近期回顧了下HDD磁碟的結構原理，重新又發現幾個比較有意思的問題
稍作整理記錄一下。

【背景資訊】fdisk -l 命令返回（rhce 7以下）
[[email protected]_0_15_centos ~]# fdisk -l
Disk /dev/vda: 53.7 GB, 53687091200 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 6527 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x00086547

寫在前面 先翻譯幾個單詞：

• heads： 頭部 --->這裡理解為磁頭數
  （PS，HDD中讀寫磁頭是分開的，寫+讀為一組，這裡表示磁頭組數，即盤面數 ， 一個盤有兩個面）

• sectors / track：扇形 / 小道 --->這裡理解為磁軌
• cylinders ：圓柱 --->這裡理解為柱面

由上面的命令輸出可以很直觀的瞭解到這個分割槽的大小為：53687091200 bytes
即： 255 heads 63 sectors/track 6527 cylinders = 104856255(總sectors數)

            104856255 * 512 = 53686402560  bytes數
 

這裡開始拋幾個小問題：

1. 為什麼磁頭數為單數？ 另外數值為什麼有255這麼“巨”大？
2. 磁軌外圈與內圈周長 相差巨大，為什麼扇區數一樣？ 且為什麼是 63 ？

3. 為什麼我們實際計算的53686402560 bytes數 與 53687091200 bytes不相等？

   要解釋這幾個問題，我們還是一定要引出 磁碟定址 這個知識點。

   磁碟定址，意思就是kernel 如何找到 PBA（物理塊地址）的一種實現方式。
   主要有兩種 CHS（老式） 和 LBA

   CHS
   由於早期磁碟的每個磁軌的扇區數一樣多（外圈磁顆粒稀疏，耐用性強），
   整體磁碟空間大小也不大。所以在設計時用了24位來表示：10+8+6
   C, (柱面數) 可程式設計數為 2^10 =1024
   H, (磁頭數) 可程式設計數為 2^8 =256
   S, (扇區數) 可程式設計數為 2^6 =64
   由於1位用於特殊作用，均需要減1 即最大定址空間為：
   1023 255

   63 * 512 = 8414461440 bytes = 8G+

   很顯然隨著儲存需求增加，單塊磁碟的儲存空間已經有了很大量級的發展。
   其中物理特性裡，主要的幾個關鍵引數均有改變：

   磁盤面的磁顆粒為高密+磁頭更穩定更細(影響C)
   磁盤面的磁顆粒均勻分佈（影響S）
   磁碟增加磁碟盤面（影響H）
   改變後之前的演算法就不在適用於現在的這種結構了。所以就出了新的定址
   方式LBA 邏輯塊地址（從0開始計，一直到最後一個扇區）。

   但為了相容老式的計算方式以及更為顯示的體現硬碟物理構造形態（個人理解），還是會體現出CHS的資訊出來。

OK, 瞭解到這裡 最上面的幾個問題就很好解答了：

1. 為什麼磁頭數為單數？ 另外數值為什麼有255這麼“巨”大？
   這裡不是真實的磁頭數，只是為了在LBA換算成CHS時均用了CHS的最
   大值來轉換運算而已。如上面截圖一塊東芝3T的盤就是 8個盤面 16個磁頭數

2. 磁軌外圈與內圈周長 相差巨大，為什麼扇區數一樣？ 且為什麼是 63 ？
   同理63也不是真實是這樣，真實情況肯定是外圈扇區數比內圈大
3. 為什麼我們實際計算的53686402560 bytes數 與 53687091200 bytes不相等？
   這個個人是這樣理解：Units = cylinders of 16065 512 = 8225280 bytes
   CHS的一個最小計算單元，即一1個柱面所擁有的扇區數： 255 63 = 16065
   那麼在LBA上表示出CHS時肯定以LBA為準，CHS作為參考。為此當有零頭數時，就直接去掉不在CHS上做顯示處理。實際情況中LBA總扇區數幾乎一定不是 16065的倍數，所以我們用CHS去計算總大小時會比LBA的值稍小一點。範圍是在（1~16064） * 512