1、什麼是扇區和(磁碟)塊？
物理層面：乙個磁碟按層次分為 ：
磁碟組合 -> 單個磁碟 -> 某一盤面 (platter)-> 某一磁軌 (track)-> 某一扇區(sector)。
磁頭(head)：讀寫頭，
柱面(cylinder)：柱面是我們抽象出來的乙個邏輯概念，簡單來說就是處於同乙個垂直區域的磁軌稱為柱面 ，即各盤面上面相同位置磁軌的集合。磁碟讀寫資料是按柱面進行的，磁頭讀寫資料時首先在同一柱面內從 0 磁頭開始進行操作，依次向下在同一柱面的不同盤面(即磁頭上)進行操作，只有在同一柱面所有的磁頭全部讀寫完畢後磁頭才轉移到下一柱面。
硬碟容量 = 柱面數(每個盤面的磁軌數)×盤面數 × 扇區數 × 512位元組
通常情況下每個扇區的大小是512位元組。(由於不斷提高磁碟的大小，部分廠商設定每個扇區的大小是4096位元組)。
邏輯層面： 磁碟塊(虛擬出來的)。作業系統與磁碟之間交流的最小單位就是磁碟塊，它是乙個虛擬的概念。是對於作業系統(軟體)來說有意義的概念。如：檔案的物理儲存都是以磁碟塊為單位的。
2、什麼是簇？和塊什麼區別？
通俗的來講，在windows下如ntfs等檔案系統中叫做簇；在linux下如ext4等檔案系統中叫做塊(block)。每個簇或者塊可以包括2、4、8、16、32、64…2的n次方個扇區。
3、為什麼存在磁碟塊？
讀取方便：由於扇區的數量比較小，數目眾多在定址時比較困難，所以作業系統就將相鄰的扇區組合在一起，形成乙個塊，再對塊進行整體的操作。
分離對底層的依賴：作業系統忽略對底層物理儲存結構的設計。通過虛擬出來磁碟塊的概念，在系統中認為塊是最小的單位。
4、怎麼對映磁碟塊？
磁碟控制器，其作用除了讀取資料、控制磁頭等作用外，還有的功能就是對映扇區和磁碟塊的關係。
5、磁碟的讀寫基本單位是什麼？
答案：讀寫基本單位是扇區。磁碟的原理，物理實現，磁碟控制器是按照扇區這個單位讀取等運算元據的。作業系統是通過塊簇來做為單位讀取等運算元據的。此題問磁碟的讀寫，和作業系統沒有關係，千萬不要聯絡到作業系統層面去了。
檔案系統就是作業系統的一部分，所以檔案系統操作檔案的最小單位是塊。
6、磁碟塊與扇區的大小
既然磁碟塊是乙個虛擬概念。是作業系統自己＂杜撰＂的。軟體的概念，不是真實的。所以大小由作業系統決定，作業系統可以配置乙個塊多大。
乙個塊大小=乙個扇區大小*2的n次方。
n是可以修改的。
7、為什麼磁碟塊大小必須是扇區大小的整數倍呢？
磁碟讀取資料的基本單位就是乙個扇區的大小，乙個塊的大小對於磁碟來說就是一次獲取資料讀取的扇區數*扇區大小，如果是整數倍的扇區數對於磁碟的io更好，速度更快，也會更合理的利用資源。否則會對扇區進行分割。
乙個扇區是512位元組。有些硬碟廠商會提供4k大小扇區。這是物理結構。磁碟定下來的結構就是沒法修改的。所以必須要將塊設定為磁碟的大小。
8、4k對齊：
隨著時代發展，硬碟容量不斷擴充套件，使得之前定義的每個扇區512位元組不再是那麼的合理，於是將每個扇區512位元組改為每個扇區4096 個位元組，也就是現在常說的「4k扇區」。隨著ntfs成為了標準的硬碟檔案系統，其檔案系統的預設分配單元大小(簇)也是4096位元組，為了使簇與扇區相對應，即使物理硬碟分割槽與計算機使用的邏輯分割槽對齊，保證硬碟讀寫效率，所以就有了「4k對齊」的概念。
新標準的」4k扇區」的硬碟在廠商為了保證與作業系統相容的前提下，也將扇區模擬成512b，會預設定義為4096位元組大小為乙個簇，但因為其引導區占用了乙個磁軌共63個扇區，真正的檔案系統在63號扇區之後。
我們通過計算得出前63個扇區大小為：512bx63=32256b。
並按照預設簇大小得出63扇區為：32256b÷4096b=7.875簇。
即從第63個扇區結束，往後的每乙個簇都會跨越兩個物理單元，佔據前乙個單元的一小部分和後乙個單元的一大部分。
而「4k對齊」主要是將硬碟的模擬扇區(512b)對齊到8的整數倍個「實際」4k扇區，即4096b*8=32768b，其正好跨過了63扇區的特性，從第64個扇區對齊。
9、塊與頁的關係：
作業系統經常與記憶體和硬碟這兩種儲存裝置進行通訊，類似於「塊」的概念，都需要一種虛擬的基本單位。所以，與記憶體操作，是虛擬乙個頁的概念來作為最小單位。與硬碟打交道，就是以塊為最小單位。
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