3.9.1 磁道、扇区、柱面和磁头数

时间:2022-03-24 16:24:36

3.9  磁盘的读写特点及五分钟法则

硬盘的主要特点是顺序读写速度较快而随机读写很慢,为了理解这一点,我们需要先明白硬盘的结构。

3.9.1  磁道、扇区、柱面和磁头数

硬盘最基本的组成部分是由坚硬金属材料制成的涂以磁性介质的盘片,不同容量硬盘的盘片数不等。每个盘片有两面,都可记录信息。盘片被分成许多扇形的区域,每个区域叫一个扇区,每个扇区可存储128×2N(N=0、1、2、3)字节信息。每扇区一般是128×22=512字节,盘片表面上以盘片中心为圆心,不同半径的同心圆称为磁道。硬盘中,不同盘片相同半径的磁道所组成的圆柱称为柱面。磁道与柱面都是表示不同半径的圆,在许多场合,磁道和柱面可以互换使用,我们知道,每个磁盘有两个面,每个面都有一个磁头,习惯用磁头号来区分。扇区、磁道(或柱面)和磁头数构成了硬盘结构的基本参数,利用这些参数可以得到硬盘的容量,其计算公式为:

存储容量=磁头数×磁道(柱面)数×每道扇区数×每扇区字节数

要点:

硬盘有数个盘片,每盘片两个面,每个面一个磁头;

盘片被划分为多个扇形区域即扇区;

同一盘片不同半径的同心圆为磁道;

不同盘片相同半径构成的圆柱面即柱面;

公式:存储容量=磁头数×磁道(柱面)数×每道扇区数×每扇区字节数;

信息记录可表示为××磁道(柱面)、××磁头和××扇区。

3.9.1 磁道、扇区、柱面和磁头数

磁道:当磁盘旋转时,磁头若保持在一个位置上,则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹,这些圆形轨迹就叫做磁道。这些磁道用肉眼是根本看不到的,因为它们仅是盘面上以特殊方式磁化了的一些磁化区,磁盘上的信息便是沿着这样的轨道存放的。

从这里可以看出,磁盘的顺序读写和随机读写差别很大:随机读写表示所要读写的数据随机分布在磁盘上,因此它们有很大的可能分布在不同的磁道上,当磁盘在读写完第一部分数据后,需要首先移动磁头到第二个数据所在的位置,这部分时间叫做寻道时间,然后才能真正进行读写。一般硬盘的平均寻道时间在7.5~14ms。顺序读写则意味着所需读写的数据在相邻的扇区,磁盘在整个读写过程中,不需要重新寻道(刚开始仍需要寻道到数据开始的位置)。由于磁盘的寻道时间很慢,因此磁盘顺序读写速度远远高于随机读写速度,我们应努力避免随机读写。