什么是硬盘容量硬盘容量的计算方法
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发布时间：2022-09-06 12:13
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时间：2024-11-17 19:10
硬盘容量的单位
硬盘的容量是以MB(兆)和GB(千兆)为单位的，早期的硬盘容量低下，大多以MB(兆)为单位，1956年9月IBM公司制造的世界上第一台磁盘存储系统只有区区的5MB，而现今硬盘技术飞速的发展，数百GB容量的硬盘也已进入到家庭用户的手中。硬盘的容量有40GB、60GB、80GB、100GB、120GB、160GB、200GB、250GB、300GB、320GB、500GB、640GB、750GB、1000GB、1.5TB、2TB、3TB、4TB，硬盘技术还在继续向前发展，更大容量的硬盘还将不断推出。
硬盘容量的计算 方法
在购买硬盘之后，细心的人会发现，在 操作系统 当中硬盘的容量与官方标称的容量不符，都要少于标称容量，容量越大则这个差异越大。标称40GB的硬盘，在操作系统中显示只有38GB;80GB的硬盘只有75GB;而120GB的硬盘则只有114GB。这并不是厂商或经销商以次充好欺骗消费者，而是硬盘厂商对容量的计算方法和操作系统的计算方法有不同而造成的，不同的单位转换关系造成的。
众所周知，在计算机中是采用二进制，在电脑世界里，以2的次方数为“批量”处理Byte会方便一些，整齐一些。每1024Byte为1KB，每1024KB为1MB，每1024MB为1GB，每1024GB为1TB，而在国际单位制中TB、GB、MB、KB是“1000进制”的数，为此国际电工协会(IEC)拟定了"KiB"、“MiB”、“GiB"的二进制单位，专用来标示“1024进位”的数据大小;而硬盘厂商在计算容量方面是以每1000为一进制的，每1000字节为1KB，每1000KB为1MB，每1000MB为1GB，每1000GB为1TB，在操作系统中对容量的计算是以1024为进位的，并且并未改为"KiB"、“MiB”、“GiB"的二进制单位，这差异造成了硬盘容量“缩水”。
以120GB的硬盘为例：
厂商容量计算方法：120GB=120,000MB=120,000,000KB=120,000,000,000字节
换算成操作系统计算方法：120,000,000,000字节/1024=117,187,500KB/1024=114,440.9MB/1024=111.8GB。
简单算法：硬盘容量 /(1024*1024*1024)
80,000,000,000/(1024*1024*1024)=74.5GB
40,000,000,000/(1024*1024*1024)=37.25GB
硬盘需要分区和格式化，操作系统之间存在着差异，再加上安装操作系统时的复制文件的行为，硬盘会被占用更多空间，所以在操作系统中显示的硬盘容量和标称容量会存在差异，而硬盘的两类容量差值在5%-10%左右应该是正常的。
硬盘容量的计算公式
硬盘容量 = 柱面数(表示每面盘面上有几条磁道，一般总数是1024) × 磁头数(表示盘面数) × 扇区数(表示每条磁道有几个扇区，一般总数是64)× 扇区(存储基本单元，大小一般为512B/4KB)
(单碟1TB硬盘的扇区数可能是4K) 高级格式是一项界定4K扇区硬盘格式的全新标准，传统的硬盘在格式化后，每一个扇区的大小都是512B字节，而4K扇区硬盘的高级格式就是将其扇区划分为4KB。这也是今后所有硬盘厂商都将采用的标准，IDEMA(国际磁盘驱动器设备与材料协会)的各主要硬盘制造商已经达成一致：2011年1月1日起，出货的所有 台式机 和 笔记本 新产品硬盘都将采用这种高级格式标准。
在CHS规范中，磁头的最大数就是16，扇区数是63。现今的硬盘为了突破528.4M的寻址*，都是使用模拟方式表示磁头数、扇区数。常用的 LBA 寻址就是将磁头与扇区都假设为CHS的最大值来进行转换并计算出总的扇区数。
LBA(Logical Block Addressing)逻辑块寻址。在 LBA 模式下，我们知道硬盘上的一个数据区域由它所在的磁头、柱面(也就是磁道)和扇区所唯一确定。早期系统就是直接使用磁头柱面和扇区来对硬盘进行寻址(这称为CHS寻址)，这需要分别存储每个区域的三个参数(这称为3D参数)，使用时再分别读取三个参数，然后再送到磁盘控制器去执行。由于系统用8b来存储磁头地址，用10b来存储柱面地址，用6b来存储扇区地址，而一个扇区共有512B，这样使用CHS寻址一块硬盘最大容量为256 * 1024 * 63 * 512B = 8064 MB(1MB = 1048576B)(若按1MB=1000000B来算就是8.4GB)。随着硬盘技术的进步，硬盘容量越来越大，CHS模式无法管理超过8064 MB的硬盘，因此工程师们发明了更加简便的LBA寻址方式。在LBA地址中，地址不再表示实际硬盘的实际物理地址(柱面、磁头和扇区)。LBA编址方式将CHS这种三维寻址方式转变为一维的线性寻址，它把硬盘所有的物理扇区的C/H/S编号通过一定的规则转变为一线性的编号，系统效率得到大大提高，避免了烦琐的磁头/柱面/扇区的寻址方式。在访问硬盘时，由硬盘控制器再将这种逻辑地址转换为实际硬盘的物理地址。在这三种硬盘模式中，现在 LBA 模式使用最多。
LBA与C/H/S 之间的转换: 设NS为每磁道扇区数，NH为磁头数，C、H、S分别表示磁盘的柱面、磁头和扇区编号，LBA表示逻辑扇区号，div为整除计算，mod为求余计算，则： LBA=NH×NS×C+NS×H+S-1; C=(LBA div NS)div NH; H=(LBA div NS)mod NH; S=(LBA mod NS)+1 例如 LBA = 0 则 CHS = 0/0/1 从C/H/S到LBA的计算公式： LBA=(C-CS)*PH*PS+(H-HS)*PS+(S-SS)
厂家计算公式：
比如：
320G硬盘：320,000,000,000 /1024/1024/1024 = 298G 实际只有298G
