Per què els discs durs mai tenen capacitat completa?

8 respostes 8

La raó tècnica és que els fabricants de disc dur us venen capacitats en unitats mètriques. Un GB = 1.000,000.000 bytes pel sistema mètric. No obstant això, els ordinadors mesuren la mida de la unitat en els poders de 2. Per tant 1GiB = 1,024MiB, 1MiB = 1,024KiB, etc. Això vol dir que 1GiB = 1,073,741,824 bytes, una diferència de 73,741,824.

Així doncs, quan instal· leu la vostra unitat 1GB (per exemple), l'OSM només veu 0.93GiB, i aquesta és la causa de la discrepància.

(Si mai heu vist l'abreviació GiB abans, és una nova notació adoptada per a denotar els poders de 1024 com oposar-se a 1000. Tanmateix, la majoria dels sistemes operatius informaran de GB com GB, confondran aquest tema encara més encara)

Fabricants i lleis : Els proveïdors es comporten seguint les regles del mercat, quan les lleis no els obliguen a fer d'una altra manera. 4 es ven millor llavors el 378. Per les mateixes raons de les quals els proveïdors d'Internet sovint parlen bps i deixa que ho entenguis Bps . Hi ha un factor 8: un Byte( B ) és 8 bits( b ).

El problema és que les lleis existeixen, però no en totes les nacions són iguals.

La Sistema internacional , o SI , és l'ús més extensament del món per al comerç i la ciència (Es va publicar el 1960 i en l'actualitat són parcialment fora només els Estats Units que s'adoptaran, Myanmar i Libèria). Això no estableix només les unitats de mesura, sinó fins i tot les Prefixos .

Des que és natural en el món de l'ordinador l'ús d'una base numèrica en el poder de 2 (i no 10 com a entrada món humà El van introduir l'any 1998 el sistema de la prefixos binaris . Aquí directament la taula . Avui en dia ens trobem en la situació que

La Comissió Econòmica Internacional Electrotical (IEC) i uns altres estàndards
(NIST...) i les organitzacions comercials aprovades els estàndards i recomanacions
per a un nou conjunt de prefixos binaris que es refereixen senseigua als poders de 1024

Quan llegeixis 1GB Ho hauria de ser. 1 000 bytes , En comptes d' això, quan llegeixes 1GiB Ho hauria de ser. 1073 7424 bytes .

Per què encara Ho hauria de ser. i no és ? Perquè depèn de com el legislador de la nació en la qual es produeix l'objecte i el legislador de la nació en què l'objecte és importat i transforma en la llei en la directiva de les comissions internacionals.

Mantingues els ulls ben oberts.

(Fins i tot perquè en diverses nacions està prescriure la informació per complir els deures de la llei en una etiqueta elevada. Normalment és tan poc que tu. Realment s' ha de mantenir ben obert Els teus ulls per llegir-lo)

Quan un fabricant de conduir crea una capacitat de 500 GB, té una capacitat de 500.000 bytes, i segur que ho anunciaran com a tal. Ordinadors, sent dispositius binaris, prefereixen els poders de dos, amb un conjunt de prefixos diferent, de manera que això és el que utilitzen per a la mesura de l' espai d' emmagatzematge:

1 kibibyte = 2^10, 1 mebibyte = 2^20, 1 gibibyte = 2^30, etc.

Per exemple, tinc una unitat de 300 GB connectada a aquesta màquina i Windows mostra el següent per a la capacitat:

Capacitat: 300, 082,855, 936 279 GB

300, 082,855,936 / 2^30 = ~279. El que us mostra és la mida de la unitat en gibiCity name (optional, probably does not need a translation) bytes, no gigaCity name (optional, probably does not need a translation) bytes. Així doncs, hauria de llegir:

Capacitat: 300, 082,855, 936 279 Gi

Es podria dir que això és un defecte en Windows, però pel que sembla, no hi ha cap estàndard definitiu per als significats de la capacitat d' emmagatzematge. Molta informació més bona, incloent-hi una secció de "Consumer confusió," in Aquest article de la Viquipèdia .

Si voleu estar segurs de com n'és de gran, esbrina quina mida del sector utilitza i el nombre total de sectors. Multipliqueu aquests dos nombres per obtenir la mida total en bytes. Aquesta és la mida real! En qualsevol sistema operatiu! També es refereix al disc capacitat .

T = b x S
A on T és la mida total del disc en bytes,
b és la mida del sector en bytes,
i S és el nombre total de sectors.

Sovint trobareu el nombre de sectors impresos en una etiqueta en el dispositiu mateix. Si no, mira el full de dades pel model. Aquest document especifica tot tipus de detalls tècnics sobre el model. En un món connectat a Internet, ho trobareu en la pàgina web del fabricant, ja sigui en algun tipus de taula en una pàgina web o com a fitxer que podeu descarregar (commonment PDF) per a estudiar i referència. En la vellesa (abans d'haver-hi una web), podríeu haver rebut una còpia impresa quan vàreu comprar el disc dur.

Hi ha dos tipus de sectors: física i lògics. La mida del sector físic és de 512 bytes en un disc estàndard. La mida del sector no està llistada en l' etiqueta d' un disc dur modern. Per entendre per què és això, heu d'entendre la diferència entre sectors lògics i físics. Provaré d'explicar-ho breument.

Disc LBA

Disc dur modern usa sectors lògics. Això ho anomenareu com a ID del bloc LBA (Línical). De fet, quan es trobi el nombre total de sectors de l' etiqueta, veureu el nombre de sectors que es refereixen a LBA, de manera que dirà una cosa com LBA: 123456789 . Aquest és el nombre total de sectors. Aquests són els sectors lògics del disc, i estan escrits per llegir i llegir usant el mètode de adreçació LBA. Aquest mètode permet que el sistema operatiu usi un formatat de fitxers (p. ex. NTFS, FAT32) amb un Unitat d' assignació Això és més gran que la mida del sector físic.

Unitat d' assignació

La Unitat d' assignació és similar al concepte a un Mida del sector , però anuncis a un nivell de flexibilitat en què pots canviar la seva mida, sense canviar la mida del sector físic. Si heu comprat i instal·lat, i després formatat més d'una unitat de disc dur a la vostra vida, llavors segurament heu trobat aquest terme. La unitat d'assignació més comuna per a una unitat de disc dur formatada NTFS avui dia són 4K, 8K i 16K. Dic "a dia" a causa de les mides dels discs que els discs durs estan disponibles en aquests dies.

En nom, la mida d' assignació d' unitat és apropiada per a una unitat de disc dur pot no ser adequada per a una altra. Depèn de com n'és de gran. Les petites són millors amb mides d'assignació més petites, i les més grans són millors amb mides d'assignació més grans. No obstant això, això no t'atura d'utilitzar una gran mida d'assignació en un petit disc dur. Al contrari! Gràcies a la naturalesa lògica de la unitat d'assignació, es pot establir durant el procés de formatat, i es pot establir a ser més gran que el sector físic. En un disc petit, una unitat d'assignació enorme tendeix a donar un petit augment de rendiment, a costa de l'espai del disc.

Aquesta és la raó per la qual Microsoft ha canviat la terminologia, de la mida del sector, de la unitat d'assignació. Això ha passat diverses versions de Windows. Si ho recordo correctament, va ser amb una de les 9x famílies de Windows que van començar a utilitzar aquest terme.

La unitat d'assignació està traduïda i mapa interna a un o diversos sectors físics del disc. Aquesta tasca es realitza pel controlador de la unitat. El controlador és el tauler PCB a la part de darrere del disc dur. A principis de les unitats de disc dur ATA (conegut actualment com AANA o PA), el tauler de controladors era conegut com a IDE (I integrat Drive Electronics). Històricament, els disc durs no sempre tenen el controlador construït en ells. En comptes d'això, aquesta era una interfície separada.

La mida més comuna i física del sector en una unitat de disc dur adreçada és de 512 bytes. Però des de l'any 2010, moltes noves unitats de disc dur són ara de la Format avançat tipus. Això vol dir que utilitza mides de sector més grans de 512 bytes. Actualment, la mida més gran del sector és de 4 KB, o 4096 bytes.

El punt principal és que la mida física del sector en un disc dur modern no té poca rellevància per a l' usuari. Les mides del sector físic estan organitzades en unitats de sectors lògics i assignacions, i abstractes de l' usuari. Fins i tot hi ha una capa més d'abstracció amb els discs avançats de format, perquè aquests discs poden emular 512 bytes sectors, però usar sectors físics 4096. Per aquesta raó, la mida del sector normalment no s' imprimeix en l' etiqueta d' un disc dur adreçat LBA, i encara més per als discs avançats de format. Però tenen mides del sector físic, però. Trobareu aquest detall en el full de dades per a cada model, o usant un programari de utilitat en un sistema en execució.

Disc CHS

Aquest tipus de discs anteriors a la unitat de disc adreçada LBA. S'utilitza un mètode anomenat CHS ( Sector del cap Cylinder) que s' està adreçant a la lectura i a escriure. L' usuari té accés directe als sectors físics. A diferència de LBA, no hi ha capa d'abstracció del sector. La mida del sector en aquests discs gairebé garanteix ser 512 bytes. Però podria ser canviat per l' usuari.

Alguna vegada has sentit a parlar del "format de nivell lent"? Aquí és d'on prové el terme. Com a resultat de l'accés directe als sectors físics, és possible canviar la mida del sector. Això permet a l' usuari el format "low level" del disc, que vol dir tornar a escriure els sectors físicament al disc. Això va ser útil de vegades quan hi havia un problema amb el disc. Era un mitjà d'espiriririr al disc. El formatat de nivell baix real ja no és possible amb unitats de disc dur moderns. Això no s' ha de confondre amb el formatat del sistema de fitxers.

Els discs CHS sempre tenen el nombre de Sectors Per Track (SPT) imprès en l' etiqueta, entre altres detalls. Si no es mencionava la mida del sector, es va assumir que era de 512 bytes. Els altres detalls són el nombre de cilindres i el nombre de caps. Aquests eren els tres principals. Per tant, el nom, el sector del cap de Cilindre. També hi havia una bona raó per això. Perquè en els discs realment difícils que s' han usat CHS adreçat, tots aquests paràmetres s' han d' establir manualment en el programa de configuració de la BIOS del sistema. Això formava part del procés d'instal·lació! Això era una peça clau per tal d'instal·lar-la correctament. A mesura que la plataforma PC ha evolucionat, incloent les millores de la BIOS, el disc i les innovacions de la interfície, era possible connectar-se al disc dur i el sistema el detectaria automàticament.

Potser t'has adonat que escric sobre aquests discs en passat temps. Això és perquè estan obsolets, i són (gairebé) que no es troben. Excepte pels museus tècnics, potser.

Algunes bàsiques primer en mesurar-les:

Un dígit binari (bit) és la unitat més petita de mesura en un binari Ordinador. O és un 1 o un 0. (O tots dos en un ordinador quàntic.)
Una mica s' abrevia amb un minúscula b , o s' ha escrit com bit .
La següent unitat és un byte. @ info: tooltip
S' abrevia un byte amb una caixa superior B , o s' ha escrit com byte o byte .
Un byte és exactament 8 bits. @ info: tooltip
La següent unitat és una paraula, i normalment s'escriu com paraula .
Longitud de paraula depèn de l' arquitectura del processador. És normalment 8 bit, 16 bits, o 32 bits, o 64 bits.
La següent unitat després d' això és un múltiple d' una paraula, com un doble Paraula o paraules quadràries.
Una paraula doble s' abrevia com a Dword o Dw, i una paraula quadra és abrevia com a Qword o Qw.

Aquestes són les mesures bàsiques, però no us trobareu amb paraules a no ser que sigueu un programador. Mides de disc, particions i fitxers usen bytes. @ info: status Un byte és la mesura més pràctica amb què treballar. @ info: whatsthis Un sector d'un disc és un bloc d'un bytes. Per convenció, això és més comunament 512 bytes, que són múltiples de 2.

Aquestes mides dels bytes més petits només es poden expressar amb números. Però el 20 de 2 és 1048576, i el 30è múltiple és 187741824. Si això representa bytes, podem usar un prefix per expressar el mateix valor més simplement. Per això tenim prefixos com kilo, mega i giga. Però el problema és que aquests són els SI (Système Internacional) Prefixos usats en el sistema de mesura decimal mètric. Cada prefix en aquest sistema representa un valor que és un múltiple de 10. Mentre un ordinador binari utilitza una base de 2 per mesurar la informació.

És per aquesta raó que IEC, un cos internacional dels estàndards, ha introduït el concepte de prefixos binaris. Els noms quilo, mega, giga, etc, han canviat lleugerament en aquest sistema per reflectir que s'utilitzen amb mesures binaris.

Els noms són concatenacions del seu respectiu nom en el sistema SI, i el binari de paraula. Per exemple, kibi, està format de ki l i Pernil - No, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no, no

Si dic que un objecte té una massa de 5000 grams, puc expressar aquest valor amb un prefix com a 5 kG (kilogram). L'estic dividint per mil per eliminar els zeros finals. Perquè el valor del prefix és conegut, una segona persona no necessita preguntar-me quants grams he mesurat la primera vegada. Simplement revertirà el procés, prenent la meva notació de 5 kG i multiplicar-lo per mil per convertir-lo a grams. Kilo vol dir mil, així que 5 x 1000 = 5000.

Els primers 30 sectors en un disc són 15360 bytes, si cada sector té 512 bytes. Per expressar això més fàcilment, el puc dividir per 1000. El resultat és 15.36 quilobyte, o 15.36 kB. Si l'hagués de donar a tot el número més proper, seria 15 kB. Si una altra persona mira aquest número, assumiria que 15 kB era la mesura exacta, i multipliqués amb 1000 per convertir-lo a bytes. Així que això serien 10000 bytes, que no és correcte, perquè la mesura original era de 15360 bytes. D'altra banda, si dividim 15360 bytes per 1024, obtindria exactament 15 KiB! Això és kibibyte . No hi ha expansió decimal! Des que diu "KiB" i no "KB," una altra persona sabria multiplicar per 1024, i no 1000, per obtenir el valor original.

De manera similar, quan un fabricant imprimeix 8 GB en un dispositiu, usen prefixos decimals. Els amb els valors inicials zeros! 8 GB no són 8 GiB (gibibyte) o 8 x 2^30, sinó 8 x 10^9 = 8 000 000 bytes. Tot i així, Windows usa càlculs de mida binària (poders de 2) amb el que sembla prefixos decimals (p. ex. "GB"). En Windows, aquests 8 000 bytes estan dividits per 2^30 (o 1024^3) per obtenir 7,45080597 "GB" (en realitat GiB). Això s'arrodoneix a les centèsims més properes, per tant es mostrarà com 7.45 "GB" a Windows. Segueixo citant "GB" perquè Microsoft hauria d'utilitzar GiB per a aquest significat, no GB. Això només anuncis a un tema ja confús.

Exemples de treball

Ara passaré per alguns exemples, usant la informació d'etiqueta dels discs durs de les imatges. Primer fem un cop d'ull al disc 500 GB.

Aquest és 466 GiB, o 466 GB en termes Microsoft (i JEDEC). Noteu que el número ni tan sols ha estat després de la divisió. Crec que això és perquè hi ha més sectors que l'usuari poden usar per a emmagatzemar dades. Alguns sectors estan protegits i alguns s'utilitzen per tornar a carregar. Alguns sectors es tornen dolents amb el temps, així que això és quan els altres sectors s'utilitzen com a reserva. Les marques de disc dur i mantén la pista dels sectors dolents i deixen d'utilitzar-les.

Si només prens el número de capacitat i el converteixes a GiB, semblarà una cosa així.

Podeu veure que és un nombre una mica més petit, però encara arrodoneix a 466 GiB. Però en bytes exactes, això és més a prop de quant pots utilitzar en realitat. D'aquesta manera, no cal que coneixeu la mida del sector. Encara es calcula una capacitat exacta usant el número LBA i la mida del sector. Això és el que faré servir en la resta dels exemples.

Finalment, aquí hi ha un dels discs CHS. La idea bàsica és molt semblant. La mida del sector s' assumeix que és de 512 bytes si no s' indica d' altra manera. Vaig a veure el disc de l'índex. Pots fer-ho tu mateix, IBM. El disc quàntic no diu res de la seva capacitat.

Hi ha una cosa que es diu " sectors de custòdia." Ho trobareu imprès en l' etiqueta d' alguns dispositius de disc dur, o en el seu full de dades. Aquest és el resultat de la disputa en curs entre usuaris/consumers i els proveïdors de dispositius d' emmagatzematge. Aquesta confusió encara està present avui, en l'edat de informàtica de núvol i en un món en què els discs d'estat sòlids s'han convertit en una tecnologia'mainstream' i s'estan substituint gradualment les unitats de disc dur.

Diria que el màrqueting té molt poc, si res, a veure amb això. És purament un problema matemàtic, i no és un problema amb les matemàtiques, però amb les persones. Només és una gran confusió que se li permet seguir endavant. Com a mínim, Microsoft ha d' estar desnotant prefixos binaris com KiB, MiB i GiB. Windows encara és el sistema operatiu principal en PCs avui en dia.

En els vells temps d'ordinadors, cada càlcul era car (en sentit de rendiment). Programadors utilitzats tot tipus de dreceres per a fer els càlculs tan petits com sigui possible. Un d'aquests trucs era guardar la part de l'any d'una data com a només dos dígits, que finalment va portar al problema de y2k. Un altre truc va ser que van definir 1k (kilo) per no significar 1000 com tots els altres del món civilitzat ho van fer, però per significar 1024. Això els permet tallar unes quantes cantonades quan fan càlculs de mida. Aquest hàbit atrapat i encara s'està fent servir avui encara que els càlculs informàtics s'han tornat molt més barats.

El fabricant de maquinari et dóna la mida adequada on K=1000, M=1000000 i G=1000000. És el programari que li està donant valors falsos.

I, petites unitats, mil·li-, micro-, i també van ser prestats, tot i que no s'hi van aplicar a les dades, sinó als processadors de Moçambic. (PutinMiniordinadors Ternisien era un ordinador més petit, comparat amb les armes principals. L'YCIMictroprocessadors, l'Ypèmmics, era molt més petit que els miniordinadors. En el cas no va ser la proporció 1000: 1 implícita.)