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  • 2021-10-19 17:22:50

    读磁盘的总时间=总(磁盘寻道时间seek + 磁盘传输数据transmission + 磁头旋转延迟时间 rotate )缺一不可。

    至于标题的问题

    评论区的这位(名字我就不贴了)大佬指出:

    因为相对位置,当磁头和扇区相对时,要转半圈才能定位,最快和最慢时是在磁头两侧,平均一下就要除以2了

    确实,假如有无穷多个区,磁头只能超一个方向转,最慢是转一圈,最快是不用转,一平均是1/2

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    计组例题详解

    在这里插入图片描述

    1)平均定位时间

    第一小问参考解答中有误,请注意。

    • 平均定位时间=平均找道时间+平均等待时间。

    • 磁盘平均等待时间,又叫潜伏期,是指磁头已处于要访问的磁道,等待所要访问的扇区旋转至磁头下方的时间。平均等待时间为盘片旋转一周所需的时间的一半。

      平均等待时间为盘片旋转一周所需的时间的一半,因此我们先求盘片旋转一周所需的时间。
      磁盘转速为3000r/min。
      

      1 m i n 3000 r / m i n = 1 3000 m i n 【 即 盘 片 转 1 转 所 需 的 时 间 , 单 位 : 分 钟 】 \frac{1min}{3000r/min}=\frac{1}{3000}min【即盘片转1转所需的时间,单位:分钟】 3000r/min1min=30001min1

      【1min=60s,乘以60即得到盘片转1转所需的时间,单位:秒】

    1 3000 ∗ 60 = 1 50 s \frac{1}{3000}*60=\frac{1}{50}s 3000160=501s

    到这边,我们求得盘片旋转1周所需的时间为:
    

    1 50 s \frac{1}{50}s 501s

    所以平均等待时间=盘片旋转一周所需的时间÷2:
    

    1 50 ∗ 1 2 = 1 100 s = 1 100 ∗ 1000 = 10 m s 【 1 秒 = 1000 毫 秒 , 1 s = 1000 m s 】 \frac{1}{50}*\frac{1}{2} =\frac{1}{100}s=\frac{1}{100}*1000=10ms【1秒=1000毫秒,1s=1000ms】 50121=1001s=10011000=10ms1=10001s=1000ms

    由题意得:平均寻道时间为10ms,
    因此平均定位时间=10+10=20ms
    

    2)圆柱面

    image-20210629212600079

    • 道密度:磁盘沿半径方向单位长度的磁道数。

    • 柱面数=一个盘面上的磁道数=道密度*有效存储区域长度。

    • 圆形的物体内圆的直径称为内径,外圆的直径称为外径。

      盘面扇区示意图:
      image-20210630085807361
      题目中一个盘面示意图:
      image-20210630093655562

    圆柱面数=一个盘面的磁道数=有效存储区域长度*道密度
    【磁道为上图用黄色标注出的圆环区域中一个个的同心圆】
    

    圆 柱 面 = ( 8 − 2 ) 2 ∗ 100 = 300 道 圆柱面=\frac{(8-2)}{2}*100=300道 =2(82)100=300
    【单位TPI意为道每英寸,TPI X in(道每英寸 X 英寸)=道(T)】

    3)总存储量

    • 磁盘存储器的存储总容量C=n X k X s,其中n为存放信息的盘面数,k为每个盘面的磁道数,s为每条磁道上记录的二进制代码数。
    • 单位长度磁道能记录二进制信息的位数,称为位密度或线密度。
    • 在磁盘各磁道上所记录的信息量是相同的,而位密度不同,一般泛指磁盘位密度时,是指最内圈磁道上的位密度(最大位密度)。

    ∵位密度=每条磁道上记录的二进制代码数÷同心圆中的最小周长

    ∴每条磁道上记录的二进制代码数=位密度*同心圆中的最小周长

    同心圆中的最小周长=π X 内径。

    存放信息的盘面数n=8;
    每个盘面的磁道数k=300道【第二小问已求出】
    每条磁道上记录的二进制代码数s=5000*π*2==10000π位
    【单位BPI(Bits Per Inch)意为位每英寸,BPI*in(位每英寸*英寸)=位(Bits)
    因此总存储容量C=8*300*5000*π*2=75.36*10^6(Bits)=9.42(MB)
    注:计算时,π取3.14。
    75.36*10^6(Bits)=75.36÷8*10^6(Byte)=9.42*10^6(Byte)【1字节=8比特,1Byte=8bits】
    又∵1M=10^6
    ∴上式=9.42(MByte)=9.42(MB)
    

    4)数据传输率

    • 数据传输率=位密度 X 线速度,又线速度=周长 X 转速 ,
      因此数据传输率=位密度 X 周长 X 转速。
      又位密度 X 周长=每个磁道的总位数,
      因此数据传输率=每个磁道的总位数 X 转速。

    • 一般泛指磁盘位密度时,是指最内圈磁道上的位密度(最大位密度)。

      转速=3000r/min=3000÷60=50r/s。
      线速度=周长(直径为内径的圆的周长)*转速=π*2*50=100π英寸/s
      位密度=5000BPI(Bits per Inch,位每英寸)
      因此数据传输率=位密度*线速度=5000*π*2*50=1.57*10^6(位每秒)【英寸/s*位每英寸=位/s】
      1.57*10^6÷8=0.19625*10^6(字节/秒)【1字节=8比特/位】
      又∵1M=10^6
      ∴上式=0.19625(MByte/s)=0.19625(MB/s)
      
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  • 文章目录相关定义存储容量的计算平均寻址时间的计算数据传输率 相关定义 磁道:磁盘的磁道是一个个同心圆 记录密度:单位长度内所存储的二进制的信息量 道密度:磁盘沿半径方向单位长度的磁道数(tpi会tpm) 道距:...

    相关定义

    磁道:磁盘的磁道是一个个同心圆

    记录密度:单位长度内所存储的二进制的信息量

    道密度:磁盘沿半径方向单位长度的磁道数(tpi会tpm)

    道距:相邻两条磁道中心线的距离成为道距(p)
    于是:道密度D

    D=1/p

    位密度:单位长度磁道能够记录二进制的位数(或称为线密度)

    存储容量

    C=n×k×s

    其中C:存储总容量,n为存放信息的盘面数,k为每个盘面的磁道数,s为每条磁道记录二进制代码数

    每个磁道存放二进制代码数相同,所以内圈的位密度大于外圈的位密度

    平均寻址时间:寻址时间分为两个部分:
    第一:寻找目标磁道(t1)
    第二:找到磁道后,磁头等待欲读/写的磁道的区段旋转到磁头下所需要的时间(t2)

    T=t1+t2=(t1max+t1min)/2+(t2max+t2min)/2

    数据传输率:单位时间内磁表面存储器向主机传输数据的位数或字节数

    传输率=D×V

    D表示记录密度(磁盘就是道密度)
    V记录介质的运动速度

    存储容量的计算

    直接用例题吧:
    :磁盘存储器共有6个盘面,最外两侧不能记录,每面204条磁道,每条磁道有12个扇区,每个扇区512B
    :一条磁道的二进制代码数:12×512B
    盘面:2×6-2=10
    存储容量:10×204×12×512B=12533760B

    平均寻址时间的计算

    :磁盘机以7200rpm速度旋转,平均定位时间8ms
    :磁盘每转一周的平均时间为:

    [60s/(7200rpm)]×0.5≈4.165ms

    平均寻址时间

    8ms+4.165ms=12.165ms

    数据传输率

    每条磁道有12个扇区,每个扇区512B,磁盘机以7200rpm速度旋转
    :磁道容量:12×512B
    数据传输率:

    12×512B×(7200rpm/60s)=737280Bps

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  • 相信大家都或多或少的了解过硬盘的转速、寻道时间、缓存等参数,那么这些参数具体含义是什么,我们又该如何综合各个因素去判定硬盘的性能高低呢?转速的概念相对来说比较容易,硬盘转速是指主轴马达每分钟带动碟片的...

    描述

    (文章来源:职场办公软件操作技巧)

    硬盘是影响电脑性能的主要因素之一,我们在挑选电脑的时候经常将硬盘的性能放在首位。相信大家都或多或少的了解过硬盘的转速、寻道时间、缓存等参数,那么这些参数具体含义是什么,我们又该如何综合各个因素去判定硬盘的性能高低呢?

    转速的概念相对来说比较容易,硬盘转速是指主轴马达每分钟带动碟片的旋转速度,单位是RPM,主轴马达带动碟片高速旋转,产生浮力是磁头悬浮于碟片上,磁头要在旋转的碟片上读取需要的数据,转速越快,等待时间越短,读取速度就越快。目前主流PC硬盘的转速为7200RPM或5400RPM,而服务器硬盘可以达到10000RPM甚至15000RMP。虽然转速越高,硬盘性能越 好,但过高的转速带来的负面影响是温度升高、噪音变大、磨损加剧。

    数据传输率包括外部传输率和内部传输率,外部传输率,这是电脑通过数据总线从硬盘内部缓存中所能读取数据的最大速率;内部传输率是指磁头到硬盘缓存之间的传输速率,目前速度较快的机械硬盘,内部传输率也不过200MB /s。内部传输率是目前机械硬盘的性能瓶颈。

    缓存是硬盘与外部数据总线之间的数据交换场所,可以简单理解为蓄水池,磁头先把碟片上的数据读取到这个蓄水池中,然后总线再从这里提取数据;反之,数据写入硬盘时,总线先把数据灌入蓄水池中,磁头再一点点把他们搬运到碟片上,由于数据总线的速度远远高于磁头的读写速度,因此缓存的大小对机械硬盘的性能来说就显得至关重要,目前主流机械硬盘的缓存大小为64MB。

    硬盘的寻道时间是指硬盘接到读写指令到其移动到指定轨道为止所用的平均访问时间,单位为毫秒(ms),平均寻道时间越短,机械硬盘的 性能越好,I/O操作越快。但由于机械寻道天生的劣势,它无法做到固态硬盘以电子寻址模式的快速寻址,这就是机械硬盘性能远远不如固态硬盘的原因之一。

    这个参数和平均寻道时间是对应的,是从硬盘接到读写指令,到其在碟片上完成该读写操作为止的时间。

    我们在挑选硬盘的时候,除了关注硬盘的这些性能参数之外,还应该和实际使用情况相结合。就拿转速来说,转速越高硬盘性能越高,但是也同样意味着当磁头损坏后,碟片被损伤的概率也越高。如果我们更关注数据安全而不是性能,应该选择低速的硬盘。

    当然,在实际办公中,我们可以采用多种磁盘相结合的方式,比如选择低速硬盘存放重要数据,选择性能更高的硬盘或者是目前流行的SSD固态硬盘安装操作系统及日常软件,这样既能保证电脑读取性能又能最大程度上保证数据存放安全。

    (责任编辑:fqj)

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