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关于硬盘的几个概念

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发表于 2023-12-19 17:42:45 | 显示全部楼层 |阅读模式

Disk(盘片)
光盘、磁盘等等碟形物,计算机领域常指磁盘,软盘、硬盘等。

Hard Disk(硬盘)
磁盘的一种,这里以它作为主要对象来说说。

Track(磁道)
盘面可以划分出若干同心圆环,每个圆环是一个磁道。

Cylinder(柱面)
柱面是分布在所有盘面上的半径相同磁道的集合。柱面数等于单盘面磁道数。

Sector(扇区)
磁盘上的每个磁道被分为若干个弧段(不同周长的磁道划分的弧段数可能不同),这些弧段便是硬盘的扇区。

Cluster(簇)
簇是若干个连续的扇区的组合。

Head(磁头)
每个盘面都需要独自配备一个磁头用于读写操作,所以磁头数等于有效盘面数。


(A) Track
(B) Geometrical sector
(C) Track sector
(D) Cluster

MBR(Master Boot Record)
MBR 存在于磁盘的第一个扇区,这个扇区包含了已安装的操作系统的启动加载器和驱动器的逻辑分区信息,所以称作“主引导记录”。MBR 支持最大 2TB 磁盘(与扇区大小有关),最多 4 个分区(主),如果想要更多分区,则要创建“扩展分区”,并在其中创建逻辑分区,相当于在一个主分区中创建子分区。一个磁盘只能有一个扩展分区,但一个扩展分区可以有若干个逻辑分区(受系统支持的限制)。

CHS(Cylinder/Head/Sector)
CHS 是一种老的寻址方式,使用 C、H、S 三个参数定位存储位置。在早期的时候,CHS 是与硬件相关的,由实际的物理位置来确定,而现在这些值只是逻辑值。在 MBR 分区表中,只定义了 24 位用于寻址,柱面号占 10 位(0 ~ 1023),磁头号占 8 位(0 ~ 254,数量最大为 255),每磁道扇区占 6 位(1 ~ 63,在 CHS 模式下扇区号从 1 开始,固定为 63 个扇区)。分区表中扇区字节的高 2 位用于存储柱面号的高 2 位。这样一来,当扇区大小为 512 字节时,只能寻址 8GB 的空间。也不能怪当时的工程师,人的视野总是很容易被圈在被后来人视作狭小的范围内的。

LBA(Logical Block Address)
逻辑区块地址非常单纯地指明了扇区所在的逻辑位置。LBA 寻址方式替代了 CHS 寻址面向硬件结构的寻址方式,使寻址更加简单和通用。在 MBR 分区表中,LBA 保留了 4 个字节,使得寻址空间可以达到 2TB。

俱往矣,数风流人物还看今朝。今天 TB 级的磁盘已经满大街了,MBR 分区方案已经成为大容量存储发展上的较大的制约。所以有了 GPT。

GPT(GUID Partition Table)
为了解决 MBR 分区方案的诸多限制,现代化的分区方案 GPT 推出了。18EB 的海量支持,几乎无限制的分区数量,存在分区表副本以便恢复等特性使得它足够地现代化。

展望未来,总有一天 GPT 也会同样进入历史的博物馆。


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