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  • 系统磁盘简介

    1、磁盘的内部结构:

      磁盘的内部结构主要包括:盘片、磁头、盘片主轴、控制电机、磁头控制器、数据转换器、磁盘接口、缓存等部分。所有的盘片都固定在一个旋转轴上,这个轴即盘片主轴。而所有的盘片之间是平行的,在每个盘片(一个盘片两个盘面)的每个存储面上都有一个磁头,磁头与盘片之间的距离比头发丝的直径小很多倍。所有的磁头(一个有效盘面就有一个磁头)连在一个磁头控制器上,由磁头控制器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向做径向运动(就是沿着半径由圆心到圆周线做直线运动),而盘片以每分钟数千转的速度在高速旋转,这样磁头就能对盘片上的指定位置进行数据的读写操作了。磁盘是非常精密的设备,震动、灰尘等是磁盘损坏的重要原因,所以磁盘需要密封,并且防止剧烈震动。

    2、磁头组件:

      读写磁头、传动手臂、传动轴;

      磁盘的转速代表磁盘的性能;5400 7200 

    3、磁盘读取数据的工作原理:

      利用特定的磁粒子(利用磁的极性,N/S)来记录数据。磁头在读取数据时,将磁粒子的不同极性转换成不同的电脉冲信号,再利用数据转化器将这些原始信号变成电脑可以使用的数据,写的操作正好与此相反。

      磁信号<==>电信号

    4、磁头驱动装置:

      磁盘的寻道是靠移动磁头,而非移动磁头则需要该装置驱动才能实现(机械操作)

      机械操作:机械的比较慢,寻道(可以理解为一开磁盘到另一块磁盘)

    5、磁盘片:

      盘片是磁盘存储数据的真正载体,磁盘盘片大多采用金属薄膜材料(也有玻璃材料),这种金属薄膜比软盘的不连续颗粒载体具有更高的存储密度、高剩磁及高矫顽力等优点。

    6、主轴组件:

      主轴组件包括如轴承和驱动电机等,随着磁盘容量的扩大和速度的提高,主轴电机的速度也在不断提升。液态轴承技术摩擦小、效率高。

      磁盘主轴的转数是衡量磁盘读写性能的重要参考之一。

    7、磁盘的接口类型:

      磁盘接口是磁盘与主机系统间的连接部件,作用是在磁盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的磁盘接口决定这磁盘与计算机之间的连接速度,在整个系统中,磁盘接口的优劣直接影响着程序运行快慢和系统性能好坏。

      磁盘接口:SATA(笔记本通常还是用,还有串口)、SCSI/SAS、光纤通道FC(只用于高端服务器上,价格昂贵)

      IDE:早期的家用,淘汰

      SCSI:早期的服务领域

      SATA:流行的家用领域

      FC:高端服务器

      接口是决定性作用,影响读取效率。

    8、选择机器需要考虑的因素,性能关注点

      (1)主轴转数

      (2)磁盘接口和类型

    9、SCSI磁盘与SCSI接口:

      SCSI的英文全称为“Small Computer System Interface”(小型计算机系统接口),和IDE(ATA)是完全不同的接口,IDE接口是普通PC的标砖接口,而SCSI并不是专门为磁盘设计的接口,是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。

      SCSI接口具有应用范围广、多任务、带宽大、COU占用率低、以及热插拔等优点。

    10、SAS磁盘与SAS接口:

      SAS是新一代的SCSI技术,和现在流行的SATA磁盘相同,都是采用串行技术以获得最高的传输速度,并通过缩短连接线改善内部空间等。SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口。

      SAS技术与SAS磁盘是人们希望发挥SATA与SCSI接口共同优势的基础上诞生的。

      SAS的优势:

      (1)SAS技术见底了磁盘阵列的成本:

      (2)串行接口让传输性能提高:

      (3)更好的扩展性能:

          SCSI接口的扩展性能一般,最多只能连接15个(单通道)或者30个(双通道)设备。而SAS接口结构有非常好的扩展能力,最多可以连接16384个磁盘设备。

      (4)安装更简单:

      (5)更好的兼容性:

      SAS技术是结合了SATA与SCSI两者的优点而诞生的,同时串行SCSI(SAS)是点到点的结构,因此除了提高性能之外,每个设备连接到指定的数据通路上提高了带宽,从而为数据传输与存取提供了必要保障。

    11、SSD磁盘:

      固态磁盘是由控制单元和存储单元(FLASH芯片)组成,简单的说就是用固态电子存储芯片阵列而制成的磁盘,固态磁盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通磁盘的相同,在产品外形和尺寸上也与普通磁盘一致。其芯片的工作温度范围很宽(-40~85℃)。

    12、SSD固态磁盘分类:

      固态磁盘的存储介质分为两种,一种是采用闪存(FLASH芯片)作为存储介质,另外一种是采用DRAM作为存储介质。

      固态磁盘与普通磁盘相比较的优点:

      (1)启动快:没有点击加速旋转的过程

      (2)读取延迟小:不用磁头,快速随机读取,读延迟极小。

      (3)碎片不影响读取时间:相对固定的读取时间。由于寻址时间与数据存储位置无关,因此磁盘碎片不会影响读取时间。

      (4)写入速度快:基于DRAM的固态磁盘写入速度极快。

      (5)无噪音:因为没有机械马达和风扇,工作时噪音值为0分贝。

      (6)发热量较低:低容量的基于闪存的固态磁盘在工作状态下能耗和发热量较低,但高端或大容量产品能耗会较高。

      (7)无机械故障:内部不存在啊任何机械活动部件,不会发生机械故障,也不怕碰撞、冲击、震动。数据的损失性能降到最小。

      (8)体积小重量轻、抗震动。

      SSD固态盘的缺点:成本高、容量低

      

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