计算机存储术语: 扇区，磁盘块，页

心已赠人 2024-05-08 07:23 8阅读 0赞

### 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：

$ 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：

$ 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。

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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：

$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。