5 分钟图解 磁盘的结构(盘片、磁道、扇区、柱面) 有大用 |
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文章目录 盘片 磁道、扇区 柱面 磁盘的结构 磁盘的物理地址 磁盘的结构盘片一个磁盘(如一个 1T 的机械硬盘)由多个盘片(如下图中的 0 号盘片)叠加而成。 盘片的表面涂有磁性物质,这些磁性物质用来记录二进制数据。因为正反两面都可涂上磁性物质,故一个盘片可能会有两个盘面。
每个盘片被划分为一个个磁道,每个磁道又划分为一个个扇区。如下图:
每个盘面对应一个磁头。所有的磁头都是连在同一个磁臂上的,因此所有磁头只能“共进退”。 所有盘面中相对位置相同的磁道组成柱面。如下图, 柱面数(就是多少个同心圆) = 一个盘面上的磁道数 盘面数(磁面数)=磁头数 由上,可用(柱面号,盘面号,扇区号)来定位任意一个“磁盘块”。 在“文件的物理结构”小节中,我们经常提到文件数据存放在外存中的几号块(逻辑地址),这个块号就可以转换成(柱面号,盘面号,扇区号)的地址形式。 可根据该地址读取一个“块”,操作如下: ① 根据“柱面号”移动磁臂,让磁头指向指定柱面; ② 激活指定盘面对应的磁头; ③ 磁盘旋转的过程中,指定的扇区会从磁头下面划过,这样就完成了对指定扇区的读/写。 来自 https://blog.csdn.net/weixin_37641832/article/details/103217311 磁道 扇区 图解![]() ![]() ![]() 在下图中,我们可以看到一圈圈被分成18(假设)等分的同心圆,这些同心圆就是磁道(见图).不过真打开硬盘你可看不到.它实际上是被磁头磁化的同心圆.如图可以说是被放大了的磁盘片.那么扇区就是每一个磁道中被分成若干等分的区域.相邻磁道是有间隔的,这是因为磁化单元太近会产生干扰.一个小软盘有80个磁道,硬盘嘛要远远大于此值,有成千上万的磁道.每个柱面包括512个字节。 那么什么是柱面呢?看下图,我们假设它只有3片.每一片中的磁道数是相等的.从外圈开始,磁道被分成0磁道,1磁道,2磁道......具有相同磁道编号的同心圆组成柱面,那么这柱面就像一个没了底的铁桶.哈哈,这么一说,你也知道了,柱面数就是磁盘上的磁道数.每个磁面都有自己的磁头.也就是说,磁面数等于磁头数. 硬盘的容量=柱面数(CYLINDER)*磁头数(HEAD)*扇区数(SECTOR)*512B.这下你也可以计算硬盘的一些参数了. 来自 https://blog.csdn.net/m0_37329910/article/details/85833252 硬盘基本知识(磁头、磁道、扇区、柱面)概述盘片(platter) 磁头(head) 磁道(track) 扇区(sector) 柱面(cylinder) 盘片 片面 和 磁头硬盘中一般会有多个盘片组成,每个盘片包含两个面,每个盘面都对应地有一个读/写磁头。受到硬盘整体体积和生产成本的限制,盘片数量都受到限制,一般都在5片以内。盘片的编号自下向上从0开始,如最下边的盘片有0面和1面,再上一个盘片就编号为2面和3面。如下图: ![]() 下图显示的是一个盘面,盘面中一圈圈灰色同心圆为一条条磁道,从圆心向外画直线,可以将磁道划分为若干个弧段,每个磁道上一个弧段被称之为一个扇区(图践绿色部分)。扇区是磁盘的最小组成单元,通常是512字节。(由于不断提高磁盘的大小,部分厂商设定每个扇区的大小是4096字节) ![]() 硬盘通常由重叠的一组盘片构成,每个盘面都被划分为数目相等的磁道,并从外缘的“0”开始编号,具有相同编号的磁道形成一个圆柱,称之为磁盘的柱面。磁盘的柱面数与一个盘面上的磁道数是相等的。由于每个盘面都有自己的磁头,因此,盘面数等于总的磁头数。 如下图 ![]() 存储容量 = 磁头数 × 磁道(柱面)数 × 每道扇区数 × 每扇区字节数 图3中磁盘是一个 3个圆盘6个磁头,7个柱面(每个盘片7个磁道) 的磁盘,图3中每条磁道有12个扇区,所以此磁盘的容量为: 存储容量 6 * 7 * 12 * 512 = 258048 每个磁道的扇区数一样是说的老的硬盘,外圈的密度小,内圈的密度大,每圈可存储的数据量是一样的。新的硬盘数据的密度都一致,这样磁道的周长越长,扇区就越多,存储的数据量就越大。 磁盘读取响应时间寻道时间:磁头从开始移动到数据所在磁道所需要的时间,寻道时间越短,I/O操作越快,目前磁盘的平均寻道时间一般在3-15ms,一般都在10ms左右。 旋转延迟:盘片旋转将请求数据所在扇区移至读写磁头下方所需要的时间,旋转延迟取决于磁盘转速。普通硬盘一般都是7200rpm,慢的5400rpm。 数据传输时间:完成传输所请求的数据所需要的时间。小结一下:从上面的指标来看、其实最重要的、或者说、我们最关心的应该只有两个:寻道时间;旋转延迟。 读写一次磁盘信息所需的时间可分解为:寻道时间、延迟时间、传输时间。为提高磁盘传输效率,软件应着重考虑减少寻道时间和延迟时间。 块/簇概述磁盘块/簇(虚拟出来的)。 块是操作系统中最小的逻辑存储单位。操作系统与磁盘打交道的最小单位是磁盘块。通俗的来讲,在Windows下如NTFS等文件系统中叫做簇;在Linux下如Ext4等文件系统中叫做块(block)。每个簇或者块可以包括2、4、8、16、32、64…2的n次方个扇区。 为什么存在磁盘块?读取方便:由于扇区的数量比较小,数目众多在寻址时比较困难,所以操作系统就将相邻的扇区组合在一起,形成一个块,再对块进行整体的操作。 分离对底层的依赖:操作系统忽略对底层物理存储结构的设计。通过虚拟出来磁盘块的概念,在系统中认为块是最小的单位。 page操作系统经常与内存和硬盘这两种存储设备进行通信,类似于“块”的概念,都需要一种虚拟的基本单位。所以,与内存操作,是虚拟一个页的概念来作为最小单位。与硬盘打交道,就是以块为最小单位。 扇区、块/簇、page的关系扇区: 硬盘的最小读写单元 块/簇: 是操作系统针对硬盘读写的最小单元 page: 是内存与操作系统之间操作的最小单元。 扇区 |
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