【计算机组成原理】快到碗里来，轻松图解硬盘结构~

2024-06-30 00:05| 来源: 网络整理| 查看: 265

0 先上图，如图便是磁盘的外观结构

我在图中标注的文字会与讲解结合，后面的讲解将会不断用到此图

1 磁盘存储器的组成磁盘驱动器磁盘控制器盘片

1.1 磁盘驱动器核心部件是磁头组件和盘片组件。

1.2 磁盘控制器硬盘存储器和主机的接口。

1.3 盘片

一个盘片有两个盘面（上盘面和下盘面）每一个盘面的结构如下：

（1）一个盘面有若干个磁道（连续紧挨）

（2）一个磁道分割成若干个扇区（连续紧挨）

（3）只有划分为磁道的盘面部分才能存储二进制信息，其他地方为转轴或者边缘区域，不可存数据

2 必须要清楚的几个概念磁头数（Heads） = 盘面数(一个磁头对应于一个盘面，这个可以回看上面的第一张图 )柱面数（Cylinders） = 盘面的磁道数（为什么称为柱面？看下图，所有磁头绕盘面一周是可以形成一个“断续的柱面”的）

扇区数（Sectors）：表示每条磁道上有多少个扇区（这里可以回看上面的第2张图）

3 如何清晰地描述磁盘扇区的地址？

（1）一个系统机器可以配备多个磁盘，所以在地址中要用若干字节来描述要对哪一个磁盘进行读写（磁盘号）

（2）一个磁盘有若干个柱面（一个盘面有若干个磁道），所以在地址中要用若干字节来描述要对哪一号磁道（柱面）进行读写（磁道号，也称柱面号）

（3）一个柱面有若干个盘面，所以在地址中要用若干字节来描述要对一个磁道的哪一号盘面进行读写（盘面号）

（3）一个盘面有若干个扇区，所以在地址中要用若干字节来描述要对一个盘面的哪一号扇区进行读写（扇区号）

综上，磁盘的地址结构如下：

4 计算机组成原理中的计算题 4.1 计算题中的常见概念

存取时间 = 寻道时间 + 寻找扇区时间 + 其他延迟时间 + 传输时间

存取时间：对磁盘进行读或写需要的时间

寻道时间：寻找目标磁道的时间（一般题目中会明确给出）

寻找扇区时间：寻找目标扇区的时间（一般默认为盘片旋转半周的时间）

传输时间：磁头对扇区的读（或写）时间（需要自己计算）

其他延迟时间：其他的一些延迟时间，如果需要计算，题目应该会说明（如磁盘控制器延迟时间）

4.2 例题

【2013年统考真题】某磁盘的转速为10000r/分，平均寻道时间是6ms，磁盘传输速率是20MB/s，磁盘控制器延迟时间是0.2ms，读取一个4KB的扇区所需要的平均时间约为？( )

A.9ms B.9.4ms C.12ms D.12.4ms

【分析】存取时间 = 1寻道时间 + 2寻找扇区时间 + 3其他延迟时间 + 4传输时间

1寻道时间 = 6ms

2寻找扇区时间 = (60s/10000r)/2 = 3ms

3其他延迟时间 = 磁盘控制器延迟时间 = 0.2ms

4传输时间 = (1s/20MB)*4KB = 0.2ms

存取时间 = 6ms + 3ms + 0.2ms + 0.2ms = 9.4ms

答案为 B

感谢读取>.< ~

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