CN100383761C - 一种建立硬盘物理分区的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种建立硬盘物理分区的方法。首先选择硬盘物理分区硬盘首部所在的扇区，并从该扇区开始在硬盘物理容量的范围内建立硬盘的用户使用区，硬盘的其它部分成为硬盘的保护分区，最终构成一个硬盘物理分区。进入该硬盘物理分区后，只能访问硬盘用户使用区，保护分区对于用户不可见。可以通过选择硬盘首部所在扇区，在硬盘的不同位置建立不同的硬盘物理分区。本发明方法可以在共享同一硬盘的前提下，实现不同用户的数据在物理上相互隔离，并进而建立物理层次上完全独立的数据存储空间，使用户拥有独享的运行环境。

Description

一种建立硬盘物理分区的方法
技术领域
本发明涉及一种建立硬盘物理分区的方法，尤其是在单硬盘上建立多个硬盘物理分区的方法。
背景技术
计算机的应用已深入各个领域。多数计算机将其数据存储在硬盘上，每台计算机往往只有一个硬盘。但是，同一台计算机可能服务多个用户或者不同的应用需求。
在使用单一硬盘的情况下，各个用户通常希望能够拥有各自独立的运行环境，不仅数据信息能够相互隔离，如：无法互相访问，具有安全性和私密性等，而且可以进而建立各自独立的软件环境。有时同一用户也可能因为有不同的应用需求，需要在同一硬盘上建立不同的软件运行环境。
现有技术下，可以在计算机的单一操作系统下设定多个用户帐户，每个账户分别记录各自用户在计算机硬盘上的数据信息，以实现不同用户数据的隔离。例如在视窗Windows 2000和视窗Windows XP中，操作系统可以服务多个用户，每个用户都有单独的帐户和密码，并有相应的权限。通过多用户支持的加密文件系统(EFS，Encrypting File System)，用户可以使用任意产生的密钥加密文件或文件夹。加密后，别的用户即使是系统管理员也无法打开。
现有技术下，也可以在同一台计算机上安装多个操作系统，以服务用户的不同应用需求。此时，各个操作系统可以安装在不同逻辑分区，也可以安装在同一逻辑分区。硬盘上的操作系统的启动主要是由主引导扇区和系统引导扇区来实现的。主引导扇区位于硬盘的首部，即LBA0扇区，负责搜索硬盘可以启动的分区。主引导扇区是由基本输入输出系统BIOS引导并调入内存执行，系统引导扇区则位于每个分区的首部，由SYS命令负责引导本分区相应的操作系统。
上述现有技术中，不同的用户数据和操作系统在物理上没有分隔，因此存在局限性。
就上述视窗Windows 2000和视窗Windows XP中为用户提供单独的帐户和密码的方式而言，首先，需要在特定的操作系统下才能实现；此外，还需要特定的分区格式NTFS；而且，高权限的管理员虽然无法打开，但是可以删除；当文件复制到FAT或FAT32分区下，加密消失；并且，加密进程会增加处理量和降低运行性能。
现有技术下在同一台计算机上安装多个操作系统的方式，由于各个操作系统最初都是由硬盘LBA0扇区开始的主引导扇区程序引导进行初始化的，如果LBA0扇区损坏，会同时影响多个操作系统，安全性差。而且，多个操作系统在系统下都是同时可见的，可能被其它应用程序或病毒或人为误操作而破坏，安全性差。
现有技术的上述缺陷，是由于不同用户和操作系统的数据在物理层次上并无区分，因此，无法为用户提供完全独立的软件运行环境。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种建立硬盘物理分区的方法，能够在同一个硬盘上为用户提供物理上相互隔离的多个区域，使不同区域存放的数据在物理层次上相互独立。
为解决该技术问题，本发明提供的建立硬盘物理分区的方法，包含下述步骤：
1)计算机启动，接收物理分区的划分信息，所述信息包括：硬盘物理分区的硬盘首部所在的扇区及该硬盘物理分区的容量；
2)根据上述接收的硬盘物理分区的硬盘首部所在的扇区，指定硬盘首部到该扇区；以及
3)根据上述接收的硬盘物理分区的容量，设定所述的硬盘首部所在的扇区开始该容量的硬盘空间为用户可用区，相应的，该硬盘的其它扇区为该硬盘物理分区的保护分区；所述该硬盘物理分区的容量小于该硬盘实际物理容量。
所述步骤2)中硬盘首部所在的扇区可以是出厂时已确定的扇区。
所述步骤2)的扇区的指定还可以通过执行ATA指令Set FEATURESEnable Address Offset Mode命令实现。
所述步骤3)的用户可用区的设定具体是执行ATA指令Set Max Assress。
执行Set Max Address命令后，还可以执行SET MAX SET PASSWORD命令，设置密码保护，对Set Max Address命令加锁；
以后，执行Set Max Address命令前，结合原来设置的密码，执行SET MAXUNLOCK命令，对Set Max Address命令解锁。
以上所述的ATA指令在启动时进入BIOS环境执行。
所述步骤1)之前，还可以包括选择是否划分新的硬盘物理分区；如果是，则进入步骤1)；如果否，则选择进入某一硬盘物理分区。
选择进入某一硬盘物理分区后，可以在用户可用区划分逻辑分区，进而安装操作系统。
所建立的新的硬盘物理分区的用户可用区位于已建立的硬盘物理分区的保护分区，以避免破坏已建立的硬盘物理分区。
新的硬盘物理分区的硬盘首部可以位于已建立的硬盘物理分区的保护分区的起始扇区以最大限度的利用硬盘容量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明技术方案的硬盘分区方式通过在硬盘上改变硬盘首部，并根据改变后的硬盘首部设立用户可用区及用户保护分区，在物理层次上实现对硬盘的隔离。不同的硬盘物理分区的用户可用区处于硬盘的不同扇区，也即各个硬盘物理分区的用户可用区都处于其它硬盘物理分区的保护分区上，当进入某一个硬盘物理分区时，对于用户而言，只有该硬盘物理分区的用户使用区是可见的，而该物理分区的保护分区对用户而言相当于不存在。这就保证了处于某一个硬盘物理分区的用户不可能访问其它硬盘物理分区，使不同的分区在物理上相互独立。
由于以上特点，使用本发明提供的方法，可以在共享同一硬盘的前提下，提供物理上独立的不同区域供用户使用，不仅保证各个用户的数据相互在物理层次上的独立性，更为用户提供了完全独享的软件环境。
由于该方法只需在最底层的软件上执行若干指令即可实现，不需要增加任何硬件，因此同时具有简单易行、无需增加成本的优点。
附图说明
图1是本发明所述方法的第一实施例的流程图；
图2a至图2e是图1各步骤对应的硬盘分区情况；
图3是本发明所述方法的第二实施例的流程图；
图4a至图4h是图3各步骤对应的硬盘分区情况。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细的描述。
请参阅图1，本发明的第一实施例实现在一个硬盘上划分两个物理分区。
本实施例中划分硬盘物理分区由计算机程序完成，该程序可以是BIOS中的模块，可以称之为物理分区划分模块，在BIOS引导硬盘上操作系统前调用。在硬盘初始未划分任何空间也未安装任何操作系统的情况下(见图2a)，进行如下操作：
步骤S1，计算机上电，启动BIOS，调用所述物理分区划分模块，提示用户划分用户可用区和保护分区。并记录用户的选择。
例如：用户可用区位于LBA0扇区至用户指定的M扇区，保护分区位于M+1扇区至硬盘实际物理最大地址(Native Max Address)所在扇区。
步骤S2，在BIOS中执行Set Max Address命令，保护M扇区以上的保护分区，实现物理隔离。此时保护分区无法被任何软件所访问。划分后硬盘状态如图2b所示。
步骤S3，BIOS继续引导硬盘，按正常方式在用户可用区(LBA0-M扇区)划分分区，包括主分区及逻辑分区等，并安装操作系统。硬盘状态如图2c所示。
步骤S4，再次启动计算机，BIOS调用物理分区划分模块，在用户选择下，执行Set FEATURES Enable Address Offset Mode命令，重新指定硬盘LBA0扇区位置到保护分区起始位置(M+1)扇区。
需要说明的是：第一，重新指定LBA0到M+1扇区位置，是为了不破坏已安装的操作系统A和最大利用硬盘资源，Set FEATURES Enable AddressOffset Mode命令可以指定LBA0到硬盘上任何扇区。第二，执行重新指定LBA0扇区指令不会破坏硬盘现有的任何数据信息。
重新执行Set Max Address命令，保护新地址Max-M+1扇区以上的扇区，保护新的保护分区即原来的用户可用区。执行完毕后，硬盘状态如图2d所示。
步骤S5、BIOS继续引导硬盘，按正常方式在新的用户可用区(新地址LBA0至Max-M扇区)划分分区(主分区及逻辑分区等)，并安装操作系统B。安装完毕后，硬盘状态如图2e所示。
步骤S6、每次启动时，可在BIOS中选择启动系统A或B。
如果选择启动系统A，则由BIOS中模块保证LBA0设置在原硬盘LBA0起始位置，并保护相应的保护分区，从LBA0启动相应操作系统A。
如果选择启动系统B，则由BIOS中物理分区划分模块执行Set FEATURESEnable Address Offset Mode命令，保证LBA0设置在原硬盘(M+1)处；在BIOS中执行Set Max Address命令并保护相应的保护分区，从新的LBA0位置启动相应操作系统B。
上述每次使用Set Max Address命令后，可以紧接着使用SET MAX SETPASSWORD命令，设置32字节长度的密码保护，对Set Max Address命令加锁；这是为了防止其它程序进入BIOS，更改物理硬盘用户使用区及保护区的设置，确保已建立的物理硬盘不被非法破坏。以后，每次使用Set MaxAddress命令前必须结合原来设置的32字节的密码执行SET MAX UNLOCK命令，对Set Max Address命令解锁。
请参考图3，是本发明的第二实施例的流程图。该实施例可在同一硬盘上获得多个互相独立，并有着物理隔离的操作系统，可以同时安装Windows 98，Windows 2000，Windows XP，Linux，Novell，Unix等等。
实现物理隔离并可以设置LBA0扇区位置的物理分区划分模块位于BIOS中，并在BIOS引导硬盘上操作系统前调用。硬盘初始未划分任何空间也未安装任何操作系统，如图4a所示。
实际操作步骤如下：
步骤S1，计算机上电，启动BIOS调用模块，提示用户划分用户可用区和保护分区。
例如用户可用区位于LBA0扇区至用户指定的M扇区，保护分区位于M+1扇区至硬盘实际物理最大地址Native Max Address所在扇区。
步骤步骤S2，在BIOS中执行Set Max Address命令，保护M扇区以上的保护分区，实现物理隔离。此时保护分区无法被任何软件所访问。执行完毕后，硬盘状态如图4b所示。
步骤S3，BIOS继续引导硬盘，按正常方式在用户可用区(LBA0-M扇区)划分分区包括主分区及逻辑分区等，并安装操作系统A(例如Windows98)；安装后硬盘状态如图4c所示。
步骤S4，再次启动计算机，BIOS调用此模块，在用户选择下，执行SetFEATURES Enable Address Offset Mode命令，重新指定硬盘LBA0扇区位置到保护分区起始位置(M+1)扇区。执行完毕后，硬盘状态如图4d所示。
需要说明的是：第一，重新指定LBA0到M+1扇区位置，是为了不破坏已安装的操作系统A和最大利用硬盘资源，理论上可以指定到大于M+1扇区的任何位置。第二，执行重新指定LBA0扇区指令不会破坏硬盘现有的任何数据信息。
步骤S5，在原保护分区(新的LBA0扇区)起始位置划分新的用户可用区(LBA0-N扇区)。执行完毕后，硬盘状态如图4e所示。
新用户可用区N小于原保护分区。
步骤S6，重新执行Set Max Address命令，保护新地址N+1扇区以上的扇区，保护新的保护分区(即原来的用户可用区和原保护分区的一部分)。执行完毕后，硬盘状态如图4f所示。
步骤S7，BIOS继续引导硬盘，按正常方式在新的用户可用区(新地址LBA0至N扇区)划分分区(主分区及逻辑分区等)，并安装操作系统B。执行完毕后，硬盘状态如图4g所示。
步骤S8，重复步骤4至步骤7，可以继续划分原保护分区，并安装系统C，D，E...。硬盘状态如图4h所示。
每次启动时，可在BIOS中选择启动系统A或B或C，D.....
如果选择启动系统A，则由BIOS中模块保证LBA0设置在原硬盘LBA0起始位置，并保护相应的保护分区，从LBA0启动相应操作系统A。
如果选择启动系统B，则由BIOS中模块保证LBA0设置在原硬盘(M+1)处，并保护相应的保护分区，从新的LBA0位置启动相应操作系统B。依次类推，在保证设置LBA0到正确位置，并保护相应的保护分区的情况下，可以启动任一系统。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种建立硬盘物理分区的方法，其特征在于包含下述步骤：
1)计算机启动，接收物理分区的划分信息，所述信息包括：硬盘物理分区的硬盘首部所在的扇区及该硬盘物理分区的容量；
2)根据上述接收的硬盘物理分区的硬盘首部所在的扇区，指定硬盘首部到该扇区；以及
3)根据上述接收的硬盘物理分区的容量，设定以所述的硬盘首部所在的扇区开始的该容量的硬盘空间为用户可用区，相应的，该硬盘的其它扇区为该硬盘物理分区的保护分区；所述该硬盘物理分区的容量小于该硬盘实际物理容量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2)中硬盘首部所在的扇区是出厂时已确定的扇区。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2)的扇区的指定具体是执行ATA指令Set FEATURES Enable Address Offset Mode命令。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3)的用户可用区的设定具体是执行ATA指令Set Max Address。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：执行Set Max Address命令后，还执行SET MAX SET PASSWORD命令，设置密码保护，对Set MaxAddress命令加锁；
以后，执行Set Max Address命令前，结合原来设置的密码，执行SET MAXUNLOCK命令，对Set Max Address命令解锁。
6.根据权利要求3、4或5所述的方法，其特征在于：所述的ATA指令在启动时进入BIOS环境执行。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)之前，还包括选择是否划分新的硬盘物理分区；如果是，则进入步骤1)；如果否，则选择进入某一硬盘物理分区。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：选择进入某一硬盘物理分区后，还包括在用户可用区划分逻辑分区，进而安装操作系统。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述新的硬盘物理分区的用户可用区位于已建立的硬盘物理分区的保护分区。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述新的硬盘物理分区的硬盘首部位于已建立的硬盘物理分区的保护分区的起始扇区。
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