4. 定义

4.1. 警告

关于驱动器的许多定义只是虚拟的。也就是说，它们被使用，但硬件通常与预期的描述大相径庭。通常这不会产生奇怪的结果，任何大容量存储都必须被视为一个黑盒子。

4.2. 字节

计算机使用二进制计数，1 & 0, 1111100001110... 为了更好地阅读，人类使用半字节（4 位），通常显示为十六进制数字 0 到 f (0123456789abcdef)。半字节通常两个一组，这构成一个字节。最常用的内存单位是字节及其倍数，KiB（千字节）、MiB（兆字节）、GiB（吉字节）。“i”表示二进制用法（1 Ki 是 1024，而不是 1000），大写“B”表示字节，而不是位。

4.3. 扇区

有时，块这个词被用来代替扇区。

大容量存储设备（至少是我们在这里处理的那些）以 512 字节的“扇区”存储字节。这是不均匀的，因为任何扇区计数都必须除以二才能得到 KiB 数，因此大多数分区软件接受字母 k (KiB)、m (MiB)、g... 作为选项。明智的做法是不区分大小写。

扇区大小是可用的字节计数。真正的扇区更大，因为它必须包含管理数据。您不必担心这个。

请注意，截至 2006 年 3 月 22 日，IDEMA 宣布了一种新的扇区大小为 4kiB（4096 字节）：http://www.idema.org/_smartsite/modules/local/data_file/show_file.php?cmd=download&data_file_id=1446 - doc 文件，可以使用 OpenOffice.org 打开。

4.4. 磁头

旋转大容量存储设备使用磁头。真正的磁头是物理机电设备，用于写入和读取磁道。驱动器由旋转盘片制成，盘片有两面，因此每个盘片可以有两个磁头。如果有两个盘片（常见），您就有四个磁头。

磁头通过非常复杂的系统进行写入，请在此处查看详细信息：http://www.spmtips.com/library/data_storage。

4.5. 磁道

盘片正在旋转。当磁头静止时，盘片的旋转和磁头的宽度定义了一个磁道。

磁头从盘片的外侧部分移动到内侧部分，一步一步地移动。每一步定义一个新的磁道。

4.6. 柱面

磁头一起移动，全部同时移动。它们可能会旋转 - 围绕自身的中心旋转，当然不是盘片的中心。它们也可能进行线性移动。您可以在任何 CD 读取器中看到线性移动磁头的示例，查看激光头的移动。大多数磁盘都如此维基百科图片所示 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5a/Hard_disk_platters_and_head.jpg/200px-Hard_disk_platters_and_head.jpg。

当您想到每个磁头同时定义的所有磁道时，您就得到了一个柱面。因此，在旋转驱动器上，同一柱面的所有磁道都同时读取或写入。实际数据分布在所有盘片上。数据的实际写入方式取决于驱动器制造商，而不是用户。

4.7. 磁盘

小型磁盘直接用作一整组扇区。基本程序可以直接访问扇区上的数据。许多程序都这样做（例如 dd 或任何分区程序）。

但是我们生活在一个大容量存储容量极高的世界中。太字节在今天（2009 年）很常见，而完整的 Linux 系统可以在软盘（1440 字节）上运行。因此，需要从大容量存储设备中创建多个部分，即分区。

4.8. 分区

分区是将单个驱动器划分为多个逻辑驱动器的一种方法。分区是连续的扇区集合。为了减少磁头的移动，分区可以“对齐”到柱面大小，即使用整数个柱面。这并非总是这样做，但应该这样做，因为它对于恢复有许多其他优点。

4.9. 分区表

由于您可以拥有许多分区，因此您需要有一个分区表。此分区表存储在驱动器的最开始处。您不太可能需要通过使用十六进制编辑器直接写入字节来更改此表，因此我们不会过多说明表的位置。

周围有许多操作系统都共享类似的硬件和许多分区系统。我们将只关注在 PC 中可以找到的内容，即使现在很难定义它。例如，对我们来说，PC 是任何能够运行 Linux 的计算机（我知道，这并不总是真的）。

这些分区类型中的每一种都在表中用一个特殊的标志“type”（在 fdisk 中为“t”）表示。最著名的是 Linux 分区的类型 83 和 Linux 交换分区的类型 82（十六进制数）。

请注意，大多数操作系统可以共享分区表。至少，如果磁盘与多个系统硬件兼容，则这些系统应该能够看到其他系统所做的事情，而不是意外擦除驱动器。我不能肯定这在现实生活中是真实的。

4.10. 文件系统

分区可以直接作为扇区访问，就像磁盘的任何部分一样，但通常都填充了 文件系统。文件系统和分区之间的关联仅仅是因为文件系统位于分区中，但仅此而已。您可以拥有没有分区但有文件系统的磁盘，或者拥有没有文件系统的分区（交换分区是最著名的）。有关文件系统的详细信息，请参阅维基百科。

总之，文件系统允许将数据存储在具有人类可读名称的文件中，并以友好的方式对文件进行排序，例如目录、子目录、文本、图像...

4.11. 文件和节点

从用户的角度来看，除了扇区之外，您在大容量存储分区上几乎可以找到的所有东西都是文件。但是计算机是好奇的极客，如果您愿意，可以将文件视为磁盘。使用“loop”系统（大多数 Linux 内核中的默认系统），可以对文件内部进行分区，在其上创建文件系统并挂载它。这对于实验特别方便。

其中一些文件是设备或节点。分区不是文件，而是通过我们稍后将看到的特殊节点访问。这些节点不是通过 touch 创建的，而是通过 mknode 创建的。谨慎使用。节点需要类型（c 表示“字符”或 b 表示“块”）以及主编号和次编号。对于我们需要的，主编号是磁盘编号，次编号是分区编号。该列表在 /proc/partitions 中可见

        cat /proc/partitions
major minor  #blocks  name

   8     0  488386584 sda
   8     1   52436128 sda1
   8     2          1 sda2
   8     5    2104483 sda5
   8     6   20972826 sda6
   8     7   52436128 sda7
   8     8  360434308 sda8

        #mknod b 8 9 /dev/sda9

创建一个无用的 /dev/sda9 节点，假设这不会创建分区，只创建节点。在通常的 Linux 发行版中，节点是在启动时动态创建的，因此任何人都不应该这样做。但是，有时自动系统会失败。