星空·综合体育官网入口 硬盘基本知识（磁头、磁道、扇区、柱面），格式化容量计算

计算差值：

购买硬盘后，细心的人会发现操作系统中的硬盘容量与官方标称容量不符。它都小于标称容量。容量越大，差别越大。标称40GB硬盘在操作系统中只有38GB； 80GB硬盘只有75GB；而120GB的硬盘只有114GB。这并不是厂家或经销商用伪劣产品欺骗消费者，而是因为硬盘厂家对容量和操作系统的计算方法不同，是单位换算关系不同造成的。

众所周知，计算机使用二进制。在计算机世界中，以2的幂“批量”处理Byte更加方便、整洁。每1024Byte是1KB，每1024KB是1MB，每1024MB是1GB，每1024GB是1TB，而在国际体系中单位 TB、GB、MB 和 KB 是“1000 基数”数字。为此，国际电工委员会（IEC）专门制定了二进制单位“KiB”、“MiB”、“GiB”来表示“进位1024”的数据大小；在计算能力方面，硬盘厂商以1000为十进制单位，以1000字节为十进制单位。 1KB，每1000KB为1MB，每1000MB为1GB，每1000GB为1TB。操作系统中容量的计算采用1024作为进位，并没有改为“KiB”、“MiB”、“GiB”的二进制单位，这种差异导致硬盘容量“缩水”。

容量关系

计算机硬盘存储容量通常以字节（B，Byte）、千字节（KB，KiloByte）、兆字节（MB，MegaByte）、千兆字节（GB，Gigabyte）、太字节（TB，TeraByte）、拍字节（PB，PetaByte）来衡量、Exabyte（EB、ExaByte）、Zettabyte（ZB、ZettaByte）、Yaobyte（YB、YottaByte）和 BB (BrontoByte)、NB (NonaByte)、DB (DoggaByte) 等进行测量。

1KB=2^10B=1024B；

1 MB=2^10 KB=1024 KB=2^20 B；

1 GB=2^10 MB=1024 MB=2^30 B；

1TB=2^10GB=1024GB=2^40B；

1PB=2^10TB=1024TB=2^50B；

1 EB=2^10 PB=1024 PB=2^60 B；

1 ZB=2^10 EB=1024 EB=2^70 B;

1 YB=2^10 ZB=1024 ZB=2^80 B；

1 BB=2^10 YB=1024 YB=2^90 B；

1 NB=2^10 BB=1024 BB=2^100 B;

1 DB=2^10 NB=1024 NB=2^110 B.

概述 盘片（platter） 磁头（head） 磁道（track） 扇区（sector） 柱面（cylindrical）

磁盘侧面和磁头

硬盘通常由多个盘片组成。每个盘片包含两个面，每个磁盘面都有一个相应的读/写头。由于硬盘整体体积和生产成本的限制，盘片数量有限，一般在5片以内。盘片从下到上从 0 开始编号。例如，最下面的盘片有 0 面和 1 面，下一个盘片的编号为 2 面和 3 面。

如下图：

图1

扇区和轨道

下图显示了一个磁盘。磁盘上一圈灰色的同心圆就是磁道。从圆心向外画一条直线。轨道可分为若干弧段。每个轨道上的圆弧段称为圆弧段。扇区（图中绿色部分）。扇区是磁盘的最小单位，通常为 512 字节。 （由于磁盘大小不断增大，有的厂家将每个扇区的大小设置为4096字节）

图2

气缸盖和气缸

硬盘通常由一组重叠的盘片组成。每个磁盘表面被分成相等数量的磁道，并从外缘的“0”开始编号。相同编号的磁道组成一个柱面，称为磁盘的柱面。 。磁盘上的柱面数等于磁盘上的磁道数。由于每个磁盘都有自己的磁头，因此磁盘的数量等于磁头总数。如下图

图3

磁盘容量计算

（格式化容量）存储容量=磁头数×磁道数（柱面）×每磁道扇区数×每扇区字节数

图3中的磁盘是一个有3个盘片、6个磁头、7个柱面的磁盘（每个磁盘有7个磁道）。图3中每个磁道有12个扇区，因此该磁盘的容量为：

存储容量6*7*12*512=258048

每磁道的扇区数与旧硬盘相同。外环密度小，内环密度高。每个圈可以存储的数据量是相同的。新的硬盘在数据密度相同的情况下，磁道周长越长，扇区越多，存储的数据量也越大。

未格式化容量：未格式化容量=记录面数*（每面磁道数*内圆周长*最大位密度）

磁盘读取响应时间。寻道时间：磁头从开头移动到数据所在磁道所需要的时间。寻道时间越短，I/O 操作越快。目前磁盘的平均寻道时间一般为3-15ms。一般在10ms左右。旋转延迟：磁盘旋转将请求数据所在扇区移至读写头下方所需的时间。旋转延迟取决于磁盘速度。普通硬盘一般为7200rpm，较慢的为5400rpm。数据传输时间：完成所请求数据传输所需的时间。

总结一下：从以上指标来看，其实最重要的，或者说，我们最关心的只有两件事：寻求时间；旋转延迟。

读写磁盘信息所需的时间可以细分为：寻道时间、延迟时间、传输时间。为了提高磁盘传输效率，软件应注重减少寻道时间和延迟。

块/簇

概述

磁盘块/集群（虚拟的）。块是操作系统中逻辑存储的最小单位。操作系统处理磁盘的最小单位是磁盘块。

通俗地说星空综合体育app下载星空·体育中国官方网，在Windows下的NTFS等文件系统中称为簇；在Linux下的Ext4等文件系统中称为块。每个簇或块可以包括2、4、8、16、32、64...2n个扇区。

为什么磁盘块会存在？

易于读取：由于扇区数量比较少，很难对大量进行寻址，因此操作系统将相邻的扇区组合成一个块，然后对块进行整体操作。

对底层的独立依赖：操作系统忽略了底层物理存储结构的设计。通过虚拟化磁盘块的概念，块被认为是系统中的最小单位。

页

操作系统经常与内存和硬盘这两种存储设备进行通信，类似于“块”的概念星空·综合体育官网入口，两者都需要一个虚拟的基本单元。因此，在内存操作中，使用虚拟页的概念作为最小单位。在处理硬盘时，块是最小的单位。

扇区、块/簇和页之间的关系。扇区：硬盘的最小读写单位。块/簇：是操作系统读写硬盘的最小单位。页：内存与操作系统之间进行操作的最小单位。

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