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マスターブートレコード・MBRの仕組みやハードディスクの故障・修理

MBRとはMaster Boot Recordの略称でマスターブートレコードと言います。
マスターなブートレコードと言う事でハードディスクからWindowsを立ち上げる際の一番大元のブート情報になります。
MBRはハードディスクの一番最初のセクタであるセクタ0に存在しその1ブロックである512バイトの領域にブートストラップローダやパーティションテーブルやブートシグニチャの情報が記載されています。

ブートストラップローダー

BIOSはパソコン起動時にまずハードディスクのMBRを読込みに行きます。
メモリに展開されたブートストラップローダにはブートする為の起動プログラムが入っておりアクティブパーティション(ブート可能な領域)を探してそのブートレコードを介してWindowsの起動シーケンスが始まるようになります。
このように起動に入る前にもMBRを介して色々な取り決めがありハードディスク内部でこれらのデータに問題が起きたり破損したりするとWindowsが起動できないと言うトラブルが発生します。
ブートデータが論理的に故障しても物理的に故障してもWindowsは起動できなくなってしまいます。
一般的にパーティション構造を変えたなど何か特別な操作をした後に起動できなくなった場合は論理的な障害を疑い何もしていないのにWindowsが起動出来なくなってしまった場合はハードディスクの故障を疑います。

例えばMBRであるセクタ0が故障してデータが読み込めなくなってしまった場合、ただ1つの不良セクタでもWindowsは起動できなくなってしまうのです。

パーティションスタイル

MBRのテーブルに登録できる基本パーティションは最大で4つまでです。
基本として作成する場合は4つまでしか作れないと言う事になります。
もし4つを超える区画が必要な場合は、区画の1つを拡張パーティションとする事によりその内部に複数の論理区画を作成する事ができます。
※(基本4つあるいは基本3つ+拡張1つ)
※(拡張領域の中に複数の論理的な領域を幾つも作成する事ができる)
このように作成される区画をパーティション形式やスタイルなどと言います。
先頭情報にはCHS(シリンダ・ヘッド・セクタ)による開始位置や終了位置LBAによる開始位置やLBAの総セクタ数が記載されており各ドライブがどこからどこまでなのかを管理しています。
あとフォーマット形式の情報もありNTFSやFAT32などファイルシステムのIDも記録されています。

ブートシグニチャ

ブートシグニチャはマスターブートレコードが正常かどうかを確認するもので署名みないなものです。
値が(0xAA55)である事によりMBRが有効とみなします。
この値が異なる場合は無効となりブートストラップローダーもパーティションテーブルも無効扱いとなり動きません。

容量制限

MBRで扱えるHDDの最大容量は約2.19TB。
2TBの壁とか2.2TBの壁などと言われます。
ですので3TBのHDDを取り付けても3TB丸々使用する事はできません。
実質使用できる容量は2TBまでです。
パソコン修理でも容量アップでもハードディスクを交換する際には注意が必要です。
3TB以上のHDDを使用したい場合はGPT形式でパーティションを管理する必要があります。
Windows XP 64bitやWindows VISTA / Windows 7 / Windows 8 / 8.1 / Windows 10などではMBRとGPT形式のパーティションをサポートしています。

  • GPTはGUIDパーティションテーブルとは

BIOSとMBRやGPTの関係

BIOS搭載パソコンは一般的にMBRでしかハードディスクをブートする事ができません。
OSの起動にはGPT形式のハードディスクを使用できませんが増設側のハードディスクにはWindows側が対応していればGPT形式のハードディスクを使用する事は可能です。
UEFIに対応するパソコンであればGPT形式のハードディスクから起動させる事ができます。
パソコンがUEFIと従来のBIOSモードどちらもサポートしている場合は起動デバイスとしてMBRもGPTどちらも使用できると言う事になります。
一般的なUEFIマザーボードはLegacy(BIOS)モードとUEFIモードで切替できるようになっておりMBRブート・GPTブートどちらも対応していますがメーカーパソコンの場合は従来のBIOSを使用できないようにしているパソコンもありますのでその場合はUEFIを使用するしかありません。
NEC Lavieや東芝dynabook・富士通FMV・SONY VAIOなどメーカーパソコンでは主にWindows7までがBIOSでMBR形式・Windows8以降がUEFIでGPT形式のハードディスクになっておりWindowsの起動形式が変わっています。
中にはWindows7でUEFI対応BIOSでGPTの形式を使用しているパソコンもあります。
Windows7世代の最後の方からWindows8世代がMBRとGPTの変わり目です。

  • UEFIのBIOSとは?

名称の違い
Windows 95 Windows 98 Windows MEなど9x系のFDISKコマンドでパーティションを作成する際に基本MS-DOS領域や拡張MS-DOS領域や論理MS-DOSドライブと言う名称がありましたが、基本MS-DOS領域は基本・拡張MS-DOS領域は拡張・論理MS-DOSドライブは論理パーティションの事です。
XPで新しく作成する場合はパーティションウィザードでプライマリや拡張パーティション・論理ドライブの選択項目がありますが、プライマリが基本であり拡張が同じく拡張で論理ドライブが論理パーティションの事です。

Windows上からの作成
Windows VSITA / 7以降ではディスクの管理からパーティションを作る場合3つまで作成する場合は自動的にプライマリで作成され4つ目を作成する場合は自動的に拡張領域が割り当てられ論理ドライブとして作られます。

MBRを使用するメーカーパソコン
NECや東芝や富士通やSONYなどメーカー製パソコンの場合、例外のパソコンもありますが一般的なWindows7搭載パソコンでは先頭1番目の区画が回復パーティションで一番後方の区画がリカバリ領域で2番目の区画がWindowsが入っているCドライブとなります。
これらは全て基本パーティションです。
残り1つもDドライブとして基本パーティションで作成されているものが大半なのでメーカーパソコンの場合はあまり拡張領域を使用する機会がありません。
Dドライブの区画を一旦削除して再度作り直せば拡張から論理ドライブを作成する事も可能ですが、メーカーパソコンの場合はパーティション構成を変更してしまうとリカバリ領域からリカバリインストールが出来なくなってしまうパソコンも多いので注意が必要です。

アクティブパーティション

基本パーティションの中には起動させる為に1つアクティブな部分を指定する必要があります。
ブートストラップローダはそのアクティブな部分を探してそこの最初のセクタを読みに行きます。
この先頭セクタがPBR・パーティションブートレコードです。
アクティブの部分は起動ドライブなどと呼ばれそこから二次ブートローダーであるBOOTMGRやNTLDRを介してwindowsの起動処理が行われます。

二次ブートローダー

NTLDRはWindows NT系のブートローダでWindows XPや2000やNTなどで使用されているブートローダーです。
何も特別な操作をしていないのにNTLDR is missingなどの文字が黒い画面に白い文字で表示されWindowsが起動できない場合は、ハードディスクのデータが損傷している可能性が考えられますのでハードディスクの故障を疑います。
BOOTMGRはWindows Vista以降に使用されるブートローダーでNTLDRと理屈は同じです。

PBRに入っている文字
PBR・パーティションブートレコードの領域には

  • A disk read error occurred
  • BOOTMGR is missing
  • BOOTMGR is compressed. Press Ctrl+alt+Del to restart

などの文字データが入っています。
これらはPBRの情報に不整合があった場合に表示されますので例えばBOOTMGR is missingと表示されWindowsが起動できないパソコンは起動に必要なファイルにアクセスできないなど要因が考えられパーティションテーブルが壊れていたりデータが破損している可能性が考えられます。
ハードディスクが論理的にクラッシュしているか物理的に故障している疑いがあります。

MBRに入っている文字
MBRの領域には

  • Invalid partition table
  • Error loading operating system
  • Missing operating system

などの文字データが入っています。
データの破損・不整合などで正常にブートできなかった場合に表示されるメッセージです。
ですのでこれらのメッセージが表示されWindowsが起動しなくなってしまったパソコンはハードディスクが論理的に壊れているかハードディスクが故障していると言う事になります。

修復コマンド

DOSや回復コンソールのコマンドプロントなどではMBRやPBRを修復できるコマンドを備えています。

  • fdisk /mbr
  • fixmbr
  • fixboot
  • bootrec /fixboot
  • bootrec /fixmbr

尚、MBRやPBR絡みでWindowsが起動しなくなってしまった場合で論理的な障害で発生している分には効く可能性があり起動が復旧できる場合がありますがハードディスクの物理的な故障で発生しているものに関してはやっても意味がありません。
場合によってはパーテションテーブルが余計に壊れる可能性もあるので試すとしても大事なデータがある場合はデータを取り出してから試されるのが最善です。

パソコンの不具合でお困りの場合は
当店では論理的な障害でWindowsが起動出来なくなってしまったパソコンに対して起動が復旧できるよう修復を試みる事ができますしデータを消去してリカバリインストールなどでwindowsを入れ直して修理する事もできますしハードディスクの故障でwindowsが起動できなくなった場合でもハードディスク交換でパソコンを修理する事もできます。
データが必要であればデータ復旧サービスにてデータの救出・ファイルの取り出しも行っております。
お困りの際はぜひお気軽にご相談ください。


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