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分类: Oracle

2012-09-22 16:45:28

1. 存储原理
硬盘的工作原理是利用特定的磁粒子的极性来记录数据。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,再利用数据转换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。


温彻思特:“密封、固定并高速旋转的镀磁盘片、磁头沿盘片径向移动”是“温彻斯特”硬盘技术的精髓。

2. 组成原理

硬盘的物理组成:磁臂、磁头、盘片、盘面、传动轴、接口等
硬盘的逻辑组成:
磁道、扇区、柱面等。

磁臂:驱动磁头在盘片上不同的磁道间移动;
磁头:磁头读取飞速旋转的盘片上的磁道上的数据;
盘片:盘片上有磁性物质来记录数据,一般一块硬盘由多个盘片;
盘面:每一个盘片有上下两个盘面,每一个盘面对应一个磁头;
传动轴:带动多个盘片飞速的选择;
接口:数据通过接口进行传输;

磁道:盘片上不同半径的圆周称为磁道;
扇区:为了利于数据的读取,将磁道进行等分成一些弧段,我们得到了扇区;
柱面:多个盘片上相同半径的磁道一起组成了柱面;
注意:数据的读写是按柱面进行的,而不是按盘面进行的,因为这样可以多个盘面并行读写,可以提高读写效率。所以硬盘分区时也是按照柱面来进行的。


3. 读写时间
硬盘的读写时间一般可以分为三部分:
寻道时间:即磁头在不同的磁道间移动所花费的时间;
数据读写时间:在盘片飞速旋转时,磁头进行读写,所以时间的长短与盘片旋转速度有关;
传输时间:数据通过接口进行传输,所以传输时间与接口有关;
注意:三部分时间中,寻道时间占了硬盘读写时间的绝大部分。

4. 硬盘分类:
安装硬盘的接口,也就是传输方式的不同硬盘可以分类如下:
用于PC:
IDE:又称ATA,并行接口,我们拆开PC机器可以看到IDE硬盘的数据线有很宽的一排接口,因为他是并行接口的。目前基本被淘汰,只存在于旧PC上。

SATA:即serial ATA,即ATA串口化的硬盘。串口接口的硬盘占用主板空间小,干扰小,传输距离长,所以从并口发展到了串口。
目前有SATA2SATA3等用于PC。

用于SERVER:
SCSI:Small Computer System Interface。
SCSI接口具有应用范围广、多任务、大、CPU占用率低,以及热插拔等优点,但较高的价格使得它很难如IDE硬盘般普及,因此SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器和高档中。

SAS
SAS(Serial Attached SCSI)即串行化的SCSI,是新一代的SCSI升级技术,和现在流行的Serial ATA(SATA)相同,都是采用串行技术以获得更高的传输速度,并通过缩短连结线改善内部空间等。(较多用于服务器)

FC:fiber channel,光纤通道。光纤通道硬盘是为提高多硬盘存储系统的速度和灵活性才开发的,它的出现大大提高了多硬盘系统的通信速度。光纤通道的主要特性有:性、高速、、连接设备数量大等。
(较多用于服务器)

目前Oracle的存储一般用SAS和FC这两种硬盘比较多。用于SERVER的硬盘,硬盘的控制器中自带有CPU,这样可以不占用SERVER中央CPU的时间。而IDE、SATA硬盘则没有CPU,所以会导致中央CPU的等待。当然IDE、SATA的容量比SAS和FC的容量要大很多。价格也要便宜很多。

串口与并口:
IDE/ATA ====>>串行化====>> SATA (PC)
SCSI    ====>>串行化====>> SAS (SERVER)
FC:也是串口的。
串口接口的硬盘占用主板空间小,干扰小,传输距离长,所以从并口发展到了串口。并口数据线多,干扰大,传输距离短。

上面说的这些都是属于机械硬盘,现在固态硬盘开始出现。
固态硬盘(Solid State Disk、IDE FLASH DISK)用固态电子阵列而制成的硬盘,由和()组成。其实就是用U盘来作为硬盘使用。

固态硬盘的优点:
1、读写速度快。采用闪存作为存储介质,读取速度相对机械硬盘更快。固态硬盘不用磁头,寻道时间几乎为0,持续写入的速度非常惊人。
2、物理特性,低功耗、无噪音、抗震动、低热量 、体积小、工作温度范围大。固态硬盘没有机械马达和风扇,工作时噪音值为0分贝。基于闪存 的固态硬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)。内部不存在任何机械活动部件,不会发生机械故障,也不怕碰撞、冲击、振动。典型的硬盘驱动器只能在5到55摄氏度范围内工作。而大多数固态硬盘可在-10~70摄氏度工作。固态硬盘比同容量机械硬盘体积小、重量轻。

固态硬盘的缺点:

1、固态硬盘容易坏,擦写次数(P/E)有限。闪存完全擦写一次叫做1次P/E,因此闪存的寿命就以P/E作单位,像常见的32nm MLC闪存芯片的寿命就为5000-10000P/E。需要注意的是这里的P/E与我们常说的读取写入的概念不同,闪存完全写满再清除才算一个P/E。
2、
数据丢失不可恢复,要从损坏后的闪存芯片中数据恢复,从目前来讲几乎是不可能的。因为两者存储原理不同,固态硬盘删除文件时不是像机械硬盘那样仅仅删除文件的索引,而是全部删除。
3、越用越慢,固态硬盘使用闪存作为储存介质(怎么又是闪存),而闪存有个特性:必须先擦除之后才能再次写入数据,这一点和机械硬盘不同,机械硬盘可以直接在数据上面覆盖写入。
4、价格贵




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