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  • 硬盘盘片的物理结构与分区规划...一个扇区的大小为512字节,一个整圆环为一个磁道,一个磁道上若干个扇区,所以我们不难看出,越靠外的磁道上的单个扇区其体积越大,换句话就是其密度越小,由于硬盘是机械传动,所...

    硬盘盘片的物理结构与分区规划使用

    分区并格式化后的硬盘是以扇区为基本单位的,一个分区是由若干个扇区构成。那什么是扇区呢?我们都知道磁盘在工作时是转动的,它所存储的信息是按一系列同心圆记录在其表面上的,每一个同心圆称为一个磁道。一个扇区的大小为512字节,一个整圆环为一个磁道,一个磁道上有若干个扇区,所以我们不难看出,越靠外的磁道上的单个扇区其体积越大,换句话就是其密度越小,由于硬盘是机械传动,所以磁头对其的寻找、读、写速度也就越快,分区的分布也是从外圈向内圈的,所以C盘相对于D盘等要靠外,这就是为什么我们感觉C盘比DE等分区要快的原因。

    1、把操作系统装在C盘上并把IEfoxmailICQQQFlashGet、超级兔子、播放器软件以及一些看图软件等常用小型软件也安装在C盘上。如果您使用诸如Office之类的微软大型软件的话,也要将其安装到C盘上。当然,由于我们并不会用到其中的全部功能,所以要定制安装那些有用的部分以节省C盘空间!然后把虚拟内存设置到D盘上(只是暂时的^_^)后再使用系统自带的磁盘碎片整理程序把C盘整理一下。

    2、使用优化大师"之类的系统修改软件把"我的文档""上网缓冲""上网历史""收藏夹"等经常要进行写、删操作的文件夹设置到D盘上来尽量避免其它分区产生磁盘碎片而降低硬盘性能!

    3、把各种应用软件安装到E盘,至于游戏可装在F盘,G盘用来存放影音文件。

     

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  • 为了理解硬盘盘片的组成结构。在理解磁盘盘片结构后,助于我们理解磁盘命令,如fdisk(8)等,中使用的术语;助于我们理解数据在磁盘中的分布方式;可以增强我们进行“高逼格”磁盘操作的自信心;理解在进行某些...

    内容简介

    我们为什么要整理这篇笔记呢?为了理解硬盘盘片的组成结构。在理解磁盘盘片结构后,有助于我们理解磁盘命令,如fdisk(8)等,中使用的术语;有助于我们理解数据在磁盘中的分布方式;可以增强我们进行“高逼格”磁盘操作的自信心;理解在进行某些磁盘操作时发生哪些动作。所以说还是有必要的理解磁盘盘片结构。

    该笔记将介绍:磁盘盘片结构,并简单介绍磁盘组成结构(我们的关注重点为磁盘盘片结构)。

    盘片的物理组成

    盘片(PLATTER)为圆形金属盘,安装在硬盘内部的主机电轴上。部分硬盘包含多个盘片,以在有限空间内提供更多数据存储。

    盘片有由铝(或玻璃)基板做成的芯,覆有氧化铁或钴合金制成的薄层。在基板的两侧,通过特别的制造技术沉积很薄的涂层,这个薄涂层就是数据存储的地方,称为介质层。当磁介质应用到基板表层时,会涂有薄润滑的保护层,以保护介质层。这复杂的三层介质如下:

    基板(底层材料)

    基板(底层材料)用于形成磁盘的形状,也是介质层沉积的地方,除此之外无特殊用途。通常使用铝合金作为盘片的基板,在早期很成功。随着技术进步,针头与盘片距离缩短,盘片转速更高,因此需要新材料来替代铝合金。玻璃盘片用来替代铝制盘片,它们更加稳定、质量更好、盘片更薄。

    介质层

    基板用于形成磁盘的形状,而介质层则沉积在基板上。它是应用在基板表面的磁性材料薄涂层,也是数据保存的地方,其厚度仅壹英寸的百万分之几。

    采用“特殊技术”将磁性材料沉积在基板上。基板两面都涂有该薄涂层,通常通过称为磁控溅射的真空蒸镀(我们也不懂,看着翻译的)。另外壹种方法是电镀法,类似于用在电镀饰品中的过程。

    注意,盘片的两面都涂有介质层,也就是说盘片的两面都可以存储数据。(注意,这点会影响我们对其他内容的理解)

    保护层

    在介质层上,涂有超薄、防护的、润滑的保护层。它用于保护磁盘免于由于意外磁头接触“磁头碰撞”异物进入磁盘而带来的损坏。

    盘片的特定结构

    为了维护有组织的盘片以及取回数据,盘片被组织成“特定结构”。这种“特定结构”不是盘片的物理组成,而是逻辑划分方法。这些特定结构包括轨道(Track)、扇区(Sector)、簇(Cluster)。

    轨道(Track)、磁柱(Cylinder)

    每个盘片被分成数千个紧凑的同心圆,像树的年轮,称为轨道(Track)。保存在磁盘中的所有信息,都记录在轨道中。轨道值在最外侧从零开始,推移到最内测。每个轨道可以容纳大量数据。

    轨道是磁盘驱动器中数据的物理分区。在驱动器中单个碟片上的轨道数量恰好等于驱动器的磁柱数量。

    一个磁盘有多少轨道?这个完全取决于厂商对硬盘的布局。
    How many tracks does a modern harddisk have?
    number of tracks

    磁柱(Cylinder),由多个盘片上的“相同位置”(相同轨道值)的轨道组成,它是磁盘分区的最小单位。

    扇区(Sector)

    轨道被分割成数千个很小的单元,称为扇区(Sector)。在硬盘上,扇区是数据存储的基本单元,每个扇区可容纳数据超过512字节。少许附加字节用于控制结构与错误校验。

    大小:传统的硬盘是一个扇区是512字节,在 CD-ROM 中是2048字节,在新一点的硬盘中使用 4096 字节的扇区。

    扇区的组成:在现代的磁盘中,每个物理扇区由两部分组成:
    1)头部,包含驱动器和控制器使用的信息。
    2)数据区域,用于保存数据。我们常说“扇区为 512 字节”,只是指扇区的数据区域。

    簇(Cluster)

    在硬盘上,每个分区细分为簇(Cluster)。簇是在硬盘上存储的最小的可能单元。簇大小取决于两样东西:分区大小;在分区上的文件系统。将扇区组织在壹起形成簇。

    其他内容

    容量计算

    因此「机械磁盘」的容量计算公式是:
    1)碟片扇区数 * 扇区容量 * 碟片数
    2)磁盘读/写磁头数量 * 每个磁头负责的磁柱数量 * 每个磁柱所含有的磁区数量 * 磁区容量

    每个「Partition entry」是16字节,它的单位是扇区,每个扇区512字节,因此总字节数就是:512 x 2 ^ 16 x 8
    在 PC XT 时代的硬盘技术产品,分区表使用柱面、磁头、扇区(CHS寻址)单元细分存储介质。这些值不再与现代磁盘驱动器中的名称相对应,也与其他设备无关,例如固态驱动器,这些设备实际上没有圆柱或磁头。

    参考文献

    WikiNotes/硬盘盘片的结构
    Wikipedia/Track (disk drive)
    Wikipedia/Data cluster
    Wikipedia/Disk sector
    Physical structure of a hard disk - Master partition table step by Part 1
    “blocks” column in output of fdisk
    鸟哥的linux私房菜/Linux 磁盘与硬件管理/物理组成

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  • 机械硬盘是一种采用磁介质的数据存储设备,数据存储在密封于洁净的硬盘驱动器内腔的若干个磁盘片上。这些盘片一般是在以铝为主要成分的...在每一面上都相应地有一个读写磁头(head),所以不同磁头的所有相同位置的...

    机械硬盘是一种采用磁介质的数据存储设备,数据存储在密封于洁净的硬盘驱动器内腔的若干个磁盘片上。这些盘片一般是在以铝为主要成分的片基表面涂上磁性介质所形成,在磁盘片的每一面上,以转动轴为轴心、以一定的磁密度为间隔的若干个同心圆就被划分成磁道(track),每个磁道又被划分为若干个扇区(sector),数据就按扇区存放在硬盘上。在每一面上都相应地有一个读写磁头(head),所以不同磁头的所有相同位置的磁道就构成了所谓的柱面(cylinder)。传统的硬盘读写都是以柱面、磁头、扇区为寻址方式的(CHS寻址)。硬盘在上电后保持高速旋转(5400转/min以上),位于磁头臂上的磁头悬浮在磁盘表面,可以通过步进电机在不同柱面之间移动,对不同的柱面进行读写。所以在上电期间如果硬盘受到剧烈振荡,磁盘表面就容易被划伤,磁头也容易损坏,这都将给盘上存储的数据带来灾难性的后果。

    初买来一块硬盘,我们是没有办法使用的,你需要将它分区、格式化,然后再安装上操作系统才可以使用,我们一般要将硬盘分成主引导扇区、操作系统引导扇区、FAT、DIR和Data等五部分(其中只有主引导扇区是唯一的,其它的随你的分区数的增加而增加)

    1)主引导扇区

    主引导扇区位于整个硬盘的0磁道0柱面1扇区,包括硬盘主引导记录MBR(Main Boot Record)和分区表DPT(Disk Partition Table),并对其合法性进行判断(扇区最后两个字节是否为0x55AA或0xAA55 )。其中主引导记录的作用就是检查分区表是否正确以及确定哪个分区为引导分区,并在程序结束时把该分区的启动程序(也就是操作系统引导扇区)调入内存加以执行。至于分区表,很多人都知道,以80H或00H为开始标志,以55AAH为结束标志,共64字节,位于本扇区的最末端。值得一提的是,MBR是由分区程序(例如DOS 的Fdisk.exe)产生的,不同的操作系统可能这个扇区是不尽相同。如果你有这个意向也可以自己去编写一个,只要它能完成前述的任务即可,这也是为什么能实现多系统启动的原因

    2)操作系统引导扇区

    OBR(OS Boot Record)即操作系统引导扇区,通常位于硬盘的0柱面1磁头1扇区(这是对于DOS来说的,对于那些以多重引导方式启动的系统则位于相应的主分区/扩展分区的第一个扇区),是操作系统可直接访问的第一个扇区,它也包括一个引导程序和一个被称为BPB(BIOS Parameter Block)的本分区参数记录表。其实每个逻辑分区都有一个OBR,其参数视分区的大小、操作系统的类别而有所不同。引导程序的主要任务是判断本分区根目录前两个文件是否为操作系统的引导文件(例如windows的IO.SYS和MSDOS.SYS)。如是,就把第一个文件读入内存,并把控制权交予该文件。BPB参数块记录着本分区的起始扇区、结束扇区、文件存储格式、硬盘介质描述符、根目录大小、FAT个数、分配单元(Allocation Unit,以前也称之为簇)的大小等重要参数。OBR由高级格式化程序产生

    3)文件分配表 FAT

    FAT(File Allocation Table)即文件分配表,是DOS/Win9x系统的文件寻址系统,为了数据安全起见,FAT一般做两个,第二FAT为第一FAT的备份, FAT区紧接在OBR之后,其大小由本分区的大小及文件分配单元的大小决定。关于FAT的格式历来有很多选择,Microsoft 的DOS及Windows采用我们所熟悉的FAT12、FAT16和FAT32格式,但除此以外并非没有其它格式的FAT,像Windows NT、OS/2、UNIX/Linux、Novell等都有自己的文件管理方式。

    4)目录区 DIR

    DIR是Directory即根目录区的简写,DIR紧接在第二FAT表之后,只有FAT还不能定位文件在磁盘中的位置,FAT还必须和DIR配合才能准确定位文件的位置。DIR记录着每个文件(目录)的起始单元(这是最重要的)、文件的属性等。定位文件位置时,操作系统根据DIR中的起始单元,结合FAT表就可以知道文件在磁盘的具体位置及大小了。在DIR区之后,才是真正意义上的数据存储区,即DATA区

    5)数据区 DATA

    DATA虽然占据了硬盘的绝大部分空间,但没有了前面的各部分,它对于我们来说,也只能是一些枯燥的二进制代码,没有任何意义。在这里有一点要说明的是,我们通常所说的格式化程序(指高级格式化,例如DOS下的Format程序),并没有把DATA区的数据清除,只是重写了FAT表而已,至于分区硬盘,也只是修改了MBR和OBR,绝大部分的DATA区的数据并没有被改变,这也是许多硬盘数据能够得以修复的原因。但即便如此,如MBR/OBR/FAT/DIR之一被破坏的话,也足够咱们那些所谓的DIY老鸟们忙乎半天了……需要提醒大家的是,如果你经常整理磁盘,那么你的数据区的数据可能是连续的,这样即使MBR/FAT/DIR全部坏了,我们也可以使用磁盘编辑软件(比如DOS下的DiskEdit),只要找到一个文件的起始保存位置,那么这个文件就有可能被恢复(当然了,这需要一个前提,那就是你没有覆盖这个文件……)

    MBR硬盘分区结构图

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    原标题:你知道电脑硬盘是怎么工作的吗?没关系让我告诉你

    电脑总是需要记录与读取数据的,而这些数据当然不可能每次都由用户经过键盘来打字,所有就需要有存储设备。电脑上面的存储设备有:硬盘、软盘、MO、CD、DVD、磁带机、U盘、还有新一代的蓝光光驱等,乃至于大型计算机的局域网络存储设备(SAN或NAS)等,都是可以用来存储数据的,而其中最常见的应该就是硬盘了吧!

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    网络存储设备硬盘

    第一:首先介绍一下硬盘的物理组成

    大家都应该看过硬盘吧!硬盘依据桌面与移动电脑而分为3.5英寸与2.5英寸的大小。我们以台式电脑使用的3.5英寸的硬盘来说明。硬盘其实是由许多的圆形碟片、机械手臂、磁头与主轴马达所组成的,整个内部下图所示:

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    机械手臂

    实际的数据都是写在具有实际磁性物质的碟片上面,而读写主要是通过在机械手臂上的磁头来完成。实际运行时,主轴马达让碟片转动,然后机械手臂可伸展让磁头在上面进行读写的操作。

    第二 :碟片上的数据

    既然数据都是写入碟片的,那么碟片上面的数据又是如何写入的呢?其实碟片上面的数据有点像图中所示。

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    碟片上的数据格式

    由于碟片是圆的,并且通过机器手臂去读写数据,碟片要转动才能够让机器手臂读写。因此,通常数据写入当然就是以圆圈转圈的方式读写。所以,当初设计就是在类似碟片同心圆上面切出一个一个的小区块,这些小区块整合成一个圆形,让机器手臂上的磁头去读写。这个小区快就是磁盘的最小物理存储单位,称之为扇区,同一个同心圆的扇区组合成的圆就是所谓的磁道。由于磁盘里面可能会有多个碟片,因此在所有碟片上面的同一个磁道可以组合成所谓的柱面。

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    碟片

    我们知道同心圆外圈的圆比较大,占用的面积比内圈多。所以,为了合理使用这些空间,外圈的会有更多的扇区,就如同图示的一样。此外,当碟片转一圈时,外圈的扇区数量比较多,因此如果数据写入在外圈,转一圈能够读写的数据量当然比内圈还要多。因此通常数据的读写会由外圈开始往内写,这就是默认方式。

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    碟片与存储

    另外,原本的扇区都是设计成512B的大小,但因为近期来硬盘的容量越来越大,为了减少数据量的拆解,所以目前绝大部分的高容量硬盘已经使用了4KB大小的扇区设计,购买的时候要注意以下。也因为这个扇区设计的不同,因此在磁盘的分区方面,目前有旧式的MBR模式(MS-DOS兼容模式),以及较新的GPT模式。在较新的GPT模式下,磁盘的分区通常使用扇区号码来划分,跟过去旧的MS-DOS是通过柱面号码来划分的不同。返回搜狐,查看更多

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