Логическая структура жесткого диска. Кластеры

Я уже говорил, о подготовке винчестера к работе, его форматировании, также коснулся немного темы разбиения жесткого диска. О разбивке или разделении жесткого диска мы еще поговорим. А сейчас мне хотелось бы осветить не менее важную тему: логическую структуру винчестера.
И раз уж мой сайт предназначен для новичков, то самым идеальным объяснением, на мой взгляд, будет принцип аналогии.
Итак, давайте представим себе уже вспаханное поле земли с аккуратными бороздками-грядками. Вспаханным полем будет наш жесткий диск после операции форматирования, а бороздки-грядки будут называться кластерами диска. В свою очередь наши файлы и папки будут семенами, которые как раз и помещаются в кластеры.
Все файлы и папки хранятся на жестком диске упорядоченно и структурировано. Мы уже знаем о том, что все диски в компьютере обозначаются латинскими буквами. Например:

• Дисководы обозначаются буквой А;
• Один из разделов жесткого диска может называться буквой С;
• Другой раздел буквой D;
• При подключении внешних USB-винчестеров им также будут присвоены буквы самой операционной системой;
• При установке в картридер карты памяти, ей также будет присвоена своя буква;
• Приводам CD, DVD, Blu-RAY тоже присваиваются свои буквы.
Но в случае с жестким диском, одной букве совсем необязательно должен соответствовать весь физический диск. То есть, один физический жесткий диск может быть разбит или разделен на несколько томов или логических разделов. И каждому разделу, операционной системой будет присвоена своя буква.
Встречается и обратная ситуация, когда несколько физических дисков могут быть объединены в один логический. Это достигается при использовании RAID-массива.
Для компьютера все логические и физические диски имеют равные права. Как правило, диск С является системным, т.е. именно туда устанавливается операционная система, основное программное обеспечение и драйвера для устройств. Пользователи ему даже присваивают специальную метку «Системный» или «SYSTEM». В свою очередь остальные разделы предназначаются для хранения различных файлов. Кроме того, производители ноутбуков специально резервируют определенный объем диска под скрытые разделы.
Физический жесткий диск поделен на секторы по 512 байт. Но когда создается логический диск, во время первого форматирования, разбивается не на сектора, а на кластеры диска. Размер кластера может меняться в зависимости от размеров самого жесткого диска и от типа применяемой файловой системы. Об отличиях физического жесткого диска от логического можно прочитать тут.

Теперь мы подошли к важному моменту – потере дискового пространства. Из-за больших объемов жестких дисков, размер кластера диска тоже увеличивается. Потеря дискового пространства происходит из-за того, что если кластер частично занят каким-либо файлом, то в этот кластер уже ничего нельзя поместить.
Например, файл находится в 10 кластерах размером 1024 байта, причем в десятом кластере диска он занимает лишь 10 байт. В остальном пространстве образуется как бы «пустота». Эту «пустоту» называют хвостами. Для пользователя это пространство просто пропадает. Кстати, в хвосты уходит достаточно значительный объем. Чтобы бороться с хвостами, необходимо применять более современные файловые системы.