计算机基础-------磁盘数据存储方式的解析

硬盘存储数据

我们知道硬盘读取信息是通过机械臂的摆动和盘片转动找到所需要的数据首地址所在地址块进行读取。

我们先说一下磁道上的块，这里需要引出一个名词-----簇：“簇”是 DOS 进行分配的最小单位。当创建一个很小的文件时,如是一个字节,则它在磁盘上并不是只占一个字节的空间,而是占有整个一簇。DOS 视不同的存储介质(如软盘,硬盘),不同容量的硬盘,簇的大小也不一样。簇的大小可在称为磁盘参数块(BPB)中获取。簇的概念仅适用于数据区。我们通常所说的磁盘上的块就是簇。

在Windows下，随便找个文件，右击属性，看看实际大小与占用空间两项内容，如大小：427字节 (427 字节)， 占用空间：4.00 KB (4，096 字节)。这里的占用空间就是计算机分区的块（簇）大小，因为再小的文件都会占用空间，逻辑基本单位是4K，所以都会占用4K。 块一般有这几类大小 4K，8K，16K，32K，64K等。

我们知道磁盘是由很多圆形磁道组成，每个磁道又分成很多个小块来存储数据，为了便于理解，我们把数据存储单元块抽象为矩形块。

存储方式有顺序存储（要求地址连续）和链式存储（不要求地址连续），思考一下，在磁盘我们采用哪种存储方式更好？
假设我们直接选择相邻的四个块顺序存储一个大小为13K的文件，如下图绿色区域所示：

这样，我们就可以通过读取第一个绿色格子的地址来确定剩下上格子的地址，找到这段数据，加快了读取速度。
但是磁盘是按照顺序存储方式读取数据吗？当我们存储了很多数据后就会发现问题，依然假设一个块是4K，我们分别有大小为13K、3K、20K、32K、9K、14K的五个文件要存储，一种颜色代表一段数据，可以看到，我们的磁盘存储容量被占满了：

这时我们想把蓝色的和黄色的数据删除，如图：

删除之后，我们看到磁盘空出了四个块的空间，按理说可以存储四个块的数据，但是由于是顺序存储，上面的一个块和下面的三个块不能连到一起，所以我们只能存放一个块和三个块的数据，而不能存放四个块的数据，这样来看，如果磁盘按照顺序顺序存储，用到最后，我们的磁盘实际只是存入了很少的数据，浪费了大量空间，还会导致计算机越用越慢。显然我们的磁盘应该是按照链式存储方式（通过记录数据首地址来读取数据）存储数据的，如图（链式存储允许有顺序存储）：

这就是磁盘的存储方式-----链式存储，这种方式最大限度的利用磁盘的空间。
这样我们容易知道一个块包含字节越多，存储性能越好，但空间浪费严重。块包含字节越小性能相对越低，但空间利用率高。
我们可以查看自己各个盘分配单元大小，如果想提高速度，可以改变每个块的大小，右击硬盘---->选择格式化---->点击分配单元大小，如图：

我们针对磁盘的存储方式有了一个更好的理解。