Sector, bloque de disco, página. Cómo los discos almacenan datos: la estructura física de los discos
Sector, sector
La unidad básica de lectura y escritura del disco duro es el sector. Cada pista del disco se divide en varios segmentos de arco, que se denominan sectores. La lectura y escritura física de los discos duros se basa en sectores. Normalmente, el tamaño de cada sector es de 512 bytes. En Linux, puede utilizar fdisk -l para comprender el tamaño del sector:
$ sudo /sbin/fdisk -l
Disco /dev/sda: 20 GiB, 21474836480 bytes, 41943040 sectores
Unidades: sectores de 1 * 512 = 512 bytes
Tamaño del sector (lógico/físico): 512 bytes / 512 bytes
Tamaño de E/S ( mínimo/óptimo): 512 bytes / 512 bytes
Tipo de etiqueta de disco: dos
Identificador de disco: 0x7d9f5643
Entre ellos, el tamaño del sector es el tamaño del sector, en En este ejemplo son 512 bytes.
Tenga en cuenta que los sectores son un concepto a nivel físico del disco. El sistema operativo no interactúa directamente con sectores, sino con bloques de disco compuestos por múltiples sectores consecutivos. Dado que los sectores son un concepto físico, el tamaño no se puede cambiar en el sistema.
Bloque de disco, bloque IO
La unidad más pequeña para leer y escribir datos en el sistema de archivos, también llamada clúster de discos. Un sector es la unidad de almacenamiento físico más pequeña de un disco. El sistema operativo combina sectores adyacentes para formar un bloque y lo administra. Cada bloque de disco puede incluir 2, 4, 8, 16, 32 o 64 sectores. Los bloques de disco son un concepto lógico utilizado por el sistema operativo, no un concepto físico del disco. El tamaño del bloque de disco se puede ver mediante el comando stat /boot:
$ sudo stat /boot
? Archivo: /boot
? 4096 ? Bloques: 8 IO Bloque: 4096 ? directorio
Dispositivo: 801h/2049d? Inodo: 655361 Enlaces: 3
Acceso: (0755/drwxr-xr-x)? : ( ? 0/? root ) ? Gid: ( ? 0/? root )
Acceso: 2019-07-06 20:19:45.487160301 +0800
Modificar: 2019- 07-06 20:19:44.835160301 +0800
Cambio: 2019-07-06 20:19:44.835160301 +0800
Nacimiento: -
Entre ellos , IO Block es el disco. El tamaño del bloque, en este caso 4096 Bytes, es generalmente 4K.
Para administrar mejor el espacio en disco y leer datos del disco duro de manera más eficiente, el sistema operativo estipula que solo se puede colocar un archivo en un bloque de disco, por lo que el espacio ocupado por el archivo solo puede ser el bloque de disco. Múltiplos enteros, lo que significa que el tamaño real del archivo será menor que el espacio en disco que ocupa.
test2.txt es un documento de texto que contiene solo una letra.
Su tamaño teórico es de un byte, pero dado que el tamaño del bloque de disco del sistema es de 4 KB (la unidad de tamaño mínimo de almacenamiento de archivos), el espacio en disco real ocupado por test2.txt es de 4 KB
El sistema operativo no puede modificar el disk La operación de direccionamiento directo del sector se debe principalmente a la gran cantidad de sectores, por lo que se combinan y operan varios sectores consecutivos. El tamaño de los bloques de disco se puede cambiar mediante el comando blockdev.
Página, página
La unidad de almacenamiento de memoria más pequeña. El tamaño de la página suele ser 2^n veces el tamaño del bloque del disco. Puede obtener el tamaño de la página mediante el comando getconf PAGE_SIZE:
$sudo getconf PAGE_SIZE
4096
<. p > En este ejemplo, es 4096 bytes, lo que es coherente con el tamaño del bloque del disco.Resuma dos unidades lógicas:
Página, la unidad básica de operaciones de memoria
Bloque de disco, la unidad básica de operaciones de disco
Índice de comando
Tamaño del sector, fdisk -l
Tamaño del bloque del disco, stat /boot
Tamaño de la página de memoria, getconf PAGE_SIZE
Duro disco Cómo almacenar datos: la estructura física de un disco duro
Consejo: Hay dos tipos de discos duros: discos duros mecánicos y discos de estado sólido. Aquí sólo se explicarán los discos duros mecánicos, y el almacenamiento de discos de estado sólido es otro asunto.
Si quieres saber cómo un disco duro almacena datos, primero debes entender la estructura física del disco duro.
1. El nombre es disco duro mecánico. Debido a que el soporte de información es una sustancia magnética, también se le llama disco magnético. 2. La estructura principal del disco duro dentro de la caja del disco duro en realidad está compuesta por muchos platos circulares, brazos mecánicos, cabezales magnéticos y motores de husillo. 3. Situación de trabajo Los datos reales se escriben en el disco con material magnético, y la lectura y escritura se logran principalmente a través del cabezal del brazo mecánico. En funcionamiento real, el motor del husillo hace girar el disco y luego el brazo robótico puede extenderse para permitir que el cabezal magnético se mueva sobre el disco para realizar lectura y escritura.
4. Descripción de los componentes principales (1) Disco y motor principal El motor principal es un motor pequeño, que se utiliza para girar el disco. Normalmente, la escritura de datos se realiza con un movimiento circular.
En el caso de los discos duros mecánicos, la estructura más importante son estos platos, que están recubiertos de material magnético por ambas caras y giran a una velocidad de 7.200 rpm cuando están en funcionamiento. La función del disco es registrar datos. Hay muchas partículas pequeñas de material dispuestas de manera ordenada en el disco. Todas son sustancias magnéticas y pueden magnetizarse permanentemente y cambiar los polos magnéticos, respectivamente. 0 en el sistema binario de la computadora 1. Dado que el disco se gira para leer y escribir datos, el diseño original era cortar pequeños bloques uno por uno en círculos concéntricos similares al disco. Estos pequeños bloques se integraron en un círculo para que pudiera acceder el cabezal magnético del brazo del robot. Este pequeño bloque es la unidad de almacenamiento físico más pequeña del disco, llamado sector. El círculo formado por los sectores de un mismo círculo concéntrico es la llamada pista. Capacidad del sector: originalmente, los sectores de los discos duros se diseñaron para tener una capacidad de 512 bytes (es decir, 0,5 KB). Sin embargo, debido a que la capacidad de los discos duros se ha vuelto cada vez mayor recientemente, para reducir la cantidad de datos desmontados, se han introducido nuevos. Los discos duros de gran capacidad tienen un diseño de sector de 4 KBytes (es decir, 4 KB). Dado que la capacidad de un solo plato es limitada, algunos discos duros tienen más de dos platos en su interior. Dado que en un disco puede haber varios platos, la misma pista de todos los platos se puede combinar en el llamado cilindro. Los datos se almacenan en sectores en el plato.
1) Un sector (pista) puede almacenar 512 Bytes de datos
2) Múltiples sectores bajo el mismo radio en un plano forman juntos 1 pista; 3) Un disco tiene 2 superficies de disco, cada superficie de disco corresponde a un cabezal magnético, que se encarga de leer y escribir datos.
4) Un disco duro puede tener varios discos;
(2) Cabezal magnético y brazo robótico La función del brazo robótico es controlar el movimiento hacia adelante y hacia atrás del cabezal magnético. La función del cabezal magnético es leer y escribir datos en el disco.
El cabezal magnético completa la función de escribir datos cambiando la dirección del polo magnético de pequeñas partículas de material magnético en el disco y completa la función de leer datos detectando la dirección del polo magnético del material magnético en el disco.
5. ¿Cómo se representan los datos 01 en el sector?
Un disco duro está recubierto con una fina capa de material ferromagnético (generalmente aleación de aluminio, IBM también ha intentado usar vidrio en el pasado). Estos polvos magnéticos se dividen en varios círculos concéntricos llamados pistas magnéticas. En la pista magnética de cada círculo concéntrico, hay innumerables pequeños imanes dispuestos al azar, que representan el estado de 0 y 1 respectivamente. Cuando estos pequeños imanes se ven afectados por la fuerza magnética del cabezal magnético, la dirección de su disposición cambiará. La fuerza magnética del cabezal magnético se utiliza para controlar las direcciones de los pequeños imanes designados, de modo que cada pequeño imán pueda usarse para almacenar información. Al escribir, se aplica electricidad a la bobina del cabezal magnético, que genera un campo magnético a su alrededor y magnetiza el material magnético debajo de ella. La dirección de la corriente es diferente, por lo que la dirección del campo magnético también es diferente, lo que puede representar la. diferencia entre 0 y 1. Al leer, la bobina del cabezal magnético corta las líneas del campo magnético para generar una corriente inducida. Las direcciones del campo magnético de los materiales magnéticos son diferentes, por lo que las direcciones de las corrientes inducidas generadas también son diferentes.
================================Hermosa línea divisoria======== ============================
Extensión: Principio de almacenamiento de la unidad de estado sólido (Micro)
A continuación, hablemos de las unidades de estado sólido. En comparación con las diversas estructuras mecánicas de los discos duros mecánicos, las unidades de estado sólido no tienen muchos mecanismos mecánicos y se basan principalmente en chips FLASH como medio para almacenar datos; a cargo del chip de control principal la transferencia de datos y el almacenamiento de los datos asignados en el chip de memoria flash
La forma en que el chip FLASH almacena los datos no es demasiado difícil de entender, es decir, hay muchos tipos de almacenamiento. unidades en el chip FLASH, y estas unidades de almacenamiento contienen electrónica. Posición cuando no hay ningún electrón almacenado en la posición de un electrón, es 0 si hay un electrón almacenado, es 1. Referencia:
blogs.com/andy9468/p/11091115.html