電腦中的存儲倉庫——硬盤

         硬盤，電腦中存儲數據的倉庫，電腦中的必備硬件之一，具備存儲容量大，數據傳輸速率高，存儲數據能夠長期保存的特色。通常說來，不管哪一種硬盤，都是由盤片、磁頭、盤片主軸、控制電機、磁頭控制器、數據轉換器、接口、緩存等幾個部份組成。

如今的硬盤盤片通常都有5到8張，固然高檔點的達到十多張，盤片兩面均可存儲數據，每一個盤面都有一個磁頭，磁頭可沿盤片的半徑方向動做，而盤片以每分鐘數千轉到上萬轉的速度在高 速旋轉，這裏有必要說明一點，其實磁頭與盤面是沒有接觸的，它與盤面的距離爲零點幾微米，是咱們頭髮直徑的千分之一，這樣磁頭就能對盤片上的指定位置進行數據的讀寫操做。如今通常硬盤的緩存只有5—8MB。因爲硬盤是高精密儀器，須要輕拿輕放，塵埃是其大敵，因此必須徹底密封，一旦裏面有塵埃，那這硬盤也就報銷了，這也就是爲何咱們在買硬盤時，廠家都會有一年以上的質保的緣由之一。

       硬盤在邏輯上咱們分爲磁道，扇區，柱面。 磁盤在格式化時被劃分紅許多同心圓，這些同心圓軌跡叫作磁道（Track）。磁道從外向內從0開始順序編號。硬盤的每個盤面有300～1 024個磁道，新式大容量硬盤每面的磁道數更多。信息以脈衝串的形式記錄在這些軌跡中，這些同心圓不是連續記錄數據，而是被劃分紅一段段的圓弧，這些圓弧 的角速度同樣。因爲徑向長度不同，因此，線速度也不同，外圈的線速度較內圈的線速度大，即一樣的轉速下，外圈在一樣時間段裏，劃過的圓弧長度要比內圈 劃過的圓弧長度大。每段圓弧叫作一個扇區，每一個扇區的容量爲512字節，扇區從「1」開始編號，每一個扇區中的數據做爲一個單元同時讀出或寫入。一個標準的3.5寸硬盤盤面一般有幾百到 幾千條磁道。磁道是「看」不見的，只是盤面上以特殊形式磁化了的一些磁化區，在磁盤格式化時就已規劃完畢。 全部盤面上的同一磁道構成一個圓柱（這裏有必要說明一下，咱們前面說過硬盤裏的盤片是有不少張的，每個盤片被劃分紅扇區，而這些盤片的扇區就組成了柱面），一般稱作柱面（Cylinder），每一個圓柱上的磁頭由上而下從「0」開始編號。數據的讀/寫按柱面進行，即磁 頭讀/寫數據時首先在同一柱面內從「0」磁頭開始進行操做，依次向下在同一柱面的不一樣盤面即磁頭上進行操做，只在同一柱面全部的磁頭所有讀/寫完畢後磁頭 才轉移到下一柱面，由於選取磁頭只需經過電子切換便可，而選取柱面則必須經過機械切換。電子切換至關快，比在機械上磁頭向鄰近磁道移動快得多，因此，數據 的讀/寫按柱面進行，而不按盤面進行。也就是說，一個磁道寫滿數據後，就在同一柱面的下一個盤面來寫，一個柱面寫滿後，才移到下一個扇區開始寫數據。讀數 據也按照這種方式進行，這樣就提升了硬盤的讀/寫效率。

     爲何咱們的電腦用着用着就速度愈來愈慢了呢？這與咱們的硬盤碎片有關，那麼硬盤碎片是怎麼產生的呢？

上面的ASCII圖表示磁盤文件系統，因爲目前上面沒有任何數據文件，因此我把他表示成0。在圖的最上側和左側各有a-z 26個字母，這是用來定位每一個數據字節的具體位置，如第1行1列是aa,26行26列是zz。 咱們建立一個新文件，理所固然的，咱們的文件系統就產生了變化，如今是
  如圖所示：」內容表」(TOC)佔據了前四行,在TOC裏存貯着每件文件在系統裏所在的位置。 在上圖，TOC包括了一個名字叫hello.txt的文件，其具體內容是Hello,world，在系統裏的位置是ae到le。 接下來再新建一個文件
  如圖，咱們新建的文件bye.txt緊貼着第一個文件hello.txt。 如今我想在」Hello, World」後加上些感嘆號來表達我強烈的感情，如今的問題是：在這樣的系統上，文件所在的行就沒有地方讓我放這些感嘆號了，由於bye.txt佔據了剩下的位置。
       如今有倆個方法能夠選擇，可是沒有一個是完美的， 1.咱們從原位置刪除文件，從新建個文件從新寫上」Hello, World!!」. –這就無心中延長了文件系統的讀和寫的時間。2.打碎文件，就是在別的空的地方寫上感嘆號，也就是」身首異處」–這個點子不錯，速度很快，並且方便，可是，這就同時意味着大大的減慢了讀取下一個新文件的時間。
 這裏所說的方法二就像是咱們所用的windows系統的存儲方式，每一個文件都是緊挨着的，但若是其中某個文件要更改的話，那麼就意味着接下來的數據將會被放在磁盤其餘的空餘的地方。 若是這個文件被刪除了，那麼就會在系統中留下空格，長此以往，咱們的文件系統就會變得支離破碎，碎片就是這麼產生的。因此咱們頗有必要定時清理下磁盤碎片，固然也不要太頻繁了，兩三個月清理一次就好了，太頻繁反而對硬盤以必定的影響。