磁盘驱动部件
磁盘驱动器
组成:读写头、控制器以及多个磁性盘片
磁盘的核心部件包括盘片、主轴、读写头、驱动臂装置以及控制器。
盘片
硬盘包括一个或多个盘片。
一个盘片有上下两面,都可以进行读写。
总容量=盘片个数*每个盘片容量
主轴
主轴固定所有盘片,并连接马达,恒速旋转。
读写头
每个盘片有2个读写头,上下面各一个。
驱动臂
所有盘片的读写头都连接到同一个驱动臂,并可以同时在盘片上移动位置。
控制器
一块电路板,包含一个微处理器、内存、电路以及固件。
固件控制马达电源和马达转速,还负责磁盘和主机间的通信,还控制激励器移动驱动臂,并切换不同读写头来控制读写操作,还能对数据访问进行优化处理。
物理磁盘的结构
磁道
盘面上一组同心环,从外向内由0开始编号。
扇区
每个磁道都被划分为更小的单元,称作扇区。
扇区是存储系统中可单独被寻址的最小单位。
一个扇区通常容量是512字节,除了存储用户数据,扇区里还要存储扇区号、磁头号或盘面号、磁道号等(称为元数据)。因此,未经格式化和已被格式化的磁盘容量会存在一个差值。
柱面
盘面上相同半径处的磁道组成的存储区域称为一个柱面。(一个完整的圆柱面)
柱面数=磁道数
分区位记录
目的:防止内外磁道扇区数相同时,靠外的磁道数据密度低,盘面的空间利用率低。
将磁道编号,划分为不同区域。同一区域的磁道划分相同个数扇区,不同区域的磁道,靠外的划分扇区多,靠内的划分扇区少。
注:离盘面中心越近的区域,数据传输速率越低。因此性能要求高的应用程序的数据应存储在靠外区域。
逻辑块寻址
早期利用物理地址,包含柱面、磁头、扇区编号。局限在于,操作系统必须知道每个正在使用磁盘的几何结构。
而逻辑块寻址(Logical Block Address,LBA)则使用线性地址访问物理块的数据。磁盘控制器将LBA地址转换为CHS地址,操作系统只需知道磁盘有多少物理块。逻辑块与物理块(扇区)之间的映射是1:1的。