Я начал путаться в том, как работает жесткий диск, особенно при записи и считывании данных с его пластин.
Согласно этой статье:
http://www.tech-faq.com/how-data-is-stored-in-your-hard-disk.html
Жесткие диски записывают данные по линейному пути (как я предполагаю). Если так, то для чего нужны сектора?
решение1
Согласно этой статье: http://www.tech-faq.com/how-data-is-stored-in-your-hard-disk.html Жесткие диски записывают данные по линейному пути (как я предполагаю).
К сожалению, статья, на которую вы ссылаетесь, не очень хороша. Автор использует концепцию «линейного пути», но диски также известны какустройства произвольного доступа(в отличие отустройства последовательного доступанапример, магнитная лента). Предполагаемая «вторая концепция», которая «данные сохраняются на первом доступном месте" ложно, поскольку распределение определяется файловой системой ОС и основано на странных факторах (границах цилиндров?), о чем свидетельствуют скопления неиспользуемых кластеров в представлении дефрагментации WinXP. (И статья в Википедии не намного лучше: в ней есть неточности и она ориентирована на ПК.)
Причины использования секторов диска:
- Это (общая) единица магнитной записи.
- Это единица доступа и передачи данных.
- Это (базовая) единица распределения.
Магнитная запись
Чтение и запись данных на магнитном носителе требует, чтобы носитель двигался, а головки стирания и записи включались и выключались вдали от существующих данных. Таким образом, данные на диске всегда записываются и считываются в единицах сектора (или, точнее,запись данных) для сохранения макета (или формата) каждой дорожки.
Более полное объяснение — мой ответ на: Можно ли определить предыдущую позицию байта на жестком диске после его перезаписи?
Суть в том, что запись данных на диск должна избегать сбоев (при включении головок стирания и записи) любых существующих данных, уже находящихся на диске. Данные на диске группируются взаписи. Площадь междузаписиназываетсямежрекордный разрыв, или просто пробел. Внутри этого пробела есть особая область, называемаянаписать сращивание. Головки стирания и записи должны включаться и выключаться только в пределах этихнаписать сращиваниеобласти, чтобы никогда не повредить никакие существующие записанные данные (включая пробельные данные непосредственно перед и после каждой записи). Примечание: процесс (физического) форматирования жесткого диска - это процесс записиадресная метка,запись удостоверения личности, (пустой)запись данныхи все необходимые пробелы для каждого сектора на каждой дорожке HDD. Когда сектор "записывается", толькозапись данных(и его начальные и конечные пробелы) сектора переписывается.адресная меткаизапись удостоверения личностиникогда не перезаписываются после форматирования.
Доступ к данным и передача
Дисковые накопители являются устройствами «произвольного доступа». То есть, каждый сектор адресуем, и секторы могут быть прочитаны и записаны в любом порядке. Обратите внимание, что доступ к секторам может быть случайным, но байты внутри сектора упорядочены последовательно. В сравненииустройство последовательного доступа(например, магнитная лента) может потребоваться обработать все предыдущие записи с начала носителя, прежде чем получить доступ к запрошенной записи.
Поскольку полный "сектор" всегда должен быть прочитан или записан с/на диск, то вполне логично, что интерфейс между хостом и диском также будет передавать одинаковое количество байтов данных. Буферы с обеих сторон интерфейса диска должны существовать для размещения данных сектора для передачи. Объем основной памяти (хоста), отведенный для буферов диска, и время выполнения ввода-вывода в этих буферах (отрицательно) зависят от большого размера сектора.
Распределение
Файловая система определит некоторую единицу выделения для доступного (или неиспользуемого) пространства по сравнению с выделенным (для файла). Эта единица выделения всегда будет основана на некотором количестве секторов, поскольку размер сектора является фундаментальной единицей доступа и физического ввода-вывода. Небольшой размер выделения (например, всего 1 сектор) имеет тенденцию иметь больше отрицательных (а не положительных, т.е. меньше потраченных впустуюслабинаspace) влияние на производительность файловой системы (и диска), например, большая таблица распределения, больше учета. Небольшой размер сектора может также ограничивать адресацию сектора и общую емкость диска, отсюда переход к большему сектору 4 КБ.
Обратите внимание, что дисководы и контроллеры дисков не всегда навязывали фиксированный размер секторов. Например, накопители SMD (для которых я сделал прошивку контроллера) могли иметь произвольные размеры «секторов», включая разные по размеру «сектора» на каждой дорожке. Конечно, файловая система может испытывать трудности с отслеживанием того, какой размер где находится. Отсюда и чрезвычайное упрощение использования только одного размера сектора для всего диска. IBM для своего ПК пошла на шаг дальше и поддерживала только 512-байтовые секторы (пока не появились оптические носители и снова для секторов 4 КБ). До IBM PC использовались размеры секторов 128, 256 и 1024 байта, а также 512 (особенно для дискет, которые повторно использовали множество концепций жестких дисков, включая мягкую секторизацию). Поскольку емкость данных магнитных носителей зависела от формата дорожки (который включал размер сектора), а тот, в свою очередь, зависел от ОС и файловой системы, магнитные носители (то есть жесткие и гибкие диски) раньше (давным-давно) рекламировали неформатированную емкость (вместе с десятичными «МБ» и «ГБ»). С тех пор, как ПК сделали сектор в 512 байт стандартным размером, жесткие диски больше не поддерживают мягкую разбивку на сектора, и «неформатированная емкость» является бессмысленным числом.
решение2
Сектора обеспечивают независимость ввода-вывода от физических характеристик конкретного диска. Разбивая каждую дорожку на сектора фиксированного размера, дисковый ввод-вывод может осуществляться независимо от того, сколько секторов помещается на каждой дорожке или даже от того, имеют ли разные дорожки разное количество секторов.
решение3
В контексте компьютерного оборудования сектор — это подразделение дорожки магнитного жесткого диска или оптического диска. Сектор хранит фиксированный объем данных. Типичное форматирование секторов позволяет хранить 512 байт (например, жесткие диски и дискеты) или 2048 байт (например, оптические диски) данных.