hardware - block 和扇区之间的区别

Question

引用this文章中，有一行内容如下:

Because there are limits to the number of blocks, or drive addresses, that an operating system can address. By defining a block as several sectors, an OS can work with bigger hard drives without increasing the number of block addresses.

这是什么意思？ “操作系统可以寻址”是什么意思？接下来的数学也不清楚。 64*512怎么会小于64*4呢？

Answer 1

这样看。操作系统文件系统中用于存储数据的每个 block 都需要与您正在写入的实际文件数据一起存储一定量的元数据。例如:时间戳(创建、修改)、文件名、所有权/权限位。对于跨越多个 block 的文件，您还必须存储每个 block 的 ID 以及它们链接在一起的顺序等。

确定操作系统中的 block 大小是一种权衡的情况。每个文件都必须至少占用一个 block ，即使文件的长度为 0 字节，因此文件的元数据需要附加一些内容。除非您能保证您的文件大小始终是 block 大小的某个倍数(例如，在 4k block 操作系统中，所有文件都是 4k)，否则对于不完全适合的文件，将会产生一定量的浪费那个 block 。

当您需要存储许多小文件时，小块大小是很好的选择。另一方面，更多的 block =更多的元数据，因此您最终会浪费存储系统的一大块开销来跟踪所有文件的位置。

另一方面，大块意味着更少的元数据，但在存储小文件时也意味着更大的浪费。例如存储在 4k block 中的 1 字节文件会浪费该 block 的 3.99k。

操作系统必须为每个 block 提供一个 ID 号，以便可以唯一地标识它。使用 8 位 ID 字段的操作系统只能跟踪 256 个 block ，因此，通过扩展，只能跟踪 256 个文件。但如果每个 block 的大小实际上为 1 MB，那么您最多可以存储 256 MB 的数据。

您链接到的文章存在拼写错误/逻辑缺陷:它们的意思是 512 BYTES，而不是 512k，因此 64*512 字节小于 64*4k，即 64*4096 字节。大多数硬盘驱动器附带 512 字节扇区/ block 大小。

但是，如前所述，小块意味着更多元数据。由于驱动器大小现在在 3+ TB 范围内，具有 512 字节 block ，因此您必须拥有 3TB/512 字节 = 64.4 亿 block 的元数据存储。这是对空间的一大浪费。因此，现在他们提供的驱动器具有 4k block ，是原来的 8 倍，因此您只需要存储 8.05 亿 block 的元数据。可能的文件总数已减少了 8 倍，但元数据量的减少意味着您实际上可以存储更多的可用数据。

顺便说一句，64 亿个 block 比 32 位系统可以直接寻址的 block 还要大。 2^32 的上限约为 42 亿，因此较旧的 32 位计算机无法使用整个 3TB 驱动器。因此切换到更大的 block 大小。 32位盒子可以轻松处理8.05亿个 block 。