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  • 硬盘

    2018-09-05 09:57:20
    一、什么是硬盘? 计算机的存储器分为两类,外部存储器和内部存储器。区别就是 内部:存储信息较快,但是断电之后存储的内容全部丢失。以内存条为例(所以内存...硬盘有数个盘片,每个盘片两个面,每个面一个磁头...
    一、什么是硬盘?

    计算机的存储器分为两类,外部存储器和内部存储器。区别就是
    内部:存储信息较快,但是断电之后存储的内容全部丢失。以内存条为例(所以内存条所说的4G是指运行内存)
    外部:存储信息较慢,但是电脑断电之后存储的内容不会丢失。以磁盘为例(磁盘所说的内存就是存储内存)。磁盘有分为硬盘和软盘。

    二、硬盘的结构

    这里写图片描述
    硬盘知识要点:

    1. 硬盘有数个盘片,每个盘片两个面,每个面一个磁头
    2. 盘片被划分为多个扇形区域即为扇区、
    3. 同一个盘片不同路径的同心圆为磁道
    4. 不同盘片相同半径的同心圆即为磁道
    5. 硬盘容量计算:柱面(磁道数)x扇区x磁头数x512byte
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  • 硬盘基础知识

    2014-06-08 21:06:00
    1.磁盘盘片 是储存数据信息的...即一个磁头对应一个磁面,一个硬盘几个可以存储数据的磁面就对应相同数量的磁头。 3.主轴组件 磁盘盘片安装在主轴上。硬盘工作时,主轴上的驱动电机驱动磁盘盘片高速旋转。 4....

    1.磁盘盘片

    是储存数据信息的载体,硬盘内含有一片或多片磁盘盘片,每片盘片都有两个面(磁面)可以存储数据。单碟或双碟就是指这个硬盘内有一个盘片或二个盘片。

    2.磁头组件

    磁头组件上有多个磁头,每个磁头用来读写对应磁面的数据。即一个磁头对应一个磁面,一个硬盘内有几个可以存储数据的磁面就对应有相同数量的磁头。

    3.主轴组件

    磁盘盘片安装在主轴上。硬盘工作时,主轴上的驱动电机驱动磁盘盘片高速旋转。

    4.着陆区

    硬盘在非工作状态时,磁头被放在磁盘盘片外专门设立的停靠斜坡上,就是着陆区。之前,磁头都是停在磁盘盘片上最靠近主轴处没有存储数据的“着陆区”,但该区域仍位于磁盘内部,一旦发生撞击仍会产生致命的碎屑。

    5.硬盘接口

    IDE(Integrated Drive Electronics)即电子集成驱动器,IDE 遵循的是ATA标准,是并口设备;

    SCSI(Small Computer System Interface)即小型计算机系统接口,是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术;

    SATA(Serial ATA)即串行ATA,是ATA标准的升级版本,是串口设备

    SAS(Serial Attached SCSI)即串行连接SCSI

    6.硬盘逻辑参数

    磁面(side):硬盘的每个盘片都有上、下两个盘面。按照由上至下的顺序从“0”开始依次编号

    磁道(Track):磁盘在格式化时被划分成许多同心圆轨迹。按照由外向内从“0”开始顺序编号

    柱面(Cylinder):所有磁面上的同一磁道构成的一个圆柱面。每个柱面上的磁头由上至下从“0”开始编号

    扇区(Sector):磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段(扇区)。在DOS中每扇区是128×2的2次方=512字节

    所谓硬盘的CHS,即Cylinder(柱面)、Head(磁头)、Sector(扇区),只要知道了硬盘的CHS的数目,即可确定硬盘的容量,硬盘的容量=柱面数*磁头数*扇区数*512B

    7.扇区编号

    绝对扇区:柱面/磁头/扇区与磁盘上每一个扇区有一一对应关系,通常DOS将“柱 面/磁头/扇区”这样表示法称为“绝对扇区”表示法。

    DOS扇区:所谓“相对扇区”或“DOS扇区”只是一个数字,如柱面140,磁头3,扇区4对应的相对扇区号为2757。该数字与绝对扇区“柱面/磁头/扇区”具有一一对应关系。

    DOS不能直接使用绝对扇区进行磁盘上的信息管理,

    使用相对扇 区编号时,DOS是从柱面0,磁头1,扇区1开始第一个 DOS扇区编号为0,该磁道上剩余的扇区编号为1到16(设每磁道17个扇区),然后是磁头号为2,柱面为0的17个扇区,形成的DOS扇区号从17到 33。直到该柱面的所有磁头。然后再移到柱面1,磁头1,扇区1继续进行DOS扇区的编号,即按扇区号,磁头号,柱面号(磁道号)增长的顺序连续地分配 DOS扇区号。

    注:柱面0,磁头0,扇区n没有DOS扇区编号,DOS下不能访问,只能调用BIOS访问

    9.主引导扇区与MBR

    主引导扇区:硬盘0号柱面,0号磁头的第一个扇区,大小为512字节,内容为MBR

    MBR(Master Boot Record):即硬盘的主引导记录,由三个部分组成

    主引导程序(boot loader):占446个字节 ,功能为扫描分区表查找活动分区,寻找活动分区的起始扇区,将活动分区的DBR读到内存,执行DBR的运行代码

    硬盘分区表DPT(Disk Partition table):占64个字节

    硬盘有效标志(55AA):占两个字节恒为55AA,表示结束符号

     

    10.Dos引导扇区

    Dos引导扇区:位于当前分区的第一个扇区,内容为DBR

    DBR(Dos Boot Record):即Dos引导记录,功能是完成操作系统的自举并将控制权交给操作系统,由两部分组成

    DOS引导程序:完成DOS系统文件(IO.SYS,MSDOS.SYS)的定位与装载

    BPB(BIOS参数块):位于DBR偏移0BH处,共13字节,用来描述本DOS分区的磁盘信息。包含逻辑格式化时使用的参数,可供DOS计算磁盘上的文件分配表,目录区和数据区的起始地址,BPB之后三个字提供物理格式化(低格)时采用的一些参数。引导程序 或设备驱动程序根据这些信息将磁盘逻辑地址(DOS扇区号)转换成物理地址(绝对扇区号)

     

    关于MBR和DBR的详细信息请点击此处

    11.扩展引导记录

    EBR(Extended Boot  Record):扩展分区中的每个逻辑驱动器都存在一个类似于MBR的扩展引导记录

    image

    转载于:https://www.cnblogs.com/uiui/p/3776757.html

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  • 硬盘的基本机构

    2020-11-22 14:03:38
    2、一个硬盘有个盘片,每个盘片分两面,每面按照同心圆划分为若干个磁道,每个磁道划分为多个扇区。 3、比如一个硬盘有个盘片,每个盘片分65536磁道,每个磁道分为1024个扇区,那么硬盘的容量就是22655361204512...

    1、硬盘的基本存储单位为扇区(Sector),每个扇区为512字节
    2、一个硬盘有多个盘片,每个盘片分两面,每面按照同心圆划分为若干个磁道,每个磁道划分为多个扇区。
    3、比如一个硬盘有两个盘片,每个盘片分65536磁道,每个磁道分为1024个扇区,那么硬盘的容量就是22655361204512=137438953472个字节(128GB)。
    4、由于不同磁盘的盘面大小周长不同,如果按照每个磁道有着相同数量的扇区,那个靠近圆心的位置磁道密度肯定大于外围的磁道密度,这样比较浪费空间。如果每个磁道扇区数量不同,这样计算起来又很麻烦。所以现代硬盘使用一种叫LBA(Logical Block Address)的方式,即整个磁盘中所有的扇区从0开始编号,一直到最后一个扇区,这个扇区编号叫做逻辑扇区号。逻辑扇区号抛弃了所有复杂的磁道、盘面之类的概念。当我们给出一个逻辑扇区号时,硬盘的电子设备会将其转换成实际的盘面、磁道等这些位置。

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  • 硬盘基本知识

    2019-05-14 19:03:05
    硬盘中一般会个盘片组成,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0面和...

    硬盘基本知识

    概述

    1.盘片(platter)

    2.磁头(head)

    3.磁道(track)

    4.扇区(sector)

    5.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:

     

    图1

    扇区 和 磁道

    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)

     

    图2

    磁头 和 柱面

    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

     

    图3

    磁盘容量计算

    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 <= 块/簇 <= page

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一个硬盘有4个盘片