Войти
Рисунок 1: Структура диска: В дисковой памяти компьютера сектор является подразделением дорожка на магнитном диске или оптическом диске. В каждом секторе хранится фиксированный объем данных, доступных пользователю, обычно 512 байт для жестких дисков (HDD) и 2048 байтов для CD-ROM и DVD-диски. Новые жесткие диски используют 4096-байтовые (4 KiB ) сектора, которые известны как расширенный формат (AF).
Сектор - это минимальная единица хранения жесткого диска. Большинство схем разбиения диска предназначены для того, чтобы файлы занимали целое число секторов независимо от фактического размера файла. Файлы, которые не заполняют весь сектор, будут иметь оставшуюся часть их последнего сектора, заполненного нулями. На практике операционные системы обычно работают с блоками данных, которые могут охватывать несколько секторов.
Геометрически слово сектор означает часть диска между центром, двумя радиусами и соответствующей дугой (см. Рисунок 1, элемент B), которая имеет форму ломтика пирога. Таким образом, сектор диска (рисунок 1, пункт C) относится к пересечению дорожки и геометрического сектора.
В современных дисковых накопителях каждый физический сектор состоит из двух основных частей: области заголовка сектора (обычно называемой «ID») и области данных. Заголовок сектора содержит информацию, используемую накопителем и контроллером; эта информация включает в себя байты синхронизации, идентификацию адреса, флаг ошибки и информацию об обнаружении и исправлении ошибок. Заголовок может также включать альтернативный адрес, который будет использоваться, если область данных ненадежна. Идентификация адреса используется, чтобы гарантировать, что механика привода разместила головку чтения / записи в правильном месте. Область данных содержит байты синхронизации, данные пользователя и код исправления ошибок (ECC), который используется для проверки и, возможно, исправления ошибок, которые могли быть внесены в данные.
Первый диск, 1957 IBM 350 disk storage, имел десять 100-символьных секторов на дорожку; каждый символ состоял из шести бит и включал бит четности. Количество секторов на дорожку было одинаковым на всех записывающих поверхностях. Не было записанного поля идентификатора (ID), связанного с каждым сектором.
Дисковое хранилище IBM 1301 1961 года представило сектора переменной длины, названные IBM записями, и добавило к каждой записи адрес записи поле отдельно от данных в записи (секторе). Все современные дисковые накопители имеют поля адреса сектора, называемые полями идентификатора, отдельно от данных в секторе.
Также в 1961 году Bryant в своей серии 4000 представил концепцию зонной записи, которая позволяла изменять количество секторов на дорожку в зависимости от диаметра дорожки - на дорожке больше секторов. внешняя дорожка, чем внутренняя дорожка. Это стало отраслевой практикой в 1990-х годах и является стандартом сегодня.
Дисковые накопители , объявленные с IBM System / 360 в 1964 году, обнаружили ошибки во всех полях своих секторов (записей) с помощью проверки циклическим избыточным кодом (CRC) заменяет проверку четности на распознавание символов предыдущих поколений. Секторы (записи) IBM в это время добавили третье поле к физическому сектору, ключевое поле для помощи в поиске данных. Эти физические секторы IBM, называемые записями, состоят из трех основных частей: поля счетчика, которое действует как поле идентификатора, поля ключа, отсутствующего в большинстве секторов дисковода, и поля данных, часто называемого форматом CKD для запись.
Дисковое хранилище 1970 IBM 3330 заменило CRC в поле данных сектора на код исправления ошибок (ECC), чтобы улучшить целостность данных, обнаруживая большинство ошибок и позволяя исправлять многие ошибки. В конечном итоге все поля секторов диска имели ECC.
До 1980-х годов стандартизация размеров секторов была незначительной; Дисковые накопители имели максимальное количество бит на дорожку, и различные производители систем подразделяли дорожку на сектора разного размера, чтобы соответствовать их ОС и приложениям. Популярность ПК с 1980-х годов и появление интерфейса IDE в конце 1980-х привели к тому, что сектор размером 512 байт стал отраслевым стандартным размером сектора для жестких дисков и аналогичных хранилищ. устройств.
В 1970-х IBM добавила архитектуру с фиксированным блоком Устройства хранения с прямым доступом (FBA DASD) к своей линейке CKD DASD. CKD DASD поддерживает несколько секторов переменной длины, тогда как IBM FBA DASD поддерживает размеры секторов 512, 1024, 2048 или 4096 байт.
В 2000 году отраслевая торговая организация Международная ассоциация дискового оборудования и материалов (IDEMA ) начала работу по определению реализации и стандартов, которые будут регулировать форматы сектора, превышающие 512 байт, с учетом будущего увеличения в емкостях хранения данных. К концу 2007 года в ожидании будущего стандарта IDEMA Samsung и Toshiba начали поставки 1,8-дюймовых жестких дисков с 4096-байтовыми секторами. В 2010 году IDEMA завершила выполнение стандарта Advanced Format для дисков с 4096 секторами, установив дату перехода с 512 на 4096 байт секторов как январь 2011 года для всех производителей, и вскоре диски с расширенным форматом стали преобладающими.
Хотя сектор конкретно означает область физического диска, термин «блок» использовался в широком смысле для обозначения небольшого фрагмента данных. Блок имеет несколько значений в зависимости от контекста. В контексте хранения данных блок файловой системы представляет собой абстракцию по дисковым секторам, возможно, охватывающим несколько секторов. В других контекстах это может быть единица потока данных или единица операции для полезности. Например, программа Unix dd позволяет установить размер блока, который будет использоваться во время выполнения, с параметром bs = bytes. Он определяет размер блоков данных, доставленных dd, и не связан с секторами или блоками файловой системы.
В Linux размер сектора диска можно определить с помощью fdisk -l | grep "Размер сектора"и размер блока можно определить с помощью blockdev --getbsz / dev / sda.
Если сектор определен как пересечение между радиусом и дорожка, как и в случае с ранними жесткими дисками и большинством гибких дисков, секторы по направлению к внешней стороне диска физически длиннее, чем те, что ближе к шпинделю. Поскольку каждый сектор по-прежнему содержит одинаковое количество байтов, внешние секторы имеют более низкую битовую плотность, чем внутренние, что является неэффективным использованием магнитной поверхности. Решением является зонная битовая запись, в которой диск разделен на зоны, каждая из которых включает небольшое количество смежных дорожек. Затем каждая зона делится на секторы, так что каждый сектор имеет одинаковый физический размер. Поскольку внешние зоны имеют большую окружность, чем внутренние зоны, им выделяется больше секторов. Это известно как.
Следствием записи битов зоны является то, что непрерывные операции чтения и записи выполняются заметно быстрее на внешних дорожках (соответствующих младшим адресам блоков), чем на внутренних дорожках, поскольку больше бит проходит под заголовком с каждым вращение; эта разница может составлять 25% и более.
В 1998 году традиционный размер сектора в 512 байт был определен как одно из препятствий на пути увеличения емкости, которая в то время росла со скоростью, превышающей закон Мура. Увеличение длины поля данных за счет реализации расширенного формата с использованием 4096-байтовых секторов устранило это препятствие; он увеличил эффективность области обработки данных на пять-тринадцать процентов, одновременно увеличив мощность ECC, что, в свою очередь, позволило увеличить пропускную способность. Формат был стандартизирован отраслевым консорциумом в 2005 году и к 2011 году включен во все новые продукты всех производителей жестких дисков.
