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  • 硬盘转速和平均寻道时间

    万次阅读 2017-05-08 12:45:26
    设一个磁盘的平均寻道时间为20ms,传输速率是1MB/s,控制器开销是2ms,转速为每分钟5400转。求读写一个512KB的平均磁盘访问时间。答案:读写一个512字节的扇区的平均时间为28.1ms平均旋转延时 = 0.5/5400转/分 = 0....

    设一个磁盘的平均寻道时间为20ms,传输速率是1MB/s,控制器开销是2ms,转速为每分钟5400转。求读写一个512KB的平均磁盘访问时间。

    答案:
    读写一个512字节的扇区的平均时间为28.1ms

    平均旋转延时 = 0.5/5400转/分 = 0.0056秒 = 5.6ms
    平均磁盘访问时间 = 平均寻道时间 + 平均旋转延时 + 传输时间 + 控制器延时
    = 20ms + 5.6ms + 0.5KB/1.0MB/s + 2ms = 20+5.6+0.5+2ms = 28.1ms。


    缓存(Cache memory)是硬盘控制器上的一块内存芯片,具有极快的存取速度,它是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器。由于硬盘的内部数据传输速度和外界介面传输速度不同,缓存在其中起到一个缓冲的作用。缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素,能够大幅度地提高硬盘整体性能。当硬盘存取零碎数据时需要不断地在硬盘与内存之间交换数据,如果有大缓存,则可以将那些零碎数据暂存在缓存中,减小外系统的负荷,也提高了数据的传输速度。 

    硬盘的缓存主要起三种作用:一是预读取。当硬盘受到CPU指令控制开始读取数据时,硬盘上的控制芯片会控制磁头把正在读取的簇的下一个或者几个簇中的数据读到缓存中(由于硬盘上数据存储时是比较连续的,所以读取命中率较高),当需要读取下一个或者几个簇中的数据的时候,硬盘则不需要再次读取数据,直接把缓存中的数据传输到内存中就可以了,由于缓存的速度远远高于磁头读写的速度,所以能够达到明显改善性能的目的;二是对写入动作进行缓存。当硬盘接到写入数据的指令之后,并不会马上将数据写入到盘片上,而是先暂时存储在缓存里,然后发送一个“数据已写入”的信号给系统,这时系统就会认为数据已经写入,并继续执行下面的工作,而硬盘则在空闲(不进行读取或写入的时候)时再将缓存中的数据写入到盘片上。虽然对于写入数据的性能有一定提升,但也不可避免地带来了安全隐患——如果数据还在缓存里的时候突然掉电,那么这些数据就会丢失。对于这个问题,硬盘厂商们自然也有解决办法:掉电时,磁头会借助惯性将缓存中的数据写入零磁道以外的暂存区域,等到下次启动时再将这些数据写入目的地;第三个作用就是临时存储最近访问过的数据。有时候,某些数据是会经常需要访问的,硬盘内部的缓存会将读取比较频繁的一些数据存储在缓存中,再次读取时就可以直接从缓存中直接传输。

    缓存容量的大小不同品牌、不同型号的产品各不相同,早期的硬盘缓存基本都很小,只有几百KB,已无法满足用户的需求。2MB和8MB缓存是现今主流硬盘所采用,而在服务器或特殊应用领域中还有缓存容量更大的产品,甚至达到了16MB、64MB等。

    大容量的缓存虽然可以在硬盘进行读写工作状态下,让更多的数据存储在缓存中,以提高硬盘的访问速度,但并不意味着缓存越大就越出众。缓存的应用存在一个算法的问题,即便缓存容量很大,而没有一个高效率的算法,那将导致应用中缓存数据的命中率偏低,无法有效发挥出大容量缓存的优势。算法是和缓存容量相辅相成,大容量的缓存需要更为有效率的算法,否则性能会大大折扣,从技术角度上说,高容量缓存的算法是直接影响到硬盘性能发挥的重要因素。更大容量缓存是未来硬盘发展的必然趋势。

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    内部数据传输率

    内部数据传输率(Internal Transfer Rate)是指硬盘磁头与缓存之间的数据传输率,简单的说就是硬盘将数据从盘片上读取出来,然后存储在缓存内的速度。内部传输率可以明确表现出硬盘的读写速度,它的高低才是评价一个硬盘整体性能的决定性因素,它是衡量硬盘性能的真正标准。有效地提高硬盘的内部传输率才能对磁盘子系统的性能有最直接、最明显的提升。目前各硬盘生产厂家努力提高硬盘的内部传输率,除了改进信号处理技术、提高转速以外,最主要的就是不断的提高单碟容量以提高线性密度。由于单碟容量越大的硬盘线性密度越高,磁头的寻道频率与移动距离可以相应的减少,从而减少了平均寻道时间,内部传输速率也就提高了。虽然硬盘技术发展的很快,但内部数据传输率还是在一个比较低(相对)的层次上,内部数据传输率低已经成为硬盘性能的最大瓶颈。目前主流的家用级硬盘,内部数据传输率基本还停留在70~90 MB/s左右,而且在连续工作时,这个数据会降到更低。

    数据传输率的单位一般采用MB/s或Mbit/s,尤其在内部数据传输率上官方数据中更多的采用Mbit/s为单位。此处有必要讲解一下两个单位二者之间的差异:

    MB/s的含义是兆字节每秒,Mbit/s的含义是兆比特每秒,前者是指每秒传输的字节数量,后者是指每秒传输的比特位数。MB/s中的B字母是Byte的含义,虽然与Mbit/s中的bit翻译一样,都是比特,也都是数据量度单位,但二者是完全不同的。Byte是字节数,bit是位数,在计算机中每八位为一字节,也就是1Byte=8bit,是1:8的对应关系。因此1MB/s等于8Mbit/s。因此在在书写单位时一定要注意B字母的大小写,尤其有些人还把Mbit/s简写为Mb/s,此时B字母的大小真可以称为失之毫厘,谬以千里。

    上面这是一般情况下MB/s与Mbit/s的对应关系,但在硬盘的数据传输率上二者就不能用一般的MB和Mbit的换算关系(1B=8bit)来进行换算。比如某款产品官方标称的内部数据传输率为683Mbit/s,此时不能简单的认为683除以8得到85.375,就认为85MB/s是该硬盘的内部数据传输率。因为在683Mbit中还包含有许多bit(位)的辅助信息,不完全是硬盘传输的数据,简单的用8来换算,将无法得到真实的内部数据传输率数值。
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    外部数据传输率

    硬盘数据传输率的英文拼写为Data Transfer Rate,简称DTR。硬盘数据传输率表现出硬盘工作时数据传输速度,是硬盘工作性能的具体表现,它并不是一成不变的而是随着工作的具体情况而变化的。在读取硬盘不同磁道、不同扇区的数据;数据存放的是否连续等因素都会影响到硬盘数据传输率。因为这个数据的不确定性,所以厂商在标示硬盘参数时,更多是采用外部数据传输率(External Transfer Rate)和内部数据传输率(Internal Transfer Rate)。

    外部数据传输率(External Transfer Rate),一般也称为突发数据传输或接口传输率。是指硬盘缓存和电脑系统之间的数据传输率,也就是计算机通过硬盘接口从缓存中将数据读出交给相应的控制器的速率。平常硬盘所采用的ATA66、ATA100、ATA133等接口,就是以硬盘的理论最大外部数据传输率来表示的。ATA100中的100就代表着这块硬盘的外部数据传输率理论最大值是100MB/s;ATA133则代表外部数据传输率理论最大值是133MB/s;而SATA接口的硬盘外部理论数据最大传输率可达150MB/s。这些只是硬盘理论上最大的外部数据传输率,在实际的日常工作中是无法达到这个数值的。
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    转速

    转速(Rotationl Speed),是硬盘内电机主轴的旋转速度,也就是硬盘盘片在一分钟内所能完成的最大转数。转速的快慢是标示硬盘档次的重要参数之一,它是决定硬盘内部传输率的关键因素之一,在很大程度上直接影响到硬盘的速度。硬盘的转速越快,硬盘寻找文件的速度也就越快,相对的硬盘的传输速度也就得到了提高。硬盘转速以每分钟多少转来表示,单位表示为RPM,RPM是Revolutions Per minute的缩写,是转/每分钟。RPM值越大,内部传输率就越快,访问时间就越短,硬盘的整体性能也就越好。

    硬盘的主轴马达带动盘片高速旋转,产生浮力使磁头飘浮在盘片上方。要将所要存取资料的扇区带到磁头下方,转速越快,则等待时间也就越短。因此转速在很大程度上决定了硬盘的速度。

    家用的普通硬盘的转速一般有5400rpm、7200rpm几种,高转速硬盘也是现在台式机用户的首选;而对于笔记本用户则是4200rpm、5400rpm为主,虽然已经有公司发布了7200rpm的笔记本硬盘,但在市场中还较为少见;服务器用户对硬盘性能要求最高,服务器中使用的SCSI硬盘转速基本都采用10000rpm,甚至还有15000rpm的,性能要超出家用产品很多。

    较高的转速可缩短硬盘的平均寻道时间和实际读写时间,但随着硬盘转速的不断提高也带来了温度升高、电机主轴磨损加大、工作噪音增大等负面影响。笔记本硬盘转速低于台式机硬盘,一定程度上是受到这个因素的影响。笔记本内部空间狭小,笔记本硬盘的尺寸(2.5寸)也被设计的比台式机硬盘(3.5寸)小,转速提高造成的温度上升,对笔记本本身的散热性能提出了更高的要求;噪音变大,又必须采取必要的降噪措施,这些都对笔记本硬盘制造技术提出了更多的要求。同时转速的提高,而其它的维持不变,则意味着电机的功耗将增大,单位时间内消耗的电就越多,电池的工作时间缩短,这样笔记本的便携性就受到影响。所以笔记本硬盘一般都采用相对较低转速的4200rpm硬盘。

    转速是随着硬盘电机的提高而改变的,现在液态轴承马达(Fluid dynamic bearing motors)已全面代替了传统的滚珠轴承马达。液态轴承马达通常是应用于精密机械工业上,它使用的是黏膜液油轴承,以油膜代替滚珠。这样可以避免金属面的直接磨擦,将噪声及温度被减至最低;同时油膜可有效吸收震动,使抗震能力得到提高;更可减少磨损,提高寿命。
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    平均寻道时间

    平均寻道时间的英文拼写是Average Seek Time,它是了解硬盘性能至关重要的参数之一。它是指硬盘在接收到系统指令后,磁头从开始移动到移动至数据所在的磁道所花费时间的平均值,它一定程度上体现硬盘读取数据的能力,是影响硬盘内部数据传输率的重要参数,单位为毫秒(ms)。不同品牌、不同型号的产品其平均寻道时间也不一样,但这个时间越低,则产品越好,现今主流的硬盘产品平均寻道时间都在在9ms左右。

    平均寻道时间实际上是由转速、单碟容量等多个因素综合决定的一个参数。一般来说,硬盘的转速越高,其平均寻道时间就越低;单碟容量越大,其平均寻道时间就越低。当单碟片容量增大时,磁头的寻道动作和移动距离减少,从而使平均寻道时间减少,加快硬盘速度。当然处于市场定位以及噪音控制等方面的考虑,厂商也会人为的调整硬盘的平均寻道时间。

    在硬盘上数据是分磁道、分簇存储的,经常的读写操作后,往往数据并不是连续排列在同一磁道上,所以磁头在读取数据时往往需要在磁道之间反复移动,因此平均寻道时间在数据传输中起着十分重要的作用。在读写大量的小文件时,平均寻道时间也起着至关重要的作用。在读写大文件或连续存储的大量数据时,平均寻道时间的优势则得不到体现,此时单碟容量的大小、转速、缓存就是较为重要的因素。

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    磁头数

    硬盘磁头是硬盘读取数据的关键部件,它的主要作用就是将存储在硬盘盘片上的磁信息转化为电信号向外传输,而它的工作原理则是利用特殊材料的电阻值会随着磁场变化的原理来读写盘片上的数据,磁头的好坏在很大程度上决定着硬盘盘片的存储密度。目前比较常用的是GMR(Giant Magneto Resisive)巨磁阻磁头,GMR磁头的使用了磁阻效应更好的材料和多层薄膜结构,这比以前的传统磁头和MR(Magneto Resisive)磁阻磁头更为敏感,相对的磁场变化能引起来大的电阻值变化,从而实现更高的存储密度 。

    磁头是硬盘中对盘片进行读写工作的工具,是硬盘中最精密的部位之一。磁头是用线圈缠绕在磁芯上制成的。硬盘在工作时,磁头通过感应旋转的盘片上磁场的变化来读取数据;通过改变盘片上的磁场来写入数据。为避免磁头和盘片的磨损,在工作状态时,磁头悬浮在高速转动的盘片上方,而不与盘片直接接触,只有在电源关闭之后,磁头会自动回到在盘片上的固定位置(称为着陆区,此处盘片并不存储数据,是盘片的起始位置)。

    由于磁头工作的性质,对其磁感应敏感度和精密度的要求都非常高。早先的磁头采用铁磁性物质,在磁感应敏感度上不是很理想,因此早期的硬盘单碟容量都比较低,单碟容量大则碟片上磁道密度大,磁头感应程度不够,就无法准确读出数据。这就造成早期的硬盘容量都很有限。随着技术的发展,磁头在磁感应敏感度和精密度方面都有了长足的进步。

    最初磁头是读、写功能一起的,这对磁头的制造工艺、技术都要求很高,而对于个人电脑来说,在与硬盘交换数据的过程中,读取数据远远快于写入数据,读、写操作二者的特性也完全不同,这也就导致了读、写分离的磁头,二者分别工作、各不干扰。

    薄膜感应(TEI)磁头
    在1990年至1995年间,硬盘采用TFI读/写技术。TFI磁头实际上是绕线的磁芯。盘片在绕线的磁芯下通过时会在磁头上产生感应电压。TFI读磁头之所以会达到它的能力极限,是因为在提高磁灵敏度的同时,它的写能力却减弱了。

    各向异性磁阻(AMR)磁头
    AMR(Anisotropic Magneto Resistive)90年代中期,希捷公司推出了使用AMR磁头的硬盘。AMR磁头使用TFI磁头来完成写操作,但用薄条的磁性材料来作为读元件。在有磁场存在的情况下,薄条的电阻会随磁场而变化,进而产生很强的信号。硬盘译解由于磁场极性变化而引起的薄条电阻变化,提高了读灵敏度。AMR磁头进一步提高了面密度,而且减少了元器件数量。由于AMR薄膜的电阻变化量有一定的限度,AMR技术最大可以支持3.3GB/平方英寸的记录密度,所以AMR磁头的灵敏度也存在极限。这导致了GMR磁头的研发。

    GMR(Giant Magneto Resistive,巨磁阻)
    GMR磁头继承了TFI磁头和AMR磁头中采用的读/写技术。但它的读磁头对于磁盘上的磁性变化表现出更高的灵敏度。GMR磁头是由4层导电材料和磁性材料薄膜构成的:一个传感层、一个非导电中介层、一个磁性的栓层和一个交换层。GMR传感器的灵敏度比AMR磁头大3倍,所以能够提高盘片的密度和性能。

    硬盘的磁头数取决于硬盘中的碟片数,盘片正反两面都存储着数据,所以一个盘片对应两个磁头才能正常工作。比如总容量80GB的硬盘,采用单碟容量80GB的盘片,那只有一张盘片,该盘片正反面都有数据,则对应两个磁头;而同样总容量120GB的硬盘,采用二张盘片,则只有三个磁头,其中一张盘片的一面没有磁头。
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    硬盘及磁盘阵列常用技术术语
    Ø 硬盘的转速(Rotational Speed):也就是硬盘电机主轴的转速,转速是决定硬盘内部传输率的关键因素之一,它的快慢在很大程度上影响了硬盘的速度,同时转速的快慢也是区分硬盘档次的重要标志之一。 硬盘的主轴马达带动盘片高速旋转,产生浮力使磁头飘浮在盘片上方。要将所要存取资料的扇区带到磁头下方,转速越快,等待时间也就越短。因此转速在很大程度上决定了硬盘的速度。目前市场上常见的硬盘转速一般有5400rpm、7200rpm、甚至10000rpm。理论上,转速越快越好。因为较高的转速可缩短硬盘的平均寻道时间和实际读写时间。可是转速越快发热量越大,不利于散热。现在的主流硬盘转速一般为7200rpm以上。
    Ø 平均寻道时间(Average seek time):指硬盘在盘面上移动读写头至指定磁道寻找相应目标数据所用的时间,它描述硬盘读取数据的能力,单位为毫秒。当单碟片容量增大时,磁头的寻道动作和移动距离减少,从而使平均寻道时间减少,加快硬盘速度。目前市场上主流硬盘的平均寻道时间一般在9ms以下,大于10ms的硬盘属于较早的产品,一般不值得购买。?
    Ø 平?狈?奔?Average latency time):指当磁头移动到数据所在的磁道后,然后等待所要的数据块继续转动到磁头下的时间,一般在2ms-6ms之间。
    Ø 平均访问时间(Average access time):指磁头找到指定数据的平均时间,通常是平均寻道时间和平均潜伏时间之和。平均访问时间最能够代表硬盘找到某一数据所用的时间,越短的平均访问时间越好,一般在11ms-18ms之间。注意:现在不少硬盘广告之中所说的平均访问时间大部分都是用平均寻道时间所代替的。?
    Ø 突发数据传输率(Burst data transfer rate):指的是电脑通过数据总线从硬盘内部缓存区中所读取数据的最高速率。也叫外部数据传输率(External data transfer rate)。目前采用UDMA/66技术的硬盘的外部传输率已经达到了66.6MB/s。?
    Ø 最大内部数据传输率(Internal data transfer rate):指磁头至硬盘缓存间的最大数据传输率,一般取决于硬盘的盘片转速和盘片数据线密度(指同一磁道上的数据间隔度)。也叫持续数据传输率(sustained transfer rate)。一般采用UDMA/66技术的硬盘的内部传输率也不过25-30MB/s,只有极少数产品超过30MB/s,由于内部数据传输率才是系统真正的瓶颈,因此大家在购买时要分清这两个概念。不过一般来讲,硬盘的转速相同时,单碟容量大的内
    部传输率高;在单碟容量相同时,转速高的硬盘的内部传输率高。?
    Ø 自动检测分析及报告技术(Self-Monitoring Analysis and Report Technology,简称S.M.A.R.T): 现在出厂的硬盘基本上都支持S.M.A.R.T技术。这种技术可以对硬盘的磁头单元、盘片电机驱动系统、硬盘内部电路以及盘片表面媒介材料等进行监测,当S.M.A.R.T监测并分析出硬盘可能出现问题时会及时向用户报警以避免电脑数据受到损失。S.M.A.R.T技术必须在主板支持的前提下才能发生作用,而且S.M.A.R.T技术也不能保证能预报出所有可能发生的硬盘故障。
    Ø 磁阻磁头技术MR(Magneto-Resistive Head):MR(MAGNETO-RESITIVEHEAD)即磁阻磁头的简称。MR技术可以更高的实际记录密度、记录数据,从而增加硬盘容量,提高数据吞吐率。目前的MR技术已有几代产品。MAXTOR的钻石三代/四代等均采用了最新的MR技术。磁阻磁头的工作原理是基于磁阻效应来工作的,其核心是一小片金属材料,其电阻随磁场变化而变化,虽然其变化率不足2%,但因为磁阻元件连着一个非常灵敏的放大器,所以可测出该微小的电阻变化。MR技术可使硬盘容量提高40%以上。GMR(GiantMagnetoresistive)巨磁阻磁头GMR磁头与MR磁头一样,是利用特殊材料的电阻值随磁场变化的原理来读取盘片上的数据,但是GMR磁头使用了磁阻效应更好的材料和多层薄膜结构,比MR磁头更为敏感,相同的磁场变化能引起更大的电阻值变化,从而可以实现更高的存储密度,现有的MR磁头能够达到的盘片密度为3Gbit-5Gbit/in2(千兆位每平方英寸),而GMR磁头可以达到10Gbit-40Gbit/in2以上。目前GMR磁头已经处于成熟推广期,在今后的数年中,它将会逐步取代MR磁头,成为最流行的磁头技术。
    Ø 缓存:缓存是硬盘与外部总线交换数据的场所。硬盘的读数据的过程是将磁信号转化为电信号后,通过缓存一次次地填充与清空,再填充,再清空,一步步按照PCI总线的周期送出,可见,缓存的作用是相当重要的。在接口技术已经发展到一个相对成熟的阶段的时候,缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素。目前主流硬盘的缓存主要有512KB和2MB等几种。其类型一般是EDO DRAM或SDRAM,目前一般以SDRAM为主。根据写入方式的不同,有写通式和回写式两种。写通式在读硬盘数据时,系统先检查请求指令,看看所要的数据是否在缓存中,如果在的话就由缓存送出响应的数据,这个过程称为命中。这样系统就不必访问硬盘中的数据,由于SDRAM的速度比磁介质快很多,因此也就加快了数据传输的速度。回写式就是在写入硬盘数据时也在缓存中找,如果找到就由缓存就数据写入盘中,现
    在的多数硬盘都是采用的回写式硬盘,这样就大大提高了性能。
    Ø 连续无故障时间(MTBF):指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间。一般硬盘的MTBF至少在30000或40000小时。?
    Ø 部分响应完全匹配技术PRML(Partial Response Maximum Likelihood):它能使盘片存储更多的信息,同时可以有效地提高数据的读取和数据传输率。是当前应用于硬盘数据读取通道中的先进技术之一。PRML技术是将硬盘数据读取电路分成两段“操作流水线”,流水线第一段将磁头读取的信号进行数字化处理然后只选取部分“标准”信号移交第二段继续处理,第二段将所接收的信号与PRML芯片预置信号模型进行对比,然后选取差异最小的信号进行组合后输出以完成数据的读取过程。PRML技术可以降低硬盘读取数据的错误率,因此可以进一步提高磁盘数据密集度。?
    Ø 单磁道时间(Single track seek time):指磁头从一磁道转移至另一磁道所用的时间。?
    Ø 超级数字信号处理器(Ultra DSP)技术:应用Ultra DSP进行数学运算,其速度较一般CPU快10到50倍。采用Ultra DSP技术,单个的DSP芯片可以同时提供处理器及驱动接口的双重功能,以减少其它电子元件的使用,可大幅度地提高硬盘的速度和可靠性。接口技术可以极大地提高硬盘的最大外部传输率,最大的益处在于可以把数据从硬盘直接传输到主内存而不占用更多的CPU资源,提高系统性能。?
    Ø 硬盘表面温度:指硬盘工作时产生的温度使硬盘密封壳温度上升情况。硬盘工作时产生的温度过高将影响薄膜式磁头(包括MR磁头)的数据读取灵敏度,因此硬盘工作表面温度较低的硬盘有更好的数据读、写稳定性。
    Ø 全程访问时间(Max full seek time):指磁头开始移动直到最后找到所需要的数据块所用的全部时间。
    Ø 硬盘镜像(Disk Mirroring):硬盘镜像最简单的形式是,一个主机控制器带二个互为镜像的硬盘。数据同时写入二个硬盘,二个硬盘上的数据完全相同,因此一个硬盘故障时,另一个硬盘可提供数据。
    Ø 硬盘数据跨盘(Disk Spanning):利用这种技术,几个硬盘看上去像一个大硬盘;这个虚拟盘可以把数据跨盘存储在不同的物理盘上,用户不需要关心哪个盘上存有他需要的数据
    Ø 硬盘数据分段(Disk striping):数据分散存储在几个盘上。数据的第一段放在盘0,第2段放在盘1,……直到达到硬盘链中的最后一个盘,然后下一个逻辑段放在硬盘0,再下一
    个逻辑段放在盘1,……如此循环直至完成写操作。
    Ø 双控(Duplexing):这里指的是用二个控制器来驱动一个硬盘子系统。一个控制器发生故障,另一个控制器马上控制硬盘操作。此外,如果编写恰当的控制器软件,可实现不同的硬盘驱动器同时工作。
    Ø 容错:(Fault Tolerant):具有容错功能的机器有抗故障的能力。例如RAID 1镜像系统是容错的,镜像盘中的一个出故障,硬盘子系统仍能正常工作。
    Ø 主机控制器(Host Adapter):这里指的是使主机和外设进行数据交换的控制部件(如SCSI控制器)
    Ø 热修复(Hot Fix):指用一个硬盘热备份来替换发生故障的硬盘。要注意故障盘并不是真正地被物理替换了。用作热备份的盘被加载上故障盘原来的数据,然后系统恢复工作。
    Ø 热补(Hot Patch):具有硬盘热备份,可随时替换故障盘的系统。
    Ø 热备份(Hot Spare):与CPU系统电连接的硬盘,它能替换下系统中的故障盘。与冷备份的区别是,冷备份盘平时与机器不相连接,硬盘故障时才换下故障盘。
    Ø 平均数据丢失时间(MTBDL – Mean Time Between Data Loss):发生数据丢失的事件间的平均时间。
    Ø 平均无故障工作时间(MTBF – Mean Time Between Failure 或 MTIF):设备平均无故障运行时间。
    Ø 廉价冗余磁盘阵列(RAID – Redundant Array of Inexpensive Drives):一种将多个廉价硬盘组合成快速,有容错功能的硬盘子系统的技术。
    Ø 系统重建(Reconstruction or Rebuild):一个硬盘发生故障后,从其他正确的硬盘数据和奇偶信息恢复故障盘数据的过程。
    Ø 恢复时间(Reconstruction Time):为故障盘重建数据所需要的时间。
    Ø 单个大容量硬盘(SED – Singe Expensive Drive)
    Ø 传输速率(Transfer Rate):指在不同条件下存取数据的速度。
    Ø 虚拟盘(Virtual Disk):与虚拟存储器类似,虚拟盘是一个概念盘,用户不必关心他的数据写在哪个物理盘上。虚拟盘一般跨越几个物理盘。但用户看到的只是一个盘。
    Ø 热插拔(Hot Swap):指在不宕机制情况下,在线更换设备。
    Ø DAS (direct access storage device)直接访问存储设备
    Ø NAS (Network Attached Storage)网络附加存储设备
    Ø SAN (Storage Area Networks)存储区域网
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  • 怎样算平均寻道时间

    万次阅读 2014-08-06 09:46:13
    一个单片磁盘的旋转速率为...1,平均寻道时间为多少? 2,平均旋转延迟是多少? 3,一扇区的传送时间是多少? 4,满足此请求的总的平均时间是多少? 1、平均寻道时间应为全部寻道时间的一半,150ms 2、
    一个单片磁盘的旋转速率为7200rpm,一面上的磁道数是30000,每道扇区数是600,寻道时间是每横越百磁道用1ms.假定开始时磁头位于磁道0,收到一个存取随机磁道上随机扇区的请求.
    1,平均寻道时间为多少?
    2,平均旋转延迟是多少?
    3,一扇区的传送时间是多少?
    4,满足此请求的总的平均时间是多少?


    1、平均寻道时间应为全部寻道时间的一半,150ms
    2、平均旋转延迟应为转一周时间的一半,约4.17ms
    3、T=b/rN,其中b/N即1/600,T为0.0014ms
    4、总的平均时间是前三者的算术和,154.1714ms
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  • 平均寻道时间的定义

    2012-02-23 15:35:00
    平均寻道时间的英文拼写是Average Seek Time,它是了解硬盘性能至关重要的参数之一。它是指硬盘在接收到系统指令后,磁头从开始移动到移动至数据所在的磁道所花费时间的平均值,它一定程度上体现硬盘读取数据的能力...

     平均寻道时间的英文拼写是Average Seek   Time,它是了解硬盘性能至关重要的参数之一。它是指硬盘在接收到系统指令后,磁头从开始移动到移动至数据所在的磁道所花费时间的平均值,它一定程度上体现硬盘读取数据的能力,是影响硬盘内部数据传输率的重要参数,单位为毫秒(ms)。不同品牌、不同型号的产品其平均寻道时间也不一样,但这个时间越低,则产品越好,现今主流的硬盘产品平均寻道时间都在在9ms左右。

      平均寻道时间实际上是由转速、单碟容量等多个因素综合决定的一个参数。一般来说,硬盘的转速越高,其平均寻道时间就越低;单碟容量越大,其平均寻道时间就越低。当单碟片容量增大时,磁头的寻道动作和移动距离减少,从而使平均寻道时间减少,加快硬盘速度。当然处于市场定位以及噪音控制等方面的考虑,厂商也会人为的调整硬盘的平均寻道时间。

      在硬盘上数据是分磁道、分簇存储的,经常的读写操作后,往往数据并不是连续排列在同一磁道上,所以磁头在读取数据时往往需要在磁道之间反复移动,因此平均寻道时间在数据传输中起着十分重要的作用。在读写大量的小文件时,平均寻道时间也起着至关重要的作用。在读写大文件或连续存储的大量数据时,平均寻道时间的优势则得不到体现,此时单碟容量的大小、转速、缓存就是较为重要的因素。

     

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/lesily/archive/2012/02/23/2364998.html

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  • 平均寻道时间是指MO磁光盘机在接收到系统指令后,磁头从开始移动到移动到数据所在磁道所需要的平均时间,它是指计算机在发出一个寻址命令,到相应目标数据被找到所需时间,单位为毫秒。 平均延迟时间 :机械臂到达...

    首先了解一下磁盘:磁盘低速的原因是因为它一种机械装置,在磁盘中有一个或多个金属盘片,它们以5400,7200或10800rpm(RPM =revolutions per minute 每分钟多少转 )的速度旋转。从边缘开始有一个机械臂悬在盘面上,这类似于老式黑胶唱片机上的拾音臂。信息卸载磁盘上的一些列的同心圆上,是一连串的2进制位(称为bit位),为了统计方法,8个bit称为一个字节bytes,1024bytes=1k,1024k=1M,1024M=1G,所以我们平时所说的磁盘容量最终指的就是磁盘能写多少个2进制位。

           

    每个磁头可以读取一段换新区域,称为磁道

    把一个戈丁手臂位置上所以的磁道合起来,组成一个柱面

    每个磁道划成若干扇区,扇区典型的值是512字节

    数据都存放于一段一段的扇区,即磁道这个圆圈的一小段圆圈,从磁盘读取一段数据需要经历寻道时间和延迟时间

    平均寻道时间:平均寻道时间是指MO磁光盘机在接收到系统指令后,磁头从开始移动到移动到数据所在磁道所需要的平均时间,它是指计算机在发出一个寻址命令,到相应目标数据被找到所需时间,单位为毫秒。

    平均延迟时间:机械臂到达正确的磁道后还必须等待旋转到数据所在的扇区下,这段时间称为延迟时间

    虚拟内存

    许多计算机支持虚拟内存机制,该机制使计算机可以运行大于物理内存的程序,方法是将正在使用的程序放入内存取执行,而暂时不需要执行的程序放到磁盘的某块地方,这块地方成为虚拟内存,在linux中成为swap,这种机制的核心在于快速地映射内存地址,由cpu中的一个部件负责,成为存储器管理单元(Memory Management Unit MMU)

     

     

     

    PS:从一个程序切换到另外一个程序,成为上下文切换(context switch),缓存和MMU的出现提升了系统的性能,尤其是上下文切换

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/Sargreis/p/6875190.html

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  • 磁盘转速速度为7200PRM,平均寻道时间为6ms,每磁道存储1MB数据。如果数据块大小为4KB,则读取一块数据时,数据平均传输速率为 背景知识 7200PRM = 7200r/min = 120r/s 1MB = 1024 * 1024B 4KB = 4 * 1024B 6ms = 0....
  • 腾讯题目——求磁头平均寻道长度

    万次阅读 多人点赞 2018-04-05 15:10:12
    若采用最短寻道时间优先算法,则平均寻道长度是多少? 133 58.3 57.7 70.9 解析: 移臂调度算法在于有效利用磁盘,保证磁盘的快速访问。移臂调度主要有以下几种算法: 先来先服务算法(FCFS):该算法只...
  • 最短寻道时间优先(SSTF,Shortest Seek Time First) ...但这种算法不能保证平均寻道时间最短。下图示出了按SSTF算法进行调度时,各种进程被调度的次序、每次磁头移动的距离,以及9次调度磁头平均移动的距离。 ...
  • 转自github 包含四种算法: 1.FIFO(先来先服务) 2.SSTF(最短寻道时间优先) 3.SCAN(扫描) 4.CSCAN(循环扫描)。
  • 分别采用先来先服务算法(FCFS),最短寻道时间优先算法(SSTF),扫描算法(SCAN),循环扫描算法(CSCAN),分别求总寻道长度和平均寻道长度? 解析: 移臂调度算法在于有效利用磁盘,保证磁盘的快速访问。移臂调度主要有...
  • 磁盘平均存取时间

    千次阅读 2019-12-15 14:34:47
    平均寻道时间与平均旋转延迟时间之和称为平均存取时间(average access time) 扇区 磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段,这些弧段便是磁盘的扇区. 扇区是磁盘最小的物理存储单元 磁盘簇(windows) windows 将相邻...
  • 最短寻道时间优先算法(SSTF)&&扫描算法(SCAN)

    万次阅读 多人点赞 2018-10-19 16:04:52
    最短寻道时间优先算法(SSTF) SSTF问题描述:SSTF算法选择调度处理的磁道是与当前磁头所在磁道距离最近的磁道,以使每次的寻找时间最短。当然,总是选择最小寻找时间并不能保证平均寻找时间最小,但是能提供比FCFS...
  • 该算法要求访问的磁道与当前磁头所在的距离你最近,使寻道时间最短 例如给数据90,58,55,39,38,18,150,160,184 平均寻道长度为27.5 原理见汤子瀛的《操作系统》第四版 p233页 首要的是分析如何才能找到第一个最接近...
  • 最短寻道时间优先(SSTF)

    千次阅读 2018-12-21 18:48:54
    从100号磁道开始 被访问的下一个磁道 移动距离(磁道数) 90 10 58 32 55 3 ... 平均寻道长度:27.5 #include<iostream> #include<algorithm&...
  • 可以对给出的任意的磁盘请求序列、计算平均寻道长度; 要求可定制磁盘请求序列长度、磁头起始位置、磁头移动方向。 测试:假设磁盘访问序列:98,183,37,122,14,124,65,67;读写头起始位置:53,方向:磁道...
  • 磁盘调度-最短寻道时间优先(SSTF)

    千次阅读 2018-09-30 19:19:57
    最短寻道时间优先:其要求访问的磁道与当前磁头所在的距离最近。 算法思想:首先排序,找出当前第一个大于等于当前磁头所在位置,设置两个指针,分别代表左右两个磁道号,比较两个磁道号大小即可得到离起始磁道最近...
  • 平均存取时间:平均存取时间由寻道时间(磁盘移动到目的磁道的时间)、旋转延迟时间(磁头定位到要读写扇区的时间)和传输时间(传输数据所花费的时间)三部分构成。由于寻道和找扇区的距离远近不一,因此前两部分通常取...
  • 最短寻道时间优先(SSTF)和扫描(SCAN)算法。理解各调度算法的工作原理 对给出的任意的磁盘请求序列、计算平均寻道长度;要求可定制磁盘请求序列长度、磁头起始位置、磁头移动方向。 测试:假设磁盘访问序列:98,...
  • 最短寻道时间优先算法(SSTF)

    千次阅读 2020-10-22 16:55:59
    当然,总是选择最小寻找时间并不能保证平均寻找时间最小,但是能提供比FCFS算法更好的性能。这种算法会产生“饥饿”现象。 优点 改善了磁盘平均服务时间。 缺点 优先级低的进程会发生“饥饿”现象。因为新进程请求...
  • 模拟实现磁盘调度算法:最短寻道时间优先(SSTF)和扫描(SCAN)算法。 实验步骤: 理解各调度算法的工作原理 对给出的任意的磁盘请求序列、计算平均寻道长度;要求可定制磁盘请求序列长度、磁头起始位置、磁头...
  • 模拟实现磁盘调度算法:最短寻道时间优先(SSTF)和扫描(SCAN)算法。实验步骤:理解各调度算法的工作原理对给出的任意的磁盘请求序列、计算平均寻道长度;要求可定制磁盘请求序列长度、磁头起始位置、磁头移动方向...
  • printf("磁盘的平均寻道长度为%d\n",Sum/i); }//FCFS int SSTF(DiskLine *L) {//最短寻道时间优先算法 DiskLine *L2; DiskLine *p,*q1,*q2; DiskLine *temp1,*temp,*temp2; int min,Sum = 0; //按照...
  • 平均存取时间 = 寻道时间 + 旋转延迟时间(磁头定位到所在扇区的时间)+ 传输时间 但是他在计算旋转延迟时间的时候需要将旋转一圈的时间 / 2,书上也没有解释为什么,于是我查了一下相关资料,给出如下解答。 ...
  • 影响硬盘性能的因素影响磁盘...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。2. 旋转延迟Trotation是指盘片旋转将请求数据所在的扇区移动到读写磁盘下方所需要的时间。旋转延迟取决于磁盘转速,...
  • 常用磁盘的性能参数

    2018-12-24 09:45:10
    传统磁盘本质上一种机械装置,如FC, SAS, SATA磁盘,转速通常为5400/7200/10K/15K rpm不等。影响磁盘的关键因素是磁盘服务时间,即...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。2,旋转延迟...
  • 早期的磁盘调度算法

    2020-07-24 16:05:57
    在访问磁盘的时间中,最主要的是寻道时间,因此,磁盘调度的目标是使磁道的平均寻道时间最少。 先来先服务(FCFS) 根据进程请求访问磁道的先后顺序进行调度。 最短寻道时间优先(SSTF) 算法选择这样的进程:要求...
  • 硬盘的工作原理 机械硬盘 机械手臂 用来读写数据 磁道 存储数据 扇区 一个扇区,规定了容量为512kb。电脑分C盘与D盘为了减少IO操作,减少数据寻找的时间,C盘的文件...寻找数据的时间=平均寻道时间+平均延迟时间=5...
  • 4.2 磁盘

    2021-03-10 11:15:39
    平均等待时间和传输时间都不能发生变化,唯一可以发生变化的就是平均寻道时间,磁盘调度的几种算法正好能减少平均寻道时间: 先来先服务算法(FCFS) 类似于先进先出算法: 就是按照各个作业进入系统的自然次序来调度...

空空如也

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平均寻道时间