Master-Boot-Record (MBR)
Die Master-Boot-Record Partitionstabelle ist eine Tabelle, welche die Unterteilung der Festplatte in Partitionen beschreibt. Sie ist seit der Verbreitung von Festplatten im Jahr 1980 fest definiert und wird von allen Betriebssystemen zwingend vorausgesetzt.
Der Master-Boot-Record ist der erste Sektor auf der Festplatte. Er beinhaltet zum einen den „Bootstrap“. Dies ist ein Programm, das von dem BIOS aufgerufen wird, um das eigentliche Betriebssystem zu laden. Zum anderen enthält dieser Sektor auch eine Beschreibung, ob / wie die Festplatte in unterschiedliche Bereiche (Partitionen) unterteilt ist. Diese Beschreibung erfolgt in der sogenannten „Partitionstabelle“. Sie enthält für jede Partition einen Eintrag. Dieser besteht aus der Lage der Partition auf der Festplatte und dem „Typ“ dieser Partition.
Aus historischen Gründen kann diese Partitionstabelle nur vier Einträge (primäre Partitionen oder erweiterte Partitionen) aufnehmen. Das Format dieses Master-Boot-Records (Bootstrap / Partitionstabelle) ist fest definiert und wird vonallen Betriebssystemen zwingend vorausgesetzt.
Es gibt im wesentlichen zwei Partitionsarten: Primärpartitionen und erweiterte Partitionen. Darüber hinaus lassen sich erweiterte Partitionen noch weiter in logische Partitionen unterteilen. Sie können bis zu vier Hauptpartitionen auf dem Festplattenlaufwerk definieren, wovon eine als erweiterte Partition definiert werden kann, d.h. maximal vier Primärpartitionen oder drei Primärpartitionen und eine erweiterte Partition.
In einer Primärpartition können Sie jedes beliebige Betriebssystem sowie Datendateien wie z.B. Programm- und Benutzerdateien speichern. Eine Primärpartition ist logisch formatiert, damit sich ein Dateisystem darauf definieren lässt, das mit dem auf der Partition installierten Betriebssystem kompatibel ist.
Wenn Sie mehrere Primärpartitionen definieren, kann zu jedem beliebigen Zeitpunkt stets nur eine Primärpartition aktiv sein. Wenn Sie mehrere Betriebssysteme auf Ihrem Festplattenlaufwerk installieren müssen, ist es in der Regel notwendig, mehrere Primärpartitionen zu erstellen, da die meisten Betriebssysteme nur von einer Primärpartition gebootet werden können
Die erweiterte Partition wurde entwickelt, um die willkürliche 4-Partitionen-Begrenzung zu umgehen. Es handelt sich im Prinzip um einen Bereich, in dem Sie den Datenträgerspeicher weiter physikalisch unterteilen können, indem Sie eine unbegrenzte Anzahl logischer Partitionen definieren (weitere physikalische Unterteilungen des Datenträgerspeichers).
Eine erweiterte Partition dient nur indirekt der Datenspeicherung. Der Benutzer muss in der erweiterten Partition logische Partitionen definieren, in denen die Daten gespeichert werden. Logische Partitionen müssen logisch formatiert sein; auf jeder logischen Partition kann ein anderes Dateisystem definiert sein. Nach der logischen Formatierung gilt jede logische Partition als separater Datenträger.
Logische Partitionen können nur innerhalb einer erweiterten Partition definiert werden und sind nur für die Speicherung von Datendateien und Betriebssystemen vorgesehen, die von einer logischen Partition gebootet werden können (z.B. Linux und Windows NT). Betriebssysteme, die von einer logischen Partition gebootet werden können, sollten gewöhnlich in einer logischen Partition installiert werden; damit können Primärpartitionen für andere Zwecke freigehalten werden.
Ein Betriebssystem führt grundlegende Aufgaben auf Ihrem Computer aus und stellt dabei die Systemschnittstelle zwischen Hardware und Software dar. Es dient in erster Linie als unterstützende Plattform für Anwendungen, die bestimmte Aufgaben auf Ihrem Computer ausführen, wie beispielsweise Textverarbeitung und Datenbankverwaltung. Das Betriebssystem ist die Software, die die Zuordnung und Nutzung von ardwareressourcen
steuert, wie beispielsweise Arbeitsspeicher, CPU-Verarbeitungszeit, Festplattenspeicher und Peripheriegeräte. Es stellt also das Fundament dar, auf dem die Anwendungen aufbauen, und bietet somit eine Softwareplattform, auf der andere Programme ausgeführt werden können. Jeder Computer benötigt ein funktionsfähiges Betriebssystem, auch wenn es lediglich aus den DOS- oder Windows 98-Bootdateien besteht. Verschiedene Betriebssysteme verwenden unterschiedliche Dateisysteme, um auf Datenträger zuzugreifen und die Speicherorte von Daten zu ermitteln. Das Dateisystem bestimmt hierbei die Art der Verwaltung und des Zugriffs auf Dateien auf einem Datenträger.
Die Methoden und Datenstrukturen, die ein Betriebssystem verwendet, um Speicherorte von Dateien auf einer Partition zu ermitteln, werden also als das Dateisystem definiert. Bei den hier besprochenen Dateisystemen handelt es sich um FAT, FAT32, HPFS, NTFS Linux Ext2 und Linux ReiserFS.
Das FAT16-Dateisystem ist das ursprünglich von MS-DOS für die Dateiverwaltung verwendete System. Das FAT (File Allocation Table) ist eine Datenstruktur, die MS-DOS beim Formatieren eines Datenträgers auf demselben erstellt. FAT16-Partitionen können bis zu 2 GB groß sein. Die Größe einer Partition bestimmt die Größe der Cluster, in denen Daten gespeichert werden. Bei einer Partitionsgröße von über einem GB kann dies zu einem erheblichen Speicherverlust führen. FAT16-Partitionen werden bei den meisten Versionen von DOS und Windows 95 eingesetzt und von den folgenden Betriebssystemen unterstützt: Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows 2000, DOS (inklusive MS-DOS, PC-DOS und DR-DOS), OS/2, Linux und viele andere Betriebssysteme.
FAT32 ist ein Dateisystem, das von Microsoft für Windows 95, Version B (OSR2), entwickelt wurde. Es verfügt über die Fähigkeit, 32-Bit-Clusteradressen zu verwalten und unterstützt Partitionen von bis zu 8 GB bei einer Clustergröße von nur 4 KB. Partitionen von bis zu 16 GB können bei einer Clustergröße von 8 KB verwaltet werden, was den unnötigen Verbrauch von Festplattenspeicher aufgrund ineffizienter Clusternutzung deutlich reduzieren kann. FAT32-Partitionen kommen ausschließlich unter Windows 95B oder höher, Windows 98, Windows 2000 und unter neueren Versionen von Linux zum Einsatz.
HPFS (High Performance File System) ist das Dateisystem für OS/2 Version 1.2 und höher. Dieses Dateisystem ist darauf ausgelegt, schneller und effektiver als das FAT-System auf die Festplatte zuzugreifen. HPFS ordnet Daten Sektoren zu, wobei unnötiger, durch ineffiziente Clusternutzung hervorgerufener Verbrauch von Speicher vermieden wird. HPFS-Partitionen werden nur von OS/2 und einigen Implementationen von Windows NT 3.51 verwendet.
NTFS (New Technology File System) wurde von Microsoft speziell für die Verwendung mit Windows NT, Windows 2000 und Windows XP entwickelt und unterstützt die verbesserten Sicherheitsmerkmale, die über dieses Betriebssystem zur Verfügung stehen. NTFS unterstützt vollständige Zugriffskontrolle, Dateisystemwiederherstellung und besonders große Datenträger. NTFS-Partitionen werden ausschließlich unter Windows NT (Workstation und Server) sowie unter Windows 2000 und Windows XP eingesetzt.
Das Ext2-Dateisystem war bis ca. 2002 das Standardsystem für Linux. Ist außerordentlich stabil und sicher, aber leider muss nach einem Systemabsturz (z.B. Stromausfall) eine sehr zeitaufwändige Überprüfung des gesamten Dateisystems durchgeführt werden.
Das Ext3-Dateisystem ist z.Z. das Standardsystem für Linux. Weitgehend kompatibel zu Ext2, hat aber den Vorteil das es über eine Journaling-Funktion verfügt. D.h. nach einem Stromausfall entfällt eine langwierige Überprüfung des gesamten Dateisystems.
Das ReiserFS ist eineWeiterentwicklung des Ext2-Dateisystem ist das Standardsystem für Linux (Verbesserte Dateisystemwiederherstellung nach Unterbrechungen im laufenden Betrieb). Linux ReiserFS-Partitionen werden ausschließlich unter Linux-Installationen verwendet.