¿Para qué sirven los sectores de disco?

Comencé a confundirme en cómo funciona el disco duro, particularmente en escribir y leer datos en sus platos.

Según este artículo:

How Data is Stored in a Hard Disk

Los discos duros escriben datos en una trayectoria lineal (como lo que presumo). Si es así, ¿para qué sirven los sectores?

De acuerdo con este artículo: http://www.tech-faq.com/how-data-is-stored-in-your-hard-disk.html los discos duros escriben datos en una trayectoria lineal (como lo que presumo).

Desafortunadamente ese artículo usted cita no es muy bueno. El autor utiliza el concepto de "trayectoria lineal", pero los discos también se conocen como dispositivos de acceso aleatorio (a diferencia de los dispositivos de acceso secuencial , como la cinta magnética). El supuesto "segundo concepto" de que "los datos están almacenados en el primer espacio disponible " es falso, ya que la asignación está determinada por el sistema de ficheros del sistema operativo y se basa en factores extraños (límites del cilindro?) Como lo demuestran los grupos de clústeres no utilizados en Representación de desfragmentación de WinXP. (Y el artículo de Wikipedia no es mucho mejor: tiene inexactitudes y está centrado en PC).

Las razones para usar los sectores de disco son:

  • Es la unidad (global) de la grabación magnética.
  • Es una unidad de acceso a datos y transferencia.
  • Es una unidad (base) de asignación.

Grabación magnética

Leer y escribir datos en un medio magnético requiere que el medio se mueva y que los cabezales de borrado y escritura se activen y desactiven lejos de los datos existentes. Así, los datos del disco siempre se escriben y se leen en unidades de un sector (o más precisamente un registro de datos ) para preservar el diseño (o formato) de cada pista.

Una explicación más completa es mi respuesta para: ¿Es posible detectar la posición anterior del byte en una impulsión dura después de que se haya sobrescrito?

La esencia es que la escritura de datos en el disco debe evitar el glitching (al activar el borrar y escribir cabezas) cualquier información existente ya en la unidad. Los datos del disco se agrupan en registros . El área entre los registros se llama intervalo inter-registro , o simplemente brecha. Dentro de esa brecha hay un área especial llamada empalme de escritura . Los cabezales de borrado y escritura deben encenderse o apagarse sólo dentro de estas áreas de empalme de escritura , para no dañar nunca los datos grabados existentes (incluyendo los datos de espacio inmediatamente antes y después de cada registro). Nota: el proceso de formatear (físicamente) un disco duro es el proceso de escribir una marca de dirección , un registro de ID , un registro de datos (en blanco) y todos los espacios necesarios para cada sector en cada pista del HDD. Cuando un sector está "escrito", sólo se reescribe el registro de datos (y sus lagunas principales y de arrastre) del sector. La marca de dirección y el registro de ID nunca se vuelven a escribir después del formato.

Acceso a datos y transferencia

Las unidades de disco son dispositivos de "acceso aleatorio". Es decir, cada sector es direccionable, y los sectores pueden ser leídos y escritos en cualquier orden. Tenga en cuenta que los sectores de acceso pueden ser aleatorios, pero que los bytes dentro del sector se ordenan secuencialmente. En comparación, un dispositivo de acceso secuencial (tal como una cinta magnética) puede tener que procesar todos los registros anteriores desde el principio del medio antes de acceder al registro solicitado.

Dado que un "sector" completo siempre tiene que ser leído o escrito desde / hacia el disco, es lógico que la interfaz entre el host y la unidad también transferiría el mismo número de bytes de datos. Los búferes a ambos lados de la interfaz de la unidad deben existir para acomodar el valor de un sector de datos para una transferencia. La cantidad de memoria principal (host) que se debe reservar para los búferes de disco y el tiempo para realizar la E / S en esos búferes son ambos (negativamente) afectados por un tamaño de sector grande.

Asignación

El sistema de ficheros definirá alguna unidad de asignación para los disponibles (o no utilizados) frente a los asignados (a un archivo). Esta unidad de asignación siempre estará basada en cierto número de sectores, ya que el tamaño del sector es la unidad fundamental de acceso y E / S física. Un tamaño de asignación pequeño (como sólo un sector) tiende a tener un impacto más negativo (en lugar de positivo, es decir, menos pérdida de espacio libre) en el rendimiento del sistema de archivos (y disco), como una tabla de asignación más grande y más contabilidad. Un tamaño de sector pequeño también puede limitar el direccionamiento sectorial y la capacidad total del disco, de ahí el paso al sector 4KB más grande.

Tenga en cuenta que las unidades de disco y los controladores de disco no siempre imponen sectores de tamaño fijo. Por ejemplo, unidades de módulo de almacenamiento, SMD (para las que hice un firmware de controlador) podrían tener "sectores" de tamaño arbitrario, incluyendo diferentes sectores de tamaño en cada pista. Por supuesto, un sistema de archivos puede tener dificultades para mantener un registro de lo que es el tamaño. De ahí la extrema simplificación de usar sólo un tamaño de sector para toda la unidad. IBM para su PC dio un paso más allá, y sólo soportó sectores de 512 bytes (hasta que los medios ópticos vinieron de nuevo para los sectores de 4KB). Antes de la PC de IBM, los tamaños de sector de 128, 256 y 1024 bytes, así como 512 estaban en uso (especialmente para los disquetes, que reutilizó una gran cantidad de conceptos de disco duro incluyendo sectorización suave). Debido a que la capacidad de datos de los medios magnéticos dependía del formato de la pista (que incluía el tamaño del sector) y que a su vez dependía del SO y del sistema de archivos, los medios magnéticos (es decir, los discos duros y flexibles) (Junto con "MB" y "GB" basados ​​en decimales). Dado que las PCs hacen que el sector de 512 bytes tenga el tamaño estándar, los discos duros ya no soportan el sectoraje blando y la "capacidad no formateada" es un número sin sentido.

Los sectores proporcionan independencia de E / S de las características físicas del disco en particular. Al romper cada pista en sectores de tamaño fijo, la E / S de disco puede tener lugar sin tener en cuenta cuántos sectores encajan en cada pista o incluso si diferentes pistas tienen diferentes números de sectores.

En el contexto del hardware de la computadora, un sector es una subdivisión de una pista de un disco duro magnético o disco óptico. Un sector almacena una cantidad fija de datos. El formato típico de los sectores permite mantener 512 bytes (por ejemplo, discos duros y disquetes) o 2048 bytes (por ejemplo, discos ópticos) de datos.