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WinHex软件的使用

谁能告诉我，SD卡上的文件数据从哪个扇区开始？振南推荐使用WinHex这个软件。它可以帮我们分析出文件数据的具体位置。在我们后面的实验和讲解中此软件会被经常用到，用它来完成对扇区数据的查看以及对文件系统的解析等操作。WinHex对于研究文件系统是极为有用的，在很多的与文件系统或存储相关的硕士及博士论文中，也都把它作为了必选的工具软件。它的重要意义，在这里就不再过多论述，在后面大家自已领悟吧。
下面我们就来看一下，如何让WinHex 告诉我们文件数据到底在哪里？
a) 选择及打开磁盘
当把SD卡通过读卡器，插接到计算机上时，如我们平常所见到的，会产生一个盘符。在WinHex中也是通过盘符来对磁盘进行区分的（逻辑模式，说见下文）。如下图，选择及打开目标磁盘对话框。

图 3.8 选择及打开目标磁盘对话框
在这里，曾经有人问过我一些问题，我相信有这些疑问的人还不在少数。
问题一：这个对话框是从哪里调出来的？
答：工具à打开磁盘，或者按F9键，也可以直接调出来。如下图，对话框的出处。

图 3.9 对话框的出处
问题二：什么是“逻辑驱动器”与“物理磁盘”？
答：这个问题问的最多，也是出错误最多的地方。如果选择了物理磁盘，那么磁盘就以物理设备名称来进行区分。如下图所示，物理模式下的物理设备名称。

图 3.10 物理模式下的物理设备名称
该模式下软件就认为并不是以文件的方式来访问磁盘，它不会为我们进行文件系统的解析，而只是把磁盘的物理扇区数据呈现在我们面前，供我们查看。这个时候，我们所看到的扇区地址，就是它的物理地址。换言之，此时所看到的就是实际硬件地址上的扇区数据，所使用的扇区地址没有经过任何的变换或映射处理，可以看作是一种非常原始而底层的访问方式。如下图所示，物理磁盘模式下打开磁盘，我们只能看到物理扇区数据，而看不到文件。

图 3.11 物理模式下打开磁盘
而如果选择了逻辑驱动器，我打开某一盘符之后，看到的则是该磁盘驱动器中的文件。如下图，逻辑模式下打开磁盘。

图 3.12 逻辑模式下打开磁盘
我们可以看到上面所拷入到SD卡中的TEST.MP3文件，这说明WinHex的逻辑模式已经为我们进行了文件系统的解析。至于后面的“FAT 1”“FAT 2”等表项是我们后面要研究的更为深入的内容，这里暂予保留。这里有一个问题大家要能够看到，那就是“物理扇区”和“逻辑扇区”，如上图标注之处。物理扇区编号137，而逻辑扇区编号为0，这是怎么回事？进行了映射？怎么计算这个映射关系的？想搞明白这些问题（其实这是FAT32文件系统非常基础的一个问题）你就得耐得住性子，跟着振南继续往前走！
其实大家可以想想，通常一个磁盘，我们会把它分为若干个分区，为了方便管理和操作，文件系统将每一个分区的开始扇区作为本分区的0扇区，这个0扇区自然与物理意义上的0扇区不同，而是一种逻辑化的产物。意思就是说，一个磁盘上，物理0扇区只有一个，而逻辑0扇区则可以有N个。对于存储器的扇区读写的底层操作通常都是针对物理地址来进行的。因此，如果我们错把逻辑地址当成物理地址的话，那么实际操作的扇区当然不是们我们要想操作的扇区了。
前面我说，很多人在这里出错，是怎么回事呢？是这样的，很多人在作物理扇区读写实验的时候，用WinHex来查验所操作的扇区数据。但是他使用的是“逻辑模式”，此时他看到的并非是物理扇区，而是逻辑扇区，而这两者，在绝大部分情况下是不一致的，因此，他就很纳闷，所看到的扇区数据怎么和写入到数据不相符？其实，他应该用“物理模式”才对。就如上面图中，我们所看到的逻辑0扇区，其实它对应的是物理扇区编号为137（有人问，这分区前面的137个扇区记录的是什么呢，难道是空的？它通常由系统保留，记录着系统相关的重要信息或为以后的扩展留出余地）
“嗯？你说绝大部分情况是不一致的？意思就是说有时候逻辑地址和物理地址是一样的？”不错，能听出我话外之音！确实有些时候我们在WinHex的逻辑模式下，找不到“物理扇区编号”这一项，这说明物理扇区地址与逻辑扇区地址是一致的，通常这种情况都出现在磁盘没有任何分区的时候。这里只是顺笔提一下，让大家在看到这种情况的时候不会奇怪。

b) 定位文件数据
上面说了那么多，这里再说定位文件数据，大家就会觉得非常简单。如下图，使用WinHex对文件数据进行定位。

图 3.13 使用WinHex对文件数据进行定位
只需要选中文件的表项，下面的数据窗口就会跳转到文件数据的开始位置。从左侧标注处的物理扇区编号，我们就可以知道文件是从7673扇区开始的了，这就是文件数据相对于物理0扇区的偏移量。这样一来，“简易SD卡MP3播放器”实验就有着落了。数据找到了！