软考复习之机械硬盘

机械硬盘管理

硬盘结构

硬盘内部是由许许多多的圆形盘片、机械手臂、 磁头与主轴马达所组成的

实际的数据都是写在具有磁性物质的盘片上头，而读写主要是通过在机械手臂上的磁头（head）来达成。 实际运行时， 主轴马达让盘片转动，然后机械手臂可伸展让磁头在盘片上头进行读写的动作。 另外，由于单一盘片的容量有限，因此有的硬盘内部会有两个以上的盘片

磁盘上的数据都存放于磁道上。磁道就是磁盘上的一组同心圆，其宽度与磁头的宽度相同。为了避免减小干扰，磁道与磁道之间要保持一定的间隔（inter-track gap），沿磁盘半径方向，单位长度内磁道的数目称之为道密度（道/英寸，TPI），最外层为0道。

沿磁道方向，单位长度内存储二进制信息的个数叫位密度。为了简化电路设计，每个磁道存储的位数都是相同的，所以其位密度也随着从外向内而增加。磁盘的数据传输是以块为单位的，所以磁盘上的数据也以块的形式进行存放。这些块就称为扇区（sector），每个磁道通常包括10~100个扇区。同样为了避免干扰，扇区之间也相互留有空隙（inter–sector gap）。柱面是若干个磁盘组成的磁盘组，所有盘面上相同位置的磁道组称为一个柱面（每个柱面有n个磁道）；若每个磁盘有m个磁道，则该磁盘组共有m个柱面。

通常数据的读写会由外圈开始往内写

磁盘容量

磁盘的非格式化容量为Cn=w×3.14×d×m×n,其中w为位密度，d为最内圈直径，m为记录面数，n为每面磁道数。
磁盘格式化后能够存储有用信息的总量。**存储容量=n×t×s×b,其中：n为保存数据的总盘面
数；t为每面磁道数；s为每道的扇区数；b为每个扇区存储的字节数。**

磁盘读取时间

磁盘的存取时间包括寻道时间和等待时间。寻道时间（查找时间，Seek Time）为磁头移动到目标磁道所需的时间（movabe–head disk），对于固定磁头磁盘而言，无须移动磁头，只需选择目标磁道对应的磁头即可。等待时间为等待读写的扇区旋转到磁头下方所用的时间。一般选用磁道旋转一周所用时间的一半作为平均等待时间。寻道时间由磁盘机的性能决定

磁盘的数据传输速率是指磁头找到地址后，单位时间写入或读出的字节数。R=TB/T,其中：TB为一个磁道上记录的字节数，T为磁盘每转一圈所需的时间，R为数据传输速率。