системы.
  • Хранение пользовательских данных, таких как документы, отдельно от системных файлов позволяет обновлять систему с меньшим риском нарушения данных.

Обычная минимальная конфигурация для систем Linux — это использование трех разделов: один, содержащий системные файлы, смонтированные в «/» (корневой каталог), другой — пользовательские файлы конфигурации и данные, смонтированные в / home (домашний каталог), и раздел подкачки.

По умолчанию системы macOS также используют один раздел для всей файловой системы и используют файл подкачки внутри файловой системы, а не раздел подкачки. В Solaris разделы иногда называют "слайсами" (slice). Это концептуальная ссылка на нарезку торта на несколько частей. Термин "слайс" используется в операционной системе FreeBSD для обозначения разделов Master Boot Record , чтобы избежать путаницы с собственной схемой разбиения на основе метки диска в FreeBSD. Однако разделы таблицы разделов GUID во всем мире называются, как и принято в русскоязычном сообществе, «разделами».

Мультизагрузочные и смешанные системы

Мультизагрузочные системы — это компьютеры, на которых пользователь может загружаться в одну из двух или более отдельных операционных систем (ОС), хранящихся на отдельных устройствах хранения или в отдельных разделах одного и того же устройства хранения. В таких системах меню при запуске дает выбор, какую ОС загружать / запускать (и одновременно загружается только одна ОС). Это отличается от виртуальных операционных систем, в которых одна операционная система запускается как отдельная виртуальная «программа» в другой уже работающей операционной системе (примером является «виртуальная машина» ОС Windows, работающая из ОС Linux).

Таблица разделов GUID

Таблица разделов GUID (Globally Unique IDentifier) является частью единой системы "расширяемого интерфейса микропрограмм (UEFI)" — стандарта для компоновки таблицы разделов на физическом жестком диске. Многие операционные системы теперь поддерживают этот стандарт. [Источник 1]

Восстановление раздела

Когда раздел удаляется, его запись удаляется из таблицы, и данные становятся не доступны. Фактически данные остаются на диске до тех пор, пока не будут перезаписаны. Специализированные утилиты восстановления могут найти потерянные файловые системы и воссоздать таблицу разделов, в которую входят записи для этих восстановленных файловых систем. Некоторые дисковые утилиты могут перезаписывать несколько начальных секторов раздела, которые были удалены. Например, если для удаления раздела используется Windows Disk Management (Windows 2000 / XP и другие), программа перезапишет первый сектор (относительный сектор 0) раздела перед его удалением. Если имеется резервный загрузочный сектор, все еще возможно восстановить раздел FAT или NTFS.

Сжатые диски

Жесткие диски могут быть сжаты, чтобы создать дополнительное пространство. В DOS и ранних версиях Microsoft Windows использовались такие программы, как Stacker (DR-DOS кроме 6.0), SuperStor (DR DOS 6.0), DoubleSpace или DriveSpace (Windows 95). Это сжатие было сделано путем создания очень большого файла в разделе с последующим сохранением данных диска в этом файле. При запуске драйверы устройств открывали этот файл и присваивали ему отдельную букву. Часто, чтобы избежать путаницы, исходный раздел и сжатый диск менялись местами, так что сжатый диск является диском C:, а несжатой области (часто содержащей системные файлы) дается более высокое имя (D,E и т.д.). Версии Windows, использующие ядро NT, включая самые последние версии, XP и Vista, содержат встроенную возможность сжатия диска.

Источники

  1. 1,0 1,1 1,2 Disk partitioning // Wikipedia. [2019]. Дата обновления: 12.02.2019. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Disk_partitioning (дата обращения: 08.05.2019).