書類の束モデルで理解するディスク用語
ディスク周りの用語は数が多く，それぞれを個別に覚えようとして混乱してます．
そこで，本ページでは 「書類の束」モデル を使って，全体像を一貫したイメージで整理します．
全体像
ディスク（書庫）
└─ パーティション（箱）
└─ ボリューム（箱の中身）
├─ PBR（説明書）
├─ ディレクトリ（クリアファイル）
│ └─ ディレクトリエントリ（付箋）
├─ FAT（索引表）
└─ データ領域
└─ クラスタ列
└─ セクタ列
この構造をそのままストレージ用語に対応させます．
用語対応表
ディスク = 書庫全体
パーティション = 段ボール箱
セクタ = 紙1枚
ブロック = 小さな紙束（OS単位）
クラスタ = ホチキス留めの束（FS単位）
ボリューム = 箱の中身全部
ディレクトリ = クリアファイル
ディレクトリエントリ = 付箋
ＦＡＴ = 索引表
ＰＢＲ = 箱の説明書
1️⃣ ディスク（＝書庫全体）
HDDやSSDなどの物理的な保存装置そのものです．OSは通常，これを直接扱わず，パーティションやファイルシステムを通してアクセスします．
2️⃣ パーティション（＝段ボール箱）
ディスクを論理的に分割した領域です．それぞれに異なるファイルシステムを適用することができます．
3️⃣ セクタ（＝紙1枚）
ディスクが扱う最小単位 です．一般的に512Bまたは4KBです．
4️⃣ ブロック（＝小さな束）
OSがストレージを読み書きするときに利用する単位 です．
セクタと同じ大きさの場合もあれば，複数のセクタをまとめた大きさになる場合もあります．
クラスタとは別の概念であり，実装によって一致する場合もあれば異なる場合もあります．
5️⃣ クラスタ（＝ホチキス留めの書類）
ファイルシステムが管理する単位 です．FATなどのファイルシステムでは，ファイルはクラスタの連なりとして保存されます．
6️⃣ ボリューム（＝箱の中身）
ファイルシステムが作られる論理的な記憶領域です．ユーザから見た「1つのディスク」として扱われます．「Cドライブ」「Dドライブ」みたいな．
7️⃣ ディレクトリ（＝クリアファイル）
ファイルやサブディレクトリを整理するための領域です．
ディレクトリの中にはディレクトリエントリが格納されています．
8️⃣ ディレクトリエントリ（＝クリアファイルにつけた付箋）
ファイル本体がどこに置いてあるかを書いた付箋です．
ファイル名やサイズ，先頭クラスタなどの情報を持ちます．
ファイル本体ではなく，「場所を指す情報」である点が重要です．
9️⃣ FAT（＝索引表）
クラスタ同士のつながりを管理する表です．
例えば
5 → 9 → 12 → 終了
と記録されていれば，
ファイルはクラスタ5，9，12を順番に読んで復元されます．
🔟 PBR（＝説明書）
パーティションの先頭にある情報で，ファイルシステムを解釈するための情報を記録しています．
OSはこれを読み取り，「この領域をどのように解釈するか」を決定します．
ファイルを開くとき
ファイル名を探す
↓
ディレクトリエントリを読む
↓
先頭クラスタを知る
↓
FATを辿る
↓
クラスタ列を読む
↓
ファイル完成
まとめ
ディスク = 書庫
パーティション = 箱
ディレクトリ = クリアファイル
ディレクトリエントリ = 付箋
FAT = 索引表
ファイル = 書類
クラスタ = ホチキス止めの束
PBRは「この箱の読み方が書かれた説明書」です．
この対応関係を押さえておけば，FATやブロックI/Oなどの概念も同じイメージの延長として理解しやすくなります．
感想
タイトルの答え合わせは調べていてもよく分かりませんでした．
少なくとも今回整理してみて分かったのは，
- セクタはディスクが扱う単位
- クラスタはファイルシステムが扱う単位
- クラスタはセクタの集まり
ということです．
ブロックについては文脈によって実装が変わるんだなぁと．