磁盘的基本概念介绍

硬盘的主要概念

主要包括盘面 (Side)、磁道(Track)、柱面(Cylinder)、扇区(Sector)、簇(Cluster)

1.盘面

硬盘一般有一个或多个盘片，每个盘片可以有两个用来存储的盘面(Side)，盘面依次从0开始编号，每个盘面对应一个用来读取信息的磁头，磁头(Head)的编号与盘面的编号相对应。读写数据时，磁头依靠磁盘高速旋转的空气动力效应悬停在磁盘表面。

2.磁道

每个盘面被划分为多个狭窄的同心圆环，这样的同心圆环叫做磁道(Track)，数据存储在磁道上。磁道从最外圈（0号磁道）依次向内圈增长，硬盘数据的存放就是从最外圈开始。

3.柱面

每个盘面相同编号的磁道形成一个柱面(Cylinder)，柱面的编号方式与磁道相同。需要注意的是，硬盘数据的读写是按照柱面进行的（而不是盘面）。即磁头读写数据时从同一柱面内的0号磁头依次开始进行操作，只有同一cylinder上的磁头全部操作完毕后才会移到next cylinder。因为选取磁头 只需要电子切换，而选取柱面需要柱面切换。电子切换速度比机械快，所以读取数据按照柱面而不是盘面进行。

4.扇区

每个磁道上可以存储数KB的数据，但计算机通常一次不需要读取这么多的数据，从而将磁道分为若干个扇区(Sector)，扇区是硬盘存储数据的物理单位。每个扇区存储的数据大小是$128×2^N（N= 0,1,2,3）$。从DOS时代开始,每个扇区是512KB，从此业界形成了这种不成文的规定。即使计算机只需要扇区中的某个字节，也要把这个扇区中的字节全部读入，然后选择那个字节。
扇区的编号从1开始，而不是0。另外，软盘中扇区的编号是依次进行的，而硬盘由于磁盘的转动速度快，扇区的编号是交叉进行的。
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5.簇

将物理扇区相邻的几个扇区称为簇(Cluster),OS读取磁盘的基本单位是扇区，而文件系统的基本单位是簇。NTFS文件系统的簇的大小为4K，因而Windows系统中一个实际大小14字节的文件占用4KB的空间。一般来说，簇越大存储性能越好，但空间浪费严重。