格式化”這個概念涉及到一些計算機底層的知識。現代的計算機系統在使用上越來越簡單，但操作者離底層卻越來越遠；本文試圖用比較容易理解的“類比”的方法來理清其中的頭緒，給你一個清晰的解答。

正如題圖所暗示的，這個故事，要從“磚家”說起：

紅磚相信大部分人都見過，但你是否知道紅磚的制作過程呢？本人在童年時期曾親眼見過，具體的步驟是這樣的：

首先要取黏土，但不是任何黏土都行，比如農田里的粘土土質細膩，燒制之后不易開裂，強度也好，所以經常會在農田取土（也正是由于這點，農村取黏土燒紅磚已經被禁止了，因為破壞土地）。

取土之后，就在黏土里摻水，在半干半濕的狀態下反復錘煉，形成橡皮泥那樣的可塑狀態，再將其攤平；拿一個金屬框，上面編織著縱橫交錯、形成一個個矩形網格的鋼絲，把這個框從上往下壓入攤平的黏土之中。此時鋼絲切割粘土，就出現了一塊塊的矩形的磚頭。磚頭的長和寬就是鋼絲格子的長和寬，磚頭的高度就是粘土的厚度。

最后就是把磚頭送入磚窯燒制，出來就是成品磚頭了。

我們研究一下這個制作過程：

“黏土”處于可塑的狀態，所以我們說，黏土是“不規則的”、是“沒有形狀的”，或者說，是“沒有格式的”。

而燒制出的磚頭是矩形的，所以我們說，黏土有了“有了形狀”，或者說，有了“格式”。

所以，從“沒有格式”的黏土，到“有格式”的磚頭的轉化過程，就稱之為“格式化”。

或者另一種說法：把黏土格式化為磚頭！

我們可愛的磚頭就這樣誕生了，而它的使命也開始了。生產磚頭的目的是蓋房子，所以無數的磚頭投入到建設之中去，成為了一座座風格迥異的建筑。

所以你注意到了，雖然輸入的基本材料都是磚頭，但建造出的房屋的外形卻是千變萬化，它們或優雅，或挺拔，給人以美感，與磚頭那種千篇一律，看多讓人生厭的立方體不可同日而語。

于是我們又得出結論：

1、磚頭是有格式的，房屋也是有格式的，所以“磚頭轉變為房屋”的過程也是“格式化”

換句話說，就是：把磚頭格式化為房屋。

2、雖然兩者都有格式，但格式不同，復雜度也不一樣，很明顯磚頭的格式很簡單（或者說很“低級”），而房屋的格式很復雜（或者說很“高級”）。于是：

黏土變為磚頭的過程，稱之為“低級格式化”（因為出來的產品是格式很低級的磚頭）

磚頭變為房屋的過程，稱之為“高級格式化”（因為出來的產品是格式很高級的房屋）

類比到底為止，接下來進入正題。

“磁盤”、“磁帶”這些名字我們早就耳熟能詳了。從名字上也可以看出，這種存儲介質的工作原理是與磁場有關的。磁盤與磁帶雖然物理介質不同，但讀寫數據的原理卻是一模一樣的。下圖是拆開外殼的硬盤，可見有幾個圓盤垂直堆疊，上面還有尖銳的三角形擺臂：

在圓盤表面鍍有納米級別的磁性顆粒，既然帶磁性，那么就有磁場方向。在磁盤剛剛被制造出來時候，磁場方向一片混亂，指向隨機，此時的磁盤就像是“黏土”，處于可塑的狀態。

通電之后圓盤開始高速旋轉，做圓周運動（目前的家用硬盤是7200轉/分鐘），三角形擺臂在圓盤半徑方向來回擺動，做徑向運動，2個運動方向的組合，就是擺臂尖端的“磁頭”在圓盤的不同的半徑上畫圈。（擺臂向外，磁頭就畫大圈，擺臂向內，磁頭就畫小圈）。

為啥要畫圈呢？“磁頭”其實就是電磁鐵，通電以后產生磁場，由于磁頭與磁盤表面靠得非常近，從而能按照人為的安排修改磁性顆粒的磁場排列。例如S級朝上為1，N級朝上為0，那么把磁盤表面磁性顆粒的磁場方向修改為SNSNSN就代表了101010，數據就寫入磁盤了。按照某種固定的、重復的格式，把數據寫入磁盤，形成一個個的扇狀區域，稱為“扇區”（這是數據讀寫的基本單元）；同半徑的扇區組成的圓圈稱之為“磁道”：

所以我們這樣說：

剛出廠的磁盤，磁性顆粒的磁場方向排列是隨機的，可塑的，所以此時的磁盤是“沒有格式”的。

經過磁頭的寫入之后，磁性顆粒的磁場方向排列就變得有了規則（有了“格式”）。

這種從無規則的磁場排列，變為有規則的磁場排列的過程，稱之為“格式化”，也就是把無規則的磁盤格式化出有規則的扇區。

同時，比較磚頭與扇區，磚頭是最基本的建筑單元，扇區是最基本的數據讀寫單元；而且與磚頭類似，磚頭雖然有格式，但格式低級，扇區有格式，但格式也低級，所以更準確地說是“低級格式化”，因為出來的產品是格式比較低級的扇區。

接下來，作為基本讀寫單元的扇區（磚頭）就要參與建造“房屋”了，那就是“文件系統”。

要建設大樓，自然要看建筑圖紙，不同的圖紙造出的房屋的特點、功能各不相同。比如居家型房屋要求有臥室和廚衛，北方還需要有暖氣，大落地窗等等。但如果是倉庫，那就不用廚房了，一個門衛使用的小臥室和衛生間足以，但要求面積要很大，舉架要高等等。

那么，根據什么圖紙用“扇區”來建造“文件系統”這個房屋，從而讓數據入住呢？以下是32G的U盤的格式化選項：

上圖可見有3種圖紙，建造出的房屋（文件系統）各有其特點：

NTFS：單文件最大2TB，支持加密、壓縮、權限、配額等高級功能，是PC內置硬盤的默認文件系統。

FAT32：改進自DOS的FAT16，單文件最大4GB，是U盤的默認文件系統。

exFAT：單文件最大理論上可達16EB，即避免了NTFS對U盤的過量寫入，又避免了FAT32單文件最大4GB的限制，是專門設計用來在嵌入式設備/閃存/U盤上使用的文件系統，但到目前為止，應用范圍比不上FAT32，比如很多廣場舞音箱不支持exFAT。

以上是“Windows國”的房屋設計圖紙，如果數據要入住“Linux國”的話，還有EXT2/3/4等圖紙。

“文件系統”是按照某種高層的邏輯組合的一堆扇區（就像“房屋”是按照某種高層邏輯組合的一堆磚頭，），自然它也有格式，而且是更高級的格式。于是我們總結一下磁盤的格式化過程：

把初始的磁盤“低級格式化”出一堆扇區，再把這些扇區“高級格式化”為文件系統。

現在你知道了，當你在某個盤符上點鼠標右鍵，選擇“格式化”的時候，做的是“高級格式化”。

“快速格式化”是什么意思：
僅僅重建文件系統而不校驗扇區的可靠性（相當于是快速刪除所有數據）。如果不勾選此項，就寫入和讀出每個簇以驗證其可靠性（從硬盤角度看，數據的基本讀寫單位是“扇區”，但從文件系統的角度看，基本讀寫單位是若干個扇區一組的“簇”），如果出現錯誤就做壞簇標記（Bad Clusters），以后寫入數據的時候就會避開該簇。
那么“低級格式化”呢？很遺憾，因為涉及到一些非常底層的操作，如果處理不當會對硬盤造成故障，或者性能的下降，所以現代的機械硬盤在出廠之前都已經低級格式化完畢了，用戶硬盤到手，扇區就已經存在，只需要再高級格式化出"文件系統"就可以了。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的“格式化”到底是啥意思？的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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