Da tutti i dischi rigidi che ho comprato, non sembrano mai essere grandi come le dimensioni pubblicizzate; da 320 GB fino a 290 GB, da 500 GB fino a 450 GB, ecc. C'è un motivo tecnico per questo?

Il motivo tecnico è che i produttori di dischi rigidi vendono capacità in unità metriche. Quindi un GB = 1.000.000.000 di byte dal sistema metrico. Tuttavia, i computer misurano la dimensione dell'unità in potenze di 2. Quindi 1GiB = 1.024 MiB, 1 MiB = 1.024 KiB, ecc. Ciò significa che 1GiB = 1.073.741.824 byte, una differenza di 73.741.824.

Pertanto, quando si installa l'unità da 1 GB (a titolo di esempio), il sistema operativo visualizza solo 0,93GiB e questa è la causa della discrepanza.

(Se non hai mai visto l'abbreviazione GiB prima, è una nuova notazione adottata per indicare potenze di 1024 rispetto a 1000. Tuttavia, la maggior parte dei sistemi operativi segnalerà GiB come GB, confondendo ulteriormente questo problema)

Inizialmente questa era la risposta a questa domanda (unita) sulla pen drive da 4 GB.

Partiamo dall'affermazione: " Il sistema umano si basa sulla potenza di 10, binario sulla potenza di 2 "
Ciò che segue può dare una prima risposta alla tua domanda.

I prefissi metrici hanno una potenza di 10, 1000 o 10 ^ 3 è k , 10 ^ 6 è M , 10 ^ 9 G ...
I prefissi binari hanno una potenza di 2 (2 ^ 10 = 1024 non così lontano da 1000 ma diverso, 2,4% ).

4000000000/1024/1024/1024  Your 4GB are 4 000 000 000 Bytes
3.72529029846191406250     That becames around 3.73 GiB 

Venditori e leggi : i venditori si comportano secondo le regole del mercato, quando le leggi non li obbligano a fare diversamente. 4 vende meglio di 3,78. Per gli stessi motivi i provider di servizi Internet spesso parlano di bps e ti fanno capire Bps . Esiste un fattore 8: a Byte ( B ) è 8 bit ( b ).

Il problema è che le leggi esistono, ma non in tutte le nazioni sono uguali.

Il Sistema Internazionale , o SI , è il più utilizzato al mondo per il commercio e la scienza (è stato pubblicato nel 1960 e al momento sono in parte usciti solo dagli Stati Uniti che stanno adottando, Birmania e Liberia).
Stabilisce non solo le unità di misura ma anche i prefissi .

Poiché è naturale nel mondo dei computer l'uso di una base numerica in potenza di 2 (e non 10 come nel mondo umano ) è stato introdotto nel 1998 il sistema dei prefissi binari . Qui direttamente il tavolo . Oggi troviamo nella situazione che

the International Electrotechnical Commission (IEC) and several other standards
(NIST...) and trade organizations approved standards and recommendations 
for a new set of binary prefixes that refer unambiguously to powers of 1024

Quando leggi 1GBdovrebbe essere 1 000 000 Bytes,
invece quando leggi 1GiBdovrebbe essere 1 073 741 824 Bytes.

Perché ancora dovrebbe essere e non lo è ? Perché dipende da come il legislatore della nazione in cui viene prodotto l'articolo e il legislatore della nazione in cui l'articolo viene importato adottano e trasformano in legge la direttiva delle commissioni internazionali.

Quindi tieni gli occhi ben aperti.

(Anche perché in diverse nazioni è prescritto di scrivere le informazioni per adempiere ai doveri della legge su un'etichetta adesiva. Di solito è così poco che devi davvero tenere ben aperti gli occhi per leggerlo leggilo)

Riferimenti aggiuntivi

• The International System of Units (SI) (8 ° ed.), ISBN 92-822-2213-6
• Unità specifiche di IEC 60027-2 A.2 e ISO / IEC 80000
• NIST SP 330 per alcuni apparecchi di SI negli Stati Uniti
• Direttiva 71/354 / CEE del Consiglio, del 18 ottobre 1971, per il ravvicinamento delle legislazioni degli Stati membri relative alle unità di misura
• Direttiva 80/181 / CEE del Consiglio, del 20 dicembre 1979, per il ravvicinamento delle legislazioni degli Stati membri relative alle unità di misura e per l'abrogazione della direttiva 71/354 / CEE e successive modifiche

Quando un produttore di unità crea un'unità con capacità di 500 GB, ha una capacità di 500.000.000.000 di byte e sicuramente lo pubblicizzeranno come tale. I computer, essendo dispositivi binari, preferiscono potenze di due, con un diverso set di prefissi, quindi è quello che usano per la misurazione dello spazio di archiviazione:

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

Ad esempio, ho un'unità da 300 GB collegata a questa macchina e Windows visualizza quanto segue per la capacità:

Capacity:          300,082,855,936     279 GB

300.082.855.936 / 2 ^ 30 = ~ 279. Ciò che effettivamente ti mostra è la dimensione dell'unità in byte gibi , non in byte giga . Quindi, dovrebbe leggere:

Capacity:          300,082,855,936     279 Gi

Si potrebbe dire che questo è un difetto in Windows, ma a quanto pare non esiste uno standard definitivo per i significati del prefisso della capacità di archiviazione. Molte altre buone informazioni, inclusa una sezione sulla "confusione dei consumatori", in questo articolo di Wikipedia .

Vedi questo articolo per una spiegazione.

Fondamentalmente, ci sono due definizioni di "gigabyte". Una definizione è che 1 GB = 1024 ³ byte. Questa è la definizione riportata dal computer (per motivi tecnici).

L'altra definizione (dalle unità SI) è che 1 GB = 1000 ³ byte. Questo è lo stesso di ogni altra unità metrica (1 gigametro = 1000 ³ metri).

Poiché la definizione della metrica di un gigabyte è inferiore a quella che il computer considera un gigabyte, i produttori di dischi rigidi utilizzano la definizione della metrica perché possono stampare una capacità maggiore sulla scatola.

Una piccola quantità di spazio viene utilizzata anche dal file system stesso, ma la maggior parte della capacità mancante deriva dalla definizione di gigabyte.

Se vuoi essere sicuro di quanto sia grande, scopri quale dimensione del settore utilizza e il numero totale di settori. Quindi moltiplica questi due numeri per ottenere la dimensione totale in byte. Questa è la dimensione reale! In qualsiasi sistema operativo! Viene anche definita capacità del disco .

T = b x S

Where T is the total disk size in bytes,
b is the sector size in bytes,
and S is the total number of sectors.

Numero di settori

Troverai spesso il numero di settori stampati su un'etichetta sul dispositivo stesso. In caso contrario, guarda la scheda tecnica per il tuo modello. Questo è un documento che specifica tutti i tipi di dettagli tecnici sul tuo modello. In un mondo connesso a Internet, lo troverai sul sito Web del produttore, in una sorta di tabella su una pagina Web o come file che puoi scaricare (comunemente PDF) per studio e riferimento. Nella vecchiaia (prima che esistesse un web), potresti aver ricevuto una copia stampata quando hai acquistato il disco rigido.

Dimensioni del settore

Esistono due tipi di settori: fisico e logico. Più comunemente, la dimensione del settore fisico è di 512 byte su un disco standard. Le dimensioni del settore non sono elencate sull'etichetta di un moderno disco rigido. Per capire perché, è necessario comprendere la differenza tra settori logici e fisici. Proverò a spiegarlo brevemente.

Disco LBA

I moderni dischi rigidi utilizzano settori logici. Vedrai questo indicato come LBA (Logical Block Addressing). In effetti, quando cerchi il numero totale di settori sull'etichetta, vedrai il numero di settori indicati come LBA, quindi dirà qualcosa di simile LBA: 123456789. Questo è il numero totale di settori. Questi sono i settori logici sul disco e vengono scritti e letti utilizzando il metodo di indirizzamento LBA. Questo metodo consente al sistema operativo di utilizzare una formattazione del file system (ad esempio NTFS, FAT32) con un'unità di allocazione più grande della dimensione del settore fisico.

Unità di allocazione

L' unità di allocazione è simile nel concetto a una dimensione del settore , ma offre un certo livello di flessibilità in quanto è possibile modificarne la dimensione, senza cambiare la dimensione del settore fisico. Se hai acquistato e installato, e quindi formattato più di un disco rigido nella tua vita, allora hai sicuramente incontrato questo termine. Le dimensioni dell'unità di allocazione più comuni per un disco rigido formattato NTFS oggi sono 4K, 8K e 16K. Dico "oggi" a causa delle dimensioni del disco che i dischi rigidi sono disponibili in questi giorni.

Vale a dire, quale dimensione dell'unità di allocazione è appropriata per un'unità disco fisso potrebbe non essere adatta per un'altra. Dipende da quanto è grande. Quelli più piccoli stanno meglio con dimensioni di unità di allocazione più piccole e quelli più grandi stanno meglio con dimensioni di unità di allocazione più grandi. Tuttavia, ciò non ti impedisce di utilizzare una grande unità di allocazione su un piccolo disco rigido. Anzi! Grazie alla natura logica dell'unità di allocazione, può essere impostato durante il processo di formattazione e può essere impostato per essere più grande del settore fisico. Su un piccolo disco rigido, una grande unità di allocazione tende a dare un leggero aumento delle prestazioni, a scapito dello spazio su disco.

Questo è il motivo per cui Microsoft ha modificato la terminologia, dalle dimensioni del settore, all'unità di allocazione. Questo è successo diverse versioni di Windows. Se ricordo bene, è stato con una della famiglia 9x di Windows che hanno iniziato a usare questo termine.

L'unità di allocazione viene quindi tradotta e mappata internamente a uno o più settori fisici sul disco. Questa attività viene eseguita dal controller dell'unità. Il controller è la scheda PCB sul retro del disco rigido. Sui primi dischi rigidi ATA (ora noti come Parallel ATA o PATA), la scheda controller era nota come IDE (Integrated Drive Electronics). Storicamente, le unità a disco rigido non avevano sempre il controller incorporato in esse. Invece, questa era un'interfaccia separata.

La dimensione del settore fisico più comune su un'unità disco fisso indirizzata LBA è 512 byte. Ma da circa l'anno 2010, molte nuove unità disco fisso sono ora del tipo Advanced Format . Ciò significa semplicemente che utilizza dimensioni di settore superiori a 512 byte. Attualmente, la dimensione del settore più grande è 4K o 4096 byte.

Il punto principale è: la dimensione del settore fisico su un moderno disco rigido non ha poca o nessuna rilevanza per l'utente. Le dimensioni del settore fisico sono organizzate in settori logici e unità di allocazione e sottratte all'utente. Esiste anche un ulteriore livello di astrazione con i dischi Advanced Format, poiché questi dischi possono emulare settori a 512 byte ma utilizzare 4096 settori fisici. Per questo motivo, le dimensioni del settore di solito non sono stampate sull'etichetta di un'unità disco fisso indirizzata LBA, e ancora di più per i dischi di formato avanzato. Tuttavia, hanno dimensioni del settore fisico. Troverai questo dettaglio nella scheda tecnica per ogni modello o usando un software di utilità su un sistema in esecuzione.

Disco CHS

Questo tipo di dischi precede le unità disco indirizzate LBA. Usano un metodo chiamato CHS (Cylinder Head Sector) indirizzamento per la lettura e la scrittura. L'utente ha accesso diretto ai settori fisici. A differenza di LBA, non esiste un livello di astrazione settoriale. Le dimensioni del settore su questi dischi sono quasi garantite a 512 byte. Ma potrebbe essere modificato dall'utente.

Hai mai sentito parlare di "formattazione di basso livello"? Questo è da dove deriva quel termine. Come risultato dell'accesso diretto ai settori fisici, è possibile modificare le dimensioni del settore. Ciò consente all'utente di "basso livello" formattare il disco, il che significa riscrivere fisicamente i settori sul disco. Questo a volte è stato utile quando si è verificato un problema con il disco. Era un mezzo per aggiornare il disco. La vera formattazione di basso livello non è più possibile con i moderni dischi rigidi. Questo non deve essere confuso con la formattazione del file system.

I dischi CHS avevano sempre il numero di settori per traccia (SPT) stampati sull'etichetta, tra gli altri dettagli. Se non si parlava delle dimensioni del settore, si supponeva che fosse 512 byte. Gli altri dettagli sono il numero di cilindri e il numero di teste. Quelli erano i tre principali. Da qui il nome, settore testata. C'era una buona ragione anche per questo. Perché sulle prime unità disco rigido che utilizzavano l'indirizzamento CHS, tutti questi parametri dovevano essere impostati manualmente nel programma di installazione del BIOS del sistema. Questo faceva parte del processo di installazione! Quindi questa è stata un'informazione chiave per installarla correttamente. Man mano che la piattaforma PC si è evoluta, inclusi miglioramenti del BIOS, unità disco e innovazioni dell'interfaccia, è stato possibile collegare semplicemente l'unità disco rigido e il sistema l'avrebbe rilevata e configurata automaticamente.

Potresti aver notato che scrivo di questi dischi al passato. Questo perché sono obsoleti e non sono (quasi) in nessun posto da trovare. Tranne forse per i musei tecnici.

Prefisso dimensioni dei byte

Alcune nozioni di base prima sulle misurazioni:

• Una cifra binaria (bit) è la più piccola unità di misura in un computer binario. È un 1 o uno 0. (O entrambi in un computer quantistico.)
• Un bit è abbreviato con una lettera minuscola b , oppure è scritto come bit .
• L'unità successiva è un byte.
• Un byte è abbreviato con una maiuscola B o è scritto come byte o byte .
• Un byte è esattamente 8 bit.
• L'unità successiva è una parola, e di solito è appena scritta come parola .
• La lunghezza della parola dipende dall'architettura del processore. È comunemente 8 bit, 16 bit o 32 bit o 64 bit.
• L'unità successiva dopo è un multiplo di una parola, come una doppia parola o una parola quadrupla.
• Una doppia parola è abbreviata come Dword o Dw e una parola quadrata è abbreviata come Qword o Qw.

Queste sono le misure di base, ma non incontrerai parole se non sei un programmatore. Dimensioni del disco, partizioni e file utilizzano byte. Un byte è la misura più pratica con cui lavorare. Un settore su un disco è un blocco di byte. Per convenzione, questo è più comunemente 512 byte, che è un multiplo di 2.

2^0 = 1 byte
2^1 = 2 byte
2^2 = 4 byte
2^3 = 8 byte
2^4 = 16 byte
2^5 = 32 byte
2^6 = 64 byte
2^7 = 128 byte
2^8 = 256 byte
2^9 = 512 byte

Queste dimensioni di byte più piccole possono essere facilmente espresse solo con numeri. Ma il 20 ° multiplo di 2 è 1048576 e il 30 ° multiplo è 1073741824. Se questo rappresenta byte, possiamo usare un prefisso per esprimere lo stesso valore in modo più semplice. Questo è il motivo per cui abbiamo prefissi come kilo, mega e giga. Ma il problema è che questi sono i prefissi SI (Système International) utilizzati nel sistema di misurazione decimale metrica. Ogni prefisso in questo sistema rappresenta un valore che è un multiplo di 10. Mentre un computer binario utilizza una base di 2 per misurare le informazioni.

unit 10^0 = 1
kilo 10^3 = 1000
mega 10^6 = 1000000
giga 10^9 = 1000000000

È per questo motivo che IEC, un ente internazionale per le norme, ha introdotto il concetto di prefissi binari. I nomi chilo, mega, giga e così via, sono stati leggermente modificati in questo sistema per riflettere che devono essere utilizzati con misurazioni binarie.

kibi 2^10 = 1024 = 1024^1
mebi 2^20 = 1048576 = 1024^2
gibi 2^30 = 1073741824 = 1024^3

I nomi sono concatenazioni del rispettivo nome nel sistema SI e la parola binaria. Ad esempio, il kibi, è formato da ki lo e bi nary.

Se dico che un oggetto ha una massa di 5000 grammi, posso esprimere quel valore con un prefisso di 5 kG (chilogrammo). Lo sto dividendo per mille per rimuovere gli zeri finali. Poiché il valore del prefisso è noto, una seconda persona non ha bisogno di chiedermi quanti grammi ho misurato la prima volta. Ha semplicemente invertito il processo, prendendo la mia notazione di 5 kG e moltiplicandolo per mille per convertirlo in grammi. Chilo significa migliaia, quindi 5 x 1000 = 5000.

I primi 30 settori su un disco sono 15360 byte, se ogni settore è 512 byte. Per esprimerlo più semplicemente, potrei dividerlo per 1000. Il risultato è 15,36 kilobyte o 15,36 kB. Se dovessi arrotondarlo al numero intero più vicino, sarebbe 15 kB. Se un'altra persona osservasse questo numero, assumerebbe che 15 kB fosse la misura esatta e moltiplicarlo per 1000 per convertirlo in byte. Quindi sarebbero 15000 byte, il che non è corretto, perché la misurazione originale era di 15360 byte. D'altra parte, se dovessi dividere 15360 byte per 1024, otterrei esattamente 15 KiB! Questo è il kibibyte . Nessuna espansione decimale! Dato che dice "KiB" e non "KB", un'altra persona saprebbe moltiplicare per 1024, e non 1000, per ottenere il valore originale.

Allo stesso modo, quando un produttore stampa 8 GB su un dispositivo, utilizza prefissi decimali. Quelli con zero valori finali! Quindi 8 GB non sono 8 GiB (gibibyte) o 8 x 2 ^ 30, ma 8 x 10 ^ 9 = 8.000.000.000 di byte. Tuttavia, Windows utilizza calcoli di dimensioni binarie (potenze di 2) con quelli che sembrano prefissi decimali (cioè "GB"). Quindi in Windows, questi 8.000.000.000 di byte sono divisi per 2 ^ 30 (o 1024 ^ 3) per ottenere 7.450580597 "GB" (in realtà GiB). Questo viene arrotondato al centesimo posto più vicino, quindi mostrerà come 7.45 "GB" in Windows. Continuo a citare "GB" perché Microsoft dovrebbe usare GiB per questo significato, non GB. Questo solo annunci ad un argomento già confuso.

Esempi di lavoro

Ora esaminerò alcuni esempi, usando le informazioni sull'etichetta delle unità disco rigido nelle immagini. Diamo prima un'occhiata al disco da 500 GB.

Capacity: 500 GB
LBA: 976773168
976773168 x 512 = 500107862016 bytes
500107862016 / 1024^3 = 465.761741638 ≈ 466 GiB

Quindi questo è 466 GiB, o 466 GB in termini Microsoft (e JEDEC). Si noti che il numero non era nemmeno dopo la divisione. Credo che ciò sia dovuto al fatto che esistono più settori di quanti l'utente possa utilizzare per archiviare i dati. Alcuni settori sono protetti e alcuni vengono utilizzati per la mappatura. Alcuni settori si deteriorano nel tempo, quindi questo è quando gli altri settori vengono utilizzati come riserva. L'unità disco fisso segna e tiene traccia dei settori danneggiati e smette di usarli.

Se prendi solo il numero di capacità e lo converti in GiB sarà simile a questo.

500 GB = 500 x 10^9 = 500000000000 byte
500000000000 byte = 500000000000 / 1024^3 = 465.661287308 ≈ GiB

Puoi vedere che è un numero un po 'più piccolo, ma arrotonda ancora a 466 GiB. Ma in byte esatti, questo è più vicino a quanto puoi effettivamente usare. In questo modo, non è necessario conoscere le dimensioni del settore. La capacità esatta viene comunque calcolata utilizzando il numero LBA e le dimensioni del settore. Questo è quello che userò nel resto degli esempi.

Capacity: 320 GB
LBA: 632672208
632672208 x 512 = 323928170496 bytes
323928170496 / 1024^3 ≈ 302 GiB

Infine, ecco uno dei dischi CHS. L'idea di base è molto simile. Si presume che la dimensione del settore sia 512 byte se non diversamente indicato. Guarderò il disco Quantum. Puoi fare l'IBM da solo. Il disco quantico non dice nulla sulla sua capacità.

C: 2484
H: 16
S: 63
2048 x 16 x 63 x 512 = 1056964608 bytes
1056964608 bytes = 1056964608 / 1024^2 = 1008 MiB
1056964608 bytes = 1056964608 / 1024^3 = 0.984375 ≈ 0.98 GiB

Ecco qua! Un enorme 0,98 GB! Scusami! Intendevo 0.98 GiB! ;-)

Marketing

C'è qualcosa chiamato "settori garantiti". Lo troverai stampato sull'etichetta di alcune unità a disco rigido o nella loro scheda tecnica. Questo è il risultato della disputa in corso tra utenti / consumatori e venditori di dispositivi di archiviazione. Questa confusione è ancora presente oggi, nell'era del cloud computing e in un mondo in cui i dischi a stato solido sono diventati una tecnologia tradizionale e stanno gradualmente sostituendo i vecchi dischi rigidi.

Direi che il marketing ha ben poco, se non altro, a che fare con questo. È puramente un problema di matematica e non è un problema con la matematica stessa, ma con le persone. È solo una grande confusione a cui è stato permesso di continuare. Almeno, Microsoft dovrebbe indicare i prefissi binari come KiB, MiB e GiB. Oggi Windows è ancora il principale sistema operativo sui PC.

Di solito in realtà sono grandi quanto pubblicizzati, ma:

1. Usano sempre (per quanto ne so) 1000 invece di 1024 quando fanno B su KB e così via.
2. Una piccola quantità di spazio viene utilizzata dal file system per tenere traccia di tutto.

Potrebbero essere anche altri motivi, ma quelli sono i principali che conosco

Ai vecchi tempi dei computer ogni calcolo era costoso (nel senso delle prestazioni). I programmatori hanno utilizzato tutti i tipi di scorciatoie per eseguire il minor numero possibile di calcoli. Uno di quei trucchi era memorizzare la parte dell'anno di una data come solo due cifre, che alla fine ha portato al problema y2k. Un altro trucco era che hanno definito 1k (chilo) per non significare 1000 come tutti gli altri nel mondo civilizzato, ma per indicare invece 1024. Ciò ha permesso loro di tagliare alcuni angoli durante i calcoli delle dimensioni. Quell'abitudine si è bloccata e viene ancora utilizzata oggi, anche se i calcoli del computer sono diventati molto più economici.

Il produttore dell'hardware ti fornisce la dimensione corretta dove K = 1000, M = 1000000 e G = 1000000000. È il software che ti dà valori falsi.

I produttori di software stanno cambiando le loro abitudini al giorno d'oggi. OSX ad esempio mostra la dimensione corretta.

Questo dovrebbe chiarire altri commenti che pensano che ci sia un equivalente standard e metrico quando si fa riferimento alle dimensioni del disco rigido.

No, non usiamo il sistema metrico per i dati, esattamente. Lo considererei come "metametrico" - unità che sono "accanto a" unità metriche effettive.

I prefissi metrici sono stati presi in prestito per esprimere le dimensioni dei dati - kilo =, mega =, giga-, tera-, peta- ecc.

Tuttavia, SI non ha unità per "bit" o "byte".

Inoltre, sono state prese in prestito anche unità più piccole, milli, micro e nano, anche se non applicate ai dati, ma ai "processori". (I "minicomputer" erano computer più piccoli rispetto ai frame principali. I "microprocessori" e i "microcomputer" erano molto più piccoli dei minicomputer. In nessun caso il rapporto 1000: 1 era implicito.)