磁碟區有什麼用？

Question 1

根據這篇文章： http://www.tech-faq.com/how-data-is-stored-in-your-hard-disk.html 硬碟以線性路徑寫入資料（正如我所推測的那樣）。

不幸的是，你引用的那篇文章不是很好。作者使用了「線性路徑」的概念，但磁碟也被稱為隨機存取設備（相對於順序存取設備例如磁帶）。所謂的「第二個概念」是“資料儲存在第一個可用空間上「是錯誤的，因為分配是由作業系統的檔案系統決定的，並且是基於奇怪的因素（柱面邊界？），正如WinXP 的碎片整理表示中未使用的簇叢所證明的那樣。（維基百科的文章也好不到哪裡去：它有不準確並且以 PC 為中心。

使用磁碟區的原因是：

它是磁記錄的（整體）單位。
它是資料存取和傳輸的單位。
它是分配的（基本）單位。

磁性記錄

在磁介質上讀取和寫入資料需要介質移動，並且擦除和寫入磁頭打開和關閉以遠離現有資料。因此磁碟資料總是以磁區為單位（或更準確地說是以磁區為單位）寫入和讀取的。數據記錄）以保留每個軌道的佈局（或格式）。

更完整的解釋是我的回答：硬碟被覆蓋後是否可以偵測到前一個位元組的位置？

重點是，將資料寫入磁碟必須避免磁碟機上已有的任何現有資料發生故障（當開啟擦除和寫入磁頭時）。磁碟上的資料分為記錄。之間的區域記錄被稱為記錄間隙，或只是間隙。在這個間隙中有一個特殊區域，稱為寫拼接。擦除和寫入磁頭必須僅在這些時間內開啟或關閉寫拼接區，以免損壞任何現有記錄資料（包括每筆記錄前後的間隙資料）。注意：（實體）格式化硬碟的過程就是寫入資料的過程地址標記,身分證件記錄，（空白的）數據記錄以及硬碟每個磁軌上每個磁區的所有必要間隙。當一個磁區被「寫入」時，只有數據記錄該部門的（及其領先和落後差距）被重寫。這地址標記和身分證件記錄格式化後永遠不會重寫。

資料存取和傳輸

磁碟機是“隨機存取”設備。也就是說，每個磁區都是可定址的，並且可以以任何順序讀取和寫入磁區。請注意，訪問扇區可以是隨機的，但扇區內的位元組是按順序排序的。相比之下順序存取設備（例如磁帶）在存取所要求的記錄之前可能必須處理從媒體開頭開始的所有先前記錄。

由於始終必須從磁碟讀取或寫入完整的“扇區”，因此主機和驅動器之間的介面也將傳輸相同數量的資料位元組，這是理所當然的。驅動器介面兩側都必須存在緩衝區，以容納磁區的資料傳輸量。為磁碟緩衝區預留的（主機）主記憶體量以及在這些緩衝區上執行 I/O 的時間都會受到大扇區大小的（負面）影響。

分配

檔案系統將為可用（或未使用）與已指派（到檔案）定義一些指派單元。此分配單元始終基於一定數量的扇區，因為扇區大小是存取和實體 I/O 的基本單位。較小的分配規模（例如僅 1 個扇區）往往會帶來更多負面影響（而不是正面影響，即浪費更少）鬆弛空間）對檔案系統（和磁碟）效能的影響，例如更大的分配表、更多的簿記。小磁區大小也可能會限制磁區尋址和磁碟總容量，因此需要轉向更大的 4KB 磁區。

請注意，磁碟機和磁碟控制器並不總是強制使用固定大小的磁區。例如，儲存模組磁碟機、SMD（我為其製作了控制器韌體）可以具有任意大小的“磁區”，包括每個磁軌上不同大小的“磁區”。當然，檔案系統可能很難追蹤大小在哪裡。因此，整個磁碟機僅使用一種大小的磁區即可實現極大的簡化。 IBM 的 PC 更進一步，僅支援 512 位元組磁區（直到光學媒體出現並再次支援 4KB 磁區）。在 IBM PC 之前，使用的磁區大小為 128、256、1024 位元組以及 512（尤其是軟盤，軟碟重用了許多硬碟概念，包括軟磁區）。由於磁媒體的資料容量取決於磁軌格式（包括磁區大小），而磁軌格式又取決於作業系統和檔案系統，因此磁媒體（即硬碟和軟碟）用於（很久以前）宣傳未格式化的數據。由於PC將512位元組磁區作為標準大小，HDD不再支援軟磁區，「未格式化容量」是一個毫無意義的數字。

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