硬盘容量是什么

硬盘容量以兆字节（MB）或千兆字节（GB）为单位，主流硬盘容量为 500G～2TB，影响硬盘容量的因素有单碟容量和碟片数量。许多人发现，计算机中显示出来的容量往往比硬盘容量的标称值要小，这是由于不同的单位转换关系造成的。我们知道，在计算机中 1GB=1024MB，而硬盘厂家通常是按照 1GB=1000MB 进行换算的。 硬盘是个人电脑中存储数据的重要部件，其容量就决定着个人电脑的数据存储量大小的能力，这也就是用户购买硬盘需要注意的参数之一。

硬盘

硬盘的基本结构主要包括：盘片、磁头、主轴电机、磁头定位机构、盘腔、空气净化器、接口电路和电源。盘片一般用铝合金或玻璃作为盘基，盘面涂有一层很薄的磁性材料。盘片安装在一个以恒定高速旋转的主轴上，转速通常为 3600r/min，在每个盘面的上、下两面均配有一个读写磁头，这些磁头装在一个磁头定位机构上，载着磁头内向主轴或外向盘片的边缘移动。

硬盘是计算机内可以以磁的形式存储数十亿字节数据的一个重要器件。其内部实际上是一些由一根金属杆穿起来的圆形磁片，磁片可以在两面记录数据，每个磁片都可以被划分为半径不同的圆，这些同心圆被称为磁道。像录音机一样，读取磁片上的数据时也需要磁头，每个磁片都对应两个磁头，在磁片的两面，一上一下读写数据。磁片在一个真空的状态下高速转动，每分钟 4500 或 7200 转，磁头在需要读取数据的时候接近（注意，是接近而不是接触）磁片在磁道上读取数据。磁头寻找到磁道的时间称之为寻道时间。在读取和写入数据时， 一般需要知道要在哪个磁片上进行，在这个磁片的哪个磁道上进行，在这个磁道的哪个位置进行，知道了这三个量就可以精确地找到数据所在的位置了。

硬盘的主要优点：非常大的存储量，其容量已可达千万兆以上；采用随机存取方式，平均存取时间极短，实现了快速存取；由于记录密度高和磁盘转速快，硬盘的传输率很高；硬盘的结构设计保证了它有高的可靠性和工作稳定性，一般无故障时间可达 8000～12000h，误码率低于磁带和软磁盘一个数量级。

单位

在 PC 发展的过程中，我们所需要的存储空间越来越多，硬盘也在发生着巨大的变化，硬盘的容量也是越来越大。硬盘的容量通常以 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，而随着硬盘技术飞速的发展，数百 GB 容量的硬盘也已进入到普通家庭用户的手中。

常见的硬盘的容量有 8GB、16GB、32GB、40GB、60GB、64GB、80GB、100GB、120GB、160GB、200GB、240GB、250GB、300GB、320GB、400GB、480GB、500GB、512GB、640GB、750GB、800GB、880GB、960GB、1TB、1.5TB、2TB、3TB、4TB、5TB、6TB、8TB、10TB、12TB 等。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。

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 8GB 的硬盘，在操作系统中显示只有 7.4GB；16GB 的硬盘只有 14.8GB；32GB 的硬盘只有 29.8GB；40GB 的硬盘只有 37.2GB；64GB 的硬盘只有 59GB；80GB 的硬盘只有 74.5GB；100GB 的硬盘只有 93.1GB；120GB 的硬盘只有 112GB；128GB 的硬盘只有 119GB；160GB 的硬盘只有 149GB；256GB 的硬盘只有 238GB；320GB 的硬盘只有 298GB；480GB 的硬盘只有 GB；500GB 的硬盘只有 465GB；512GB 的硬盘只有 476GB；750GB 的硬盘只有 699GB；960GB 的硬盘只有 894GB；1TB 的硬盘只有 931GB；1.5TB 的硬盘只有 1.3TB（1397GB）；2TB 的硬盘只有 1.8TB（1862GB）；3TB 的硬盘只有 2.7TB（2793GB）；4TB 的硬盘只有 3.6TB（3724GB）；5TB 的硬盘只有 4.6TB（4657GB）；6TB 的硬盘只有 5.5TB（5586GB）；8TB 的硬盘只有 7.4TB（7448GB）；10TB（GB）的硬盘只有 9.3TB（9300GB）；而 12TB 的硬盘则只有 10.9TB（11176GB）。

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”的计数单位，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。

计算公式

作为计算机系统的数据存储器，容量是硬盘最主要的参数。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。硬盘为了突破 528.4M 的寻址限制，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）和扇区共同确定。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，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：

320G 硬盘：320,000,000,000 /1024/1024/1024 = 298G 实际只有 298G

300G 硬盘：300,000,000,000 /1024/1024/1024 = 279G 实际只有 279G

容量关系

计算机硬盘存储容量通常使用字节（B，Byte）、千字节（KB，KiloByte）、兆字节（MB，MegaByte）、吉字节（GB，Gigabyte）、太字节（TB，TeraByte）、拍字节(PB，PetaByte)、艾字节(EB，ExaByte)、泽字节(ZB，ZettaByte)、尧字节 (YB，YottaByte)和 BB（BrontoByte）、NB(NonaByte）、 DB(DoggaByte)等来衡量。

计算方式：

1DB=1024NB；

1NB=1024BB，

1BB=1024YB；

1YB=1024ZB；

1ZB=1024EB；

1EB=1024PB；

1PB=1024TB；

1TB=1024GB；

1GB=1024MB；

1MB=1024KB；

1KB=1024B

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