以前对于硬盘一直没有一个完整的概念，这次为了理解内核引导，特查找资料简述。
硬盘基本概念
在这里，我们不考虑硬盘的机械结构，而只考虑一些我们（程序员）可能需要了解的硬盘结构单元。我们先来看一个比较形象的硬盘模型：
(图片来源:https://technet.microsoft.com/en-us/library/dd758814(v=sql.100).aspx)
这个模型已经涉及到 2 个概念：
盘片（Platter）：每个盘片上下两面都可存储数据，而且上下两面各需一个读/写磁头。盘片从上到下编号为 0（第 1 个盘片上）、1（第 1 个盘片下）、2（第 2 个盘片上）、3（第 2 个盘片下）…磁道（Track）：沿着半径方向划分的同心圆（注意是有一定宽度的）。磁道从盘片外圈往内圈编号 0 磁道，1 磁道…靠近主轴的同心圆用于停靠磁头，不存储数据；
我们再来看一个图：
图片来源
这下我们再来介绍 3 个概念：
扇面：盘片上的扇形区域。扇区（Sector）：每个磁道被扇面切割成的区域，是数据读/写的最小单元。- 每个扇区可存储 128×2 的 N 次方（N＝0.1.2.3）个字节的数据（一般为 512B）。从上图可知，外圈的扇区面积比内圈大，但存储的数据量相同，这是因为内外圈使用的磁物质密度不同。现在的硬盘已经采用内外圈同密度物质来存储数据，以减少类似“大面积小数据”的浪费情况。
- 扇区的编号从 0 磁道开始，起始扇区为 1 扇区，其后为 2 扇区、3 扇区……，0 磁道的扇区编号结束后，1 磁道的起始扇区累计编号，直到最后一个磁道的最后一个扇区。例如，某个硬盘有 1024 个磁道，每个磁道划分为63 个扇区，则 0 磁道的扇区号为 1~63，1 磁道的起始扇区号为64，最后一个磁道的最后一个扇区号为 64512。
簇（Cluster）：同一磁道上的连续的扇区形成的区域。
我们再来看最后一张图：
图片来源
注：上图中的 Disk block 指的就是扇区。
这下我们再来介绍 1 个概念：
柱面（Cylinder）：不同盘片上的同半径磁道组成了柱面。
通过以上各图，我们可以算出一个硬盘的容量为：磁头数 × 磁道(柱面)数 × 每个磁道扇区数 × 每扇区字节数。
硬盘逻辑设备号
老式设备号命名规则
老式的设备号命名规则为：设备号 = 主设备号 * 256 + 次设备号
其中，主设备号用来区分不同种类的设备，而次设备号用来区分同一类型的多个设备。
在老式设备号命名规则中，常见设备的主设备号分别为：
1 | 1-内存 |
对于硬盘而言，1 个硬盘最多有 4 个分区，由次设备号来指定具体分区。按老式设备号命名规则，硬盘逻辑设备号如下：
我们也可以通过实际运行 Linux 0.11 操作系统来验证：
现代设备号命名规则
这部分主要参考自博文磁盘分区基础和 Linux 上硬盘分区设备号解释。
分区概念
主分区：一块物理硬盘上可以被独立使用的一部分，一个硬盘最多可以有 4 个主分区。扩展分区：为了突破一个物理硬盘只能有 4 个分区的限制，引入了扩展分区。扩展分区和主分区的地位相当，但是扩展分区本身不能被直接使用，然而可以被继续划分成多个"逻辑分区"。一个硬盘只能有一个扩展分区。逻辑分区：逻辑分区可以有任意多个，但是不能独立存在，多个连续的逻辑分区可作为一个扩展分区。
总结：也就是说，在一个物理硬盘上主分区和扩展分区加在一起最多仍然只有 4 个。但是扩展分区可以继续被划分成逻辑分区，而对多数用户而言，其实主分区和逻辑分区在使用上是没什么区别的。这样就达到了一快硬盘几乎可以有无限个分区的目的。
实例分析
假设现在电脑上有一个 SATA 硬盘，这时查看设备：
1 | $ ls /dev |
会发现有一个 sda（如果是 IDE 硬盘，就是 hda）。不同分区方案能看到不同结果：
分区方案一： 4 个主分区
这时候能看到：sda, sda1, sda2, sda3, dsa4
分区方案二：一个主分区和一个逻辑分区
这时候能看到：sda, sda1, sda2, sda5
这里sda是物理硬盘，sda1 是主分区，sda2 是扩展分区，sda5 是逻辑分区（正是因为必须保留 4 个数字给主分区和扩展分区使用，所以逻辑分区的数字必须从 5 开始）。
分区方案三：一个逻辑分区
这里能看到：sda，sda1，sda5
如果有多块物理硬盘就会出现 sdb，sdc。
一个实例如下：
硬盘基本参数表
在计算机 BIOS 设定的中断向量表中，int 0x41 的中断向量位置（4*0x41=0x0000:0x0104）存放的并不是中断服务程序的地址，而是第一个硬盘的基本参数列表。第二个硬盘的基本参数列表入口地址存放于 int 0x46 中断向量位置处（4*0x46=0x0000:0x0118）。硬盘参数表内容如下表所示：
图片来源：《Linux 内核完全注释》
详细请参考博文 Linux 内核学习笔记：内核引导程序之“setup.s”“加载机器系统数据”部分。
硬盘分区表
如果 PC 机从硬盘上启动操作系统，那么 ROM BIOS 程序在执行完机器自检诊断程序后就会把硬盘上的第 1 个扇区读入内存 0x7C00 开始处，并把控制权交给这个扇区中的代码去执行。这个特定的扇区称为主引导区 MBR （Master Boot Record），其结构如下表所示：
图片来源：《Linux 内核完全注释》
除了 446 字节的引导执行代码之外，MBR 中还包含一张硬盘分区表，共含有 4 个表项。分区表存放在硬盘的 0 柱面 0 头第 1 个扇区的 0x1BE0x1FD 偏移位置处。为了实现多个操作系统共享硬盘资源，硬盘可以从逻辑上把所有扇区分成 14 个分区。每个分区之间的扇区号是邻接的。分区表中每个表项由 16 字节，用来描述一个分区的特性。分区表项结构如下图所示：
图片来源：《Linux 内核完全注释》