Note su MBR e Tabella delle Partizioni 

Esistono programmi o utilità che maneggiano il Master Boot Record (MBR) e la tabella delle partizioni, perciò può essere utile (e più sicuro) cercare di capire di che cosa si tratta: è a questo scopo che sono state preparate le brevi note che seguono.

Tutti ormai sappiamo che la straordinaria evoluzione del Personal Computer (PC - termine d’origine IBM) a partire dagli anni ’80 è stata favorita soprattutto dall’utilizzo di sistemi operativi denominati DOS (Disk Operating System) che permettevano l’utilizzo e la gestione di unità di memorizzazione di tipo magnetico, dischi con un supporto magnetico, mantenuti in rotazione da un motorino elettrico, ed esplorati sulla superficie da testine con i sensori atti a rilevare le variazioni di magnetizzazione della superficie che si muove sotto di loro.

E’ possibile così memorizzare e leggere tutte le informazioni necessarie al funzionamento del PC e dei programmi in esso contenuti.

Oggi l’hard disk (HD) è una delle periferiche più prestigiose del PC – i nomi sono quelli ormai qualificati (IBM, Quantum, Western Digital tanto per citarne solo alcuni… quelli che ho io).

La struttura logica di ogni HD è basata su unità di memorizzazione chiamate settori; ciascun settore di un HD di PC IBM-compatible è 512 bytes.

Tutte le utilità che preparano un HD per la definizione di dischi logici, come per es. l’utilità DOS FDISK, scrivono un settore di dati, chiamato Master Boot Record (MBR) sul primo settore di un HD, cioè quello che ha come indirizzo cilindro 0, testa 0, settore 1.

Abbiamo detto che ogni settore dell’HD contiene 512 bytes, e il MBR non fa eccezione: include nella parte iniziale, nei primi 448 bytes, un codice eseguibile (cioè un piccolo programma), e successivamente una tabella di quattro record, ciascuno da 16 bytes - totale 64 bytes.

Questa tabella contiene i dati relativi alle partizioni create sull’HD, usando per es. FDISK, e cosa più importante definisce la locazione della partizione primaria, quella da cui il PC si può avviare.

Ecco la sequenza di boot o di avvio del PC dopo aver attivato il Power On.

Allora… tre salti successivi:

1. Quando un computer IBM-compatible si avvia, il primo codice, programma, che viene eseguito è il BIOS, il quale risiede nella ROM del computer posta sulla Main Board. Questo chip di memoria prende poi il nome di Eprom, Flash Eprom, perché è una “erasable programmable read only memory”, cioè un chip di memoria riscrivibile con adatti programmi che permettono il famoso upgrade del BIOS.

2. Dopo le routine di base del BIOS si ha come istruzione quella di puntare al cilindro 0, testa 0, settore 1 del primo HD presente sul computer, quindi al MBR; allora il BIOS legge in memoria il contenuto del MBR e trasferisce il controllo al codice scritto nella prima parte del MBR (i 448 bytes di cui abbiamo parlato prima).

3. Il codice scritto nel MBR effettua uno scan della tabella delle partizioni, costituita dai 4 record da 16 bytes (come accennato precedentemente), e localizza la prima partizione primaria marcata con la flag di partizione avviabile (bootable – codice 80). Appena il codice dell’MBR trova una partizione così marcata, viene letto in memoria il primo settore di tale partizione ed eseguito il codice presente in questo settore che costituisce alla fine il boot sector, cioè il settore di boot vero e proprio, quello che in definitiva provvede ad avviare il Sistema Operativo presente, quello scritto per intenderci quando si effettua il sys c:.

Quindi concludendo, il processo di avvio di un computer si realizza attraverso questa successione di operazioni, che inizia con il BIOS e termina sul settore di boot specifico per il S.O. che si usa.

Quando in un’operazione di preparazione dell’HD si lancia il programma FDISK, impostando la dimensione della partizione primaria e quella delle partizioni estese, viene creato il settore MBR all’inizio dell’HD e vengono creati i quattro record della tabella delle partizioni.

Sono quattro perché la struttura iniziale del DOS, della codifica dati sulle unità di memorizzazione, prevede un numero massimo di quattro partizioni primarie possibili da impostare, però siccome una sola partizione primaria può essere attiva (avviabile), si comprende che creando 4 partizioni primarie si ottiene alla fine l’utilizzo di una capacità di memorizzazione inferiore a quella dell’HD.

Esiste una particolare struttura di partizione primaria che si chiama partizione estesa, in cui si possono creare unità logiche (dischi) da d: alla z:.

Quindi nell’utilizzo normale, con FDISK, troveremo in pratica solo due record nella tabella delle partizioni, quello relativo alla partizione principale e quello relativo alla partizione estesa: infatti di default il programma FDISK permette di creare una sola partizione primaria e automaticamente tutta la parte di spazio restante sull’HD è da considerarsi come partizione estesa, in cui si possono creare unità logiche, dischi, cui il sistema operativo assegnerà le lettere successive dalla D: alla Z:.

Note su MBR e Tabella delle Partizioni

La struttura tipica dei 16 bytes che costituiscono un record della tabella delle partizioni, è questa:

BI: Indicazione partizione di avvio (Boot=80)

H: Head (Testina) Inizio/Fine per la partizione

S: Settore Inizio/Fine per la partizione

C: Numero Cilindro Inizio/Fine

SI: Indicatore del File System (17=NTFS; 0B=FAT32 primaria; 0F=FAT32 estesa; etc.)

SB: Numero di settori prima della partizione corrente

NS: Numero totale di settori in questa partizione

Come già detto, il Master Boot Record contiene informazioni sino ad un massimo di quattro partizioni primarie, oppure tre partizioni primarie ed una estesa: questo è dovuto al fatto che nella struttura del MBR sono previsti solo quattro record ciascuno da 16 bytes per la descrizione delle partizioni.

E’ stato inoltre già accennato il fatto che il programma FDISK permette la creazione di una partizione primaria soltanto: è necessario ricorrere ad altre utilities, tipo il Partition Magic, se si vogliono creare altre partizioni primarie per l’utilizzo di più sistemi operativi, sino ad un massimo di tre e sempre con la condizione che una soltanto sia attiva, cioè avviabile.

Esiste ancora un’altra caratteristica peculiare del MBR, quasi una limitazione, dovuta al fatto di com’è strutturato, di com’è stato concepito: quella di aderire strettamente alle regole delle chiamate dell’INT 13 del BIOS. Questo significa che le indicazioni esatte del MBR sono limitate alle condizioni dei 1024 cilindri, 256 teste, 63 settori/traccia, cioè in pratica all’indicazione di una capacità pari a:

1024*256*63*512=8.455.716.864 bytes=8.064 MB=7,87 GB.

Ovviamente vi sono altre tecniche (ad es. le INT13 Ext, con LBA) che hanno permesso di superare queste limitazioni e quindi l’utilizzo e la gestione di capacità di HD sino a 30 GB, ma a livello di MBR questa degli 8064 MB è una barriera.

Praticamente, ogni partizione primaria creata all’interno dei 1024 cilindri (8064 MB), e sino a quel limite sarà perfettamente individuata ed individuabile dalle indicazioni riportate nel MBR; analogamente anche tre partizioni primarie create all’interno dei primi 1024 cilindri (8064 MB) saranno individuate esattamente dal MBR che come tale, come settore MBR può essere salvato ed all’occorrenza ripristinato, con la riscrittura esatta della tabella delle partizioni e quindi con il ripristino di tutta una struttura di Sistema Operativo.

Questo è uno dei motivi, se non il più importante, per cui scegliendo di usare tre partizioni distinte per l’avvio di tre sistemi operativi indipendenti, è conveniente crearle tutte nei limiti sinora detti, 8064 MB, o 1024 cilindri. Partizioni primarie dell’ordine dei 4GB contengono tranquillamente una full installation di Windows 2000, di Office 2000, Autocad, programmi di grafica: si può arrivare ad un massimo di spazio occupato di 2 GB e ne restano ancora 2; tutti i dati creati con i programmi installati nella partizione primaria vanno salvati ed impostati su una partizione estesa, ad es. D: in modo che restano inalterati a fronte di un qualsiasi problema sulla partizione primaria dei programmi.

Queste indicazioni e linee di massima presuppongono conoscenze di base molto approfondite tali da permetterci di dire che

I nostri Clienti lavoro con la massima soddisfazione e tranquillità!!!!!

Ancora, 2GB di spazio sono sufficienti per una full installation di Win9x, con relativi programmi, sempre con l’accortezza di installare documenti, dati, elaborati in un’altra unità diversa dalla partizione primaria.

Altro motivo, non meno importante, che giustifica l’installazione delle partizioni primarie nei primi 1024 cilindri, o più in generale la progettazione di partizioni primarie dell’ordine di grandezza dei 2 – 4 GB max, è la possiblità di utilizzare al meglio gli adatti programmi che creano immagini delle partizioni (per es. DriveImage e Ghost): in particolare DriveImage 3 supporta come file system anche il NTFS, si avvia da DOS (il programma va tutto in un floppy da 1.4 MB), è veloce, comprime sino al 50%: una primaria da 4 GB, con circa 1,8 GB di programmi installati, viene compressa in un file di circa 900 MB, salvabile tranquillamente su un altro HD, in una partizione estesa dello stesso HD, o anche utilizzando lo span può essere masterizzato su un paio di CD-ROM.

A titolo di esempio indico di seguito il formato di partizionamento dell’HD #1, su IDE1, del mio desktop:

Disk 1 12942 MB IBM DJNA371359

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Aggiornato il: 12 agosto 2005