磁盘的工做原理

磁盘的结构与参数

这里讲的主要是网上所谓的老式磁盘，它是由一个个盘片组成的，咱们先从个盘片结构讲起。如图1所示，图中的一圈圈灰色同心圆为一条条磁道，从圆心向外画直线，能够将磁道划分为若干个弧段，每一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，一般是512字节。

 图1 老式磁盘一个盘片的结构 

 图2 老式磁盘的总体结构 

图2展现了由一个个盘片组成的磁盘立体结构，一个盘片上下两面都是可读写的，图中蓝色部分叫柱面（cylinder）。

 

磁盘的常见参数以下：

磁头（head）、磁道（track）、柱面（cylinder）、扇区（sector）、圆盘（platter）

 存储容量 ＝ 磁头数 × 磁道(柱面)数 × 每道扇区数 × 每扇区字节数  

图2中磁盘容量 = 6*7*12*512KB = 258 048KB = 252M

下面讲一下现代磁盘，在老式磁盘中，尽管磁道周长不一样，但每一个磁道上的扇区数是相等的，越往圆心扇区弧段越短，但其存储密度越高。不过这种方式显然比较浪费空间，所以现代磁盘则改成等密度结构，这意味着外围磁道上的扇区数量要大于内圈的磁道，寻址方式也改成以扇区为单位的线性寻址。为了兼容老式的3D寻址方式，现代磁盘控制器中都有一个地址翻译器将 3D 寻址参数翻译为线性参数。

 图3 一张Linux的分区表 

如图3所示，在Linux中是以柱面为单位来分区的。这里分区大小除以Blocks数的值约1024说明，在磁盘上读写时的最小单位是1024字节----这是我猜的。

 

 存取时间 = 寻道时间 + 等待时间 （平均定位时间+转动延迟）

寻道时间是指磁头移动到轨道所需的时间，等待时间为等待读写的扇区转到磁头下方所用的时间

 栗子1 

解析：为了助于理解，画图以下

      

 

该磁盘分为11个扇区，因旋转周期33ms,即通过每个扇区耗时3ms,从R0开始，到R0结束，须要3秒，读取完毕后，放入单缓存区处理这些数据，通过3秒处理完毕，此时磁头已经处在R1结束位置,此时耗时（3ms+3ms）;判断是否读取完毕，没有读取完继续，通过10个扇区，到R1开始位置，耗时30秒，开始读取至读取完毕，耗时6秒，判断是否读取完毕，没有读取完继续，一直到R11处理完毕。结束！！

 总耗时为 ：

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

优化后，做图以下：

优化后，R0从开始处处理完毕，耗时6ms, 此时已到R1位置，继续读取处理R1，耗时6ms，一直到R10，

优化后耗时：

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

 

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