磁盤的工做原理

磁盤的結構與參數

這裏講的主要是網上所謂的老式磁盤，它是由一個個盤片組成的，咱們先從個盤片結構講起。如圖1所示，圖中的一圈圈灰色同心圓爲一條條磁道，從圓心向外畫直線，能夠將磁道劃分爲若干個弧段，每一個磁道上一個弧段被稱之爲一個扇區（圖踐綠色部分）。扇區是磁盤的最小組成單元，一般是512字節。

 圖1 老式磁盤一個盤片的結構 

 圖2 老式磁盤的總體結構 

圖2展現了由一個個盤片組成的磁盤立體結構，一個盤片上下兩面都是可讀寫的，圖中藍色部分叫柱面（cylinder）。

 

磁盤的常見參數以下：

磁頭（head）、磁道（track）、柱面（cylinder）、扇區（sector）、圓盤（platter）

 存儲容量 ＝ 磁頭數 × 磁道(柱面)數 × 每道扇區數 × 每扇區字節數  

圖2中磁盤容量 = 6*7*12*512KB = 258 048KB = 252M

下面講一下現代磁盤，在老式磁盤中，儘管磁道周長不一樣，但每一個磁道上的扇區數是相等的，越往圓心扇區弧段越短，但其存儲密度越高。不過這種方式顯然比較浪費空間，所以現代磁盤則改成等密度結構，這意味着外圍磁道上的扇區數量要大於內圈的磁道，尋址方式也改成以扇區爲單位的線性尋址。爲了兼容老式的3D尋址方式，現代磁盤控制器中都有一個地址翻譯器將 3D 尋址參數翻譯爲線性參數。

 圖3 一張Linux的分區表 

如圖3所示，在Linux中是以柱面爲單位來分區的。這裏分區大小除以Blocks數的值約1024說明，在磁盤上讀寫時的最小單位是1024字節----這是我猜的。

 

 存取時間 = 尋道時間 + 等待時間 （平均定位時間+轉動延遲）

尋道時間是指磁頭移動到軌道所需的時間，等待時間爲等待讀寫的扇區轉到磁頭下方所用的時間

 栗子1 

解析：爲了助於理解，畫圖以下

      

 

該磁盤分爲11個扇區，因旋轉週期33ms,即通過每個扇區耗時3ms,從R0開始，到R0結束，須要3秒，讀取完畢後，放入單緩存區處理這些數據，通過3秒處理完畢，此時磁頭已經處在R1結束位置,此時耗時（3ms+3ms）;判斷是否讀取完畢，沒有讀取完繼續，通過10個扇區，到R1開始位置，耗時30秒，開始讀取至讀取完畢，耗時6秒，判斷是否讀取完畢，沒有讀取完繼續，一直到R11處理完畢。結束！！

 總耗時爲 ：

(3ms+3ms)+(30ms+3ms+3ms)*10 =366ms

優化後，做圖以下：

優化後，R0從開始處處理完畢，耗時6ms, 此時已到R1位置，繼續讀取處理R1，耗時6ms，一直到R10，

優化後耗時：

(3ms + 3ms)*11 = 66ms

 

參考博客 http://www.cnblogs.com/joydinghappy/articles/2511948.html