以前一直不能明白磁盘的具体物理结构是什么样的,今天总算是弄明白了,分享以下咯~
磁盘存储器主要由磁盘组和磁盘驱动器组成。磁盘组由若干个盘片组成,就是像好多个圆一样的东西,每个盘片有上下两个面,盘面上涂有光滑的磁性物质。以6片盘组为例,就是6个盘片为一个盘组,由于最顶上和最底下盘片的外侧面不能使用,所以总共只有10个面可用来保存信息,能够存储信息的盘面称为记录面。在记录盘面上有许多称为磁道的圆圈(就相当与一个大圆是由好多个圆环组成,圆环就是一个个的磁道),信息就记载在磁道上。磁盘驱动器由主轴和读写磁头组成,每个盘面都有一个读写磁头(主轴就是把6个盘面串起来的那根柱子)。
磁盘可分为固定磁盘和活动磁盘两种。固定磁盘的每个盘面的每一磁道上都有独立的磁头,他是固定不懂的,专门负责读写某一磁道上的信息。目前使用较多的是活动臂磁盘。
活动臂磁盘的磁头安装在一个可活动臂上,随着活动臂的活动,磁头可在盘面上做同步的径向移动,从一个磁道移动到另一个磁道,当盘面告诉旋转,磁道在读写头下通过时,便可进行信息的读写。
各记录盘面上半径相同的磁道合在一起称为一个柱面,柱面上各磁道在同一磁头位置下,即活动臂移动时,实际上是把这些磁头从一个柱面移动到另一个柱面。一个磁道内还可以分为若干段,称为扇段。因此,对磁盘存储来说,由大到小的存储单位是:盘片组,柱面,磁道,扇段。
下面分析一下对磁盘存储器进行一次存取所要执行的步骤及所需时间。当有多个磁盘组时,要首先选定某个磁盘组,这是由电子线路实现的,因而很快,确定磁盘组后,要确定信息所在的注卖弄,这需要使活动臂做机械动作,将磁头移到所需位置,由于是机械动作因此较慢,一般称这段时间为磁头定位时间或寻查时间,选定柱面后,要进一步确定数据所在的记录面之后,信息所在的磁道位置也就随之确定下来,最后要确定的就是所要读写的数据所在磁盘上的准确位置(例如在哪一段扇区),这时最好的额情况是刚好要读写的信息位置就在磁头下,可以立即可读,最坏的情况是所需 的信息刚刚从磁头下转过去,则需要等待一圈后才能读写,平均来讲需要等待半圈,通常将这段时间称为等待时间,最后为真正进行的读写操作。由于电信号传输速度远比磁盘的旋转速度块的多,因此在磁道旋转一周的时间内,总能够完成对数据的读写。
由以上分析克制,磁盘的存取时间是主要取决与寻查时间和等待时间。磁盘以2400~3600r/m的速度旋转,因此平均等待时间约为10ms~20ms,而平均寻查时间约为几毫秒至及时毫秒,这与CPU的处理速度相比而言,仍是很慢的,因此,在讨论外存的数据结构及其上的操作时,要尽量设法减少访问外存的次数,以提高磁盘存取效率。
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