存储管理—磁盘基础

一、设备文件的分类

在Linux下的/dev目录中有大量的设备文件，根据设备文件的不同，又分为字符设备文件和块设备文件。

字符设备文件的存取是以字符流的方式来进行的，一次传送一个字符。常见的有打印机，终端（TTY）、绘图仪和磁带设备等等，字符设备文件有时也被称为"raw" 设备文件。

块设备文件是以数据块的方式来存取的，最常见的设备就是磁盘。系统通过块设备文件存取数据的时候，先从内存中的buffer中读或写数据。而不是直接传送数据到物理磁盘。这种方式有效的提高了磁盘的I/O性能。

二、MBR和GPT

MBR（Master Boot Record）：即硬盘的主引导记录分区列表，硬盘的0柱面、0磁头、1扇区称为主引导扇区（也叫主引导记录MBR）。它由三个部分组成，主引导程序、硬盘分区表DPT和硬盘有效标志（55AA）。在总共512字节的主引导扇区里，主引导程序（boot loader）占446个字节，第二部分是Partition table区（分区表），即DPT，占64个字节，硬盘中分区有多少以及每一分区的大小都记在其中。第三部分是magic number，占2个字节，固定为55AA。

GPT（GUID Partition Table）：即全局唯一标识分区列表，是一个物理硬盘的分区结构。它用来替代BIOS中的主引导记录分区表（MBR）。

传统BIOS主要支持MBR引导，UEFI则是取代传统BIOS，它加入了对新硬件的支持。

三、UEFI和BIOS

UEFI（Unified Extensible Firmware Interface)：全称"统一的可扩展固件接口"，它定义了一种在操作系统和平台固件之间的接口标准。这种接口用于操作系统自动从预启动的操作环境（在系统启动之后，但是操作系统开始运作之前）加载到一种操作系统上，从而使开机程序化繁为简，节省时间。需要注意，UEFI最准确的说它仅是一种规范，不同厂商根据该规范对UEFI的实现，并做出PC固件后,该固件就称为UEFI固件。

BIOS（基本输入和输出系统）：是最古老的一种系统固件和接口，采用汇编语言进行编程，并使用中断来执行输入/输出操作，在出现之初即确定了PC 生态系统的基本框架。

UEFI比BIOS先进在三个方面：

(1) 读取分区表

(2) 访问某些特定文件系统中的文件

(3) 执行特定格式的代码【可以说UEFI像一个简易的操作系统】

四、UEFI、BIOS和MBR、GPT之间的关系？

MBR的特点：

MBR分区的分区表保存在硬盘的第一个扇区，而且只有64字节，所以最多只能有四个表项。也就是说，我们只能把硬盘分为4主分区，或者分成小于等于3个主分区再加一个扩展分区。

MBR分区的优点就是简单，支持度高，很多操作系统都可以从MBR分区的硬盘启动。缺点就是MBR分区不能识别大于2T的硬盘空间，也不能有大于2T的分区.

MBR支持32位和64位系统。

GPT的特点：

 没有4个主分区的限制，对分区的数量没有限制。

 GPT可管理硬盘大小最大18EB

 要从GPT分区的硬盘启动，则需要UEFI主板、硬盘使用GPT分区、操作系统支持GPT这三个条件。

 必须使用64位系统。

UEFI的目标是取代传统BIOS，它不支持MBR模式，仅支持GPT格式。不过，近年出现的UEFI主板，采用UEFI+BIOS共存模式，并且BIOS中集成UEFI启动项。