计算机存储术语: 扇区,磁盘块,页

扇区(sector)

硬盘的读写以扇区为基本单位。磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段,这些弧段称之为扇区。硬盘的物理读写以扇区为基本单位。通常情况下每个扇区的大小是 512 字节。linux 下可以使用 fdisk -l 了解扇区大小:

复制代码
$ sudo /sbin/fdisk -l
Disk /dev/sda: 20 GiB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x7d9f5643

其中 Sector size,就是扇区大小,本例中为 512 bytes。

注意,扇区是磁盘物理层面的概念,操作系统是不直接与扇区交互的,而是与多个连续扇区组成的磁盘块交互。由于扇区是物理层面的概念,所以无法在系统中进行大小的更改。

磁盘块,IO Block

文件系统读写数据的最小单位,也叫磁盘簇。扇区是磁盘最小的物理存储单元,操作系统将相邻的扇区组合在一起,形成一个块,对块进行管理。每个磁盘块可以包括 2、4、8、16、32 或 64 个扇区。磁盘块是操作系统所使用的逻辑概念,而非磁盘的物理概念。磁盘块的大小可以通过命令 stat /boot 来查看:

复制代码
$ sudo stat /boot
  File: /boot
  Size: 4096        Blocks: 8          IO Block: 4096   directory
Device: 801h/2049d  Inode: 655361      Links: 3
Access: (0755/drwxr-xr-x)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2019-07-06 20:19:45.487160301 +0800
Modify: 2019-07-06 20:19:44.835160301 +0800
Change: 2019-07-06 20:19:44.835160301 +0800
 Birth: -

其中 IO Block 就是磁盘块大小,本例中是 4096 Bytes,一般也是 4K。

为了更好地管理磁盘空间和更高效地从硬盘读取数据,操作系统规定一个磁盘块中只能放置一个文件,因此文件所占用的空间,只能是磁盘块的整数倍,那就意味着会出现文件的实际大小,会小于其所占用的磁盘空间的情况。

test2.txt是一个只包含一个字母的文本文档。它的理论大小是一个字节,但是由于系统的磁盘块大小是4KB(文件的最小存储大小单位),所以test2.txt占据的磁盘实际空间是4KB

操作系统不能对磁盘扇区直接寻址操写,主要原因是扇区数量庞大,因此才将多个连续扇区组合一起操作。磁盘块的大小是可以通过blockdev命令更改的。

页,page

内存的最小存储单位。页的大小通常为磁盘块大小的 2^n 倍,可以通过命令 getconf PAGE_SIZE 来获取页的大小:

复制代码
$sudo getconf PAGE_SIZE
4096

本例中为 4096 Bytes,与磁盘块大小一致。

总结两个逻辑单位:

  • 页,内存操作的基本单位
  • 磁盘块,磁盘操作的基本单位

操作系统经常与内存和硬盘这两种存储设备进行通信,类似于"块"的概念,都需要一种虚拟的基本单位。所以,与内存操作,是虚拟一个页的概念来作为最小单位。与硬盘打交道,就是以块为最小单位。

命令索引

  • 扇区大小,fdisk -l
  • 磁盘块大小,stat /boot
  • 内存页大小,getconf PAGE_SIZE
相关推荐
欧亚学术3 天前
计算机网络领域所有CCF-A/B/C类期刊汇总!
大数据·计算机网络·计算机·论文·sci·期刊·发表
程序员鱼皮4 天前
刚刚,Cursor 1.0炸裂发布!4大亮点实战
计算机·ai·程序员·互联网·软件开发
程序员鱼皮4 天前
全球首个无限执行的 AI 出现!给我玩爽了
计算机·ai·互联网·agent·代码
程序员鱼皮6 天前
1 分钟生成架构图?程序员 AI 绘图保姆级教程
计算机·ai·程序员·互联网·编程经验
smart19987 天前
制造企业搭建AI智能生产线怎么部署?
ai·制造·存储
ONETHING_CLOUD_28 天前
手机照片太多了存哪里?
科技·计算机·电脑·笔记本电脑·数码
audyxiao0018 天前
AAAI 2025论文分享│STD-PLM:基于预训练语言模型的时空数据预测与补全方法
人工智能·计算机·语言模型·自然语言处理·预训练·时空预测·注意力模块
ONETHING_CLOUD_210 天前
电脑长期不关机会怎样?
经验分享·科技·计算机·电脑·数码
程序员鱼皮13 天前
Claude 4炸裂发布!凭什么敢称宇宙最强编程 AI?
计算机·ai·编程·开发·代码