令人发懵的“扇区”、“簇”、“块”、“页”

　　这几天在学文件系统的移植，一大堆大小概念弄得我一脸懵逼，所以赶紧补了补基础知识，别小看基础知识，它可以在很大程度上帮助我们撩小姐姐（手动狗头）

以下解释出自百度百科：
　　扇区是磁盘最小的物理存储单元，但由于操作系统无法对数目众多的扇区进行寻址，所以操作系统就将相邻的扇区组合在一起，形成一个簇，然后再对簇进行管理。每个簇可以包括2、4、8、16、32或64个扇区。显然，簇是操作系统所使用的逻辑概念，而非磁盘的物理特性。

 

　　为了更好地管理磁盘空间和更高效地从硬盘读取数据，操作系统规定一个簇中只能放置一个文件的内容，因此文件所占用的空间，只能是簇的整数倍（前几天学汇编的时候就发现指令段、代码段、数据段、在编译后，会按一定规律占有空间，文件夹也是如此）；而如果文件实际大小小于一簇，它也要占一簇的空间。所以，一般情况下文件所占空间要略大于文件的实际大小，只有在少数情况下，即文件的实际大小恰好是簇的整数倍时，文件的实际大小才会与所占空间完全一致。

1、什么是扇区和（磁盘）块？

扇区，顾名思义，每个磁盘有多条同心圆似的磁道，磁道被分割成多个部分。每部分的弧长加上到圆心的两个半径，恰好形成一个扇形，所以叫做扇区。扇区是磁盘中最小的物理存储单位。通常情况下每个

扇区的大小是512字节。（由于不断提高磁盘的大小，部分厂商设定每个扇区的大小是4096字节）

　　逻辑层面： 磁盘块（虚拟出来的）。

　　块是操作系统中最小的逻辑存储单位。操作系统与磁盘打交道的最小单位是磁盘块。

2、什么是簇？什么是块？二者的区别？

通俗的来讲，在 Windows 下如NTFS等文件系统中叫做 簇；在 Linux 下如Ext4等文件系统中叫做 块（block）。每个簇或者块可以包括2、4、8、16、32、64…2的n次方个扇区。

3、为什么存在磁盘块？

读取方便：由于扇区的数量比较小，数目众多在寻址时比较困难，所以操作系统就将相邻的扇区组合在一起，形成一个块，再对块进行整体的操作。

分离对底层的依赖：操作系统忽略对底层物理存储结构的设计。通过虚拟出来磁盘块的概念，在系统中认为块是最小的单位。

4、怎么映射磁盘块？

磁盘控制器，其作用除了读取数据、控制磁头等作用外，还有的功能就是映射扇区和磁盘块的关系。

5、磁盘的读写基本单位是什么？

　　磁盘读写基本单位是扇区。磁盘的原理，物理实现，磁盘控制器是按照扇区这个单位读取等操作数据的。

划重点啦~~~

　　操作系统是通过块簇来做为单位读取等操作数据的。

　　文件系统就是操作系统的一部分，所以文件系统操作文件的最小单位是块。

6、块与页的关系

　　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，划重点啦~~~

　　　　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。