1、第第2 2部分部分 硬盤邏輯結(jié)構(gòu)硬盤邏輯結(jié)構(gòu) 1.掌握硬盤的邏輯結(jié)構(gòu)2.了解硬盤的接口類型3.了解硬盤性能指標4.掌握硬盤尋址方式【教學(xué)重點】掌握硬盤的邏輯結(jié)構(gòu),掌握硬盤尋址方式【教學(xué)難點】掌握硬盤的邏輯結(jié)構(gòu),掌握硬盤尋址方式u 硬盤的邏輯結(jié)構(gòu)： 盤片 磁道 柱面 扇區(qū) 容量 尋址方式u 盤片 盤片是硬盤中承載數(shù)據(jù)存儲的介質(zhì)，硬盤是由多個盤片疊加在一起，互相之間由墊圈隔開。硬盤盤片是以堅固耐用的材料為盤基，其上在附著磁性物質(zhì)，表面被加工的相當(dāng)平滑。u 磁道 磁盤在格式化時被分成許多同心圓，這些同心圓軌跡叫做磁道（track).磁道從外向內(nèi)自0開始順序編號。硬盤的每一個盤面有300-1024個磁

2、道，新式大容量硬盤每面的磁道數(shù)就更多了。u 柱面 所有盤面上的同一磁道構(gòu)成一個圓柱，通常稱作柱面。每個圓柱上的磁頭，由上而下從“0”開始編號。數(shù)據(jù)的讀寫是按柱面進行的。即磁頭在讀寫數(shù)據(jù)時首先在同一柱面內(nèi)從“0”磁頭開始進行操作，依次向下在同一柱面的不同盤面即磁頭上進行操作。u 扇區(qū)操作系統(tǒng)是以扇區(qū)形式將信息存儲在硬盤上。每個扇區(qū)包括512字節(jié)的數(shù)據(jù)和一些其他信息。u 容量 硬盤的容量由盤面數(shù)（磁頭數(shù)）、柱面數(shù)、和扇區(qū)數(shù)決定，其計算公式為： 硬盤容量=盤面數(shù)*柱面數(shù)*扇區(qū)數(shù)*512字節(jié) 常用的容量單位有：KB、MB、GB、TB。u 柱面數(shù)：38913，磁頭數(shù)：255 扇區(qū)/磁道:63,求容量u

3、尋址方式硬盤存取、讀取數(shù)據(jù)，首先要做的就是尋址，即定位到數(shù)據(jù)所在的物理地址，在硬盤上就要找到對應(yīng)的柱面、磁頭以及對應(yīng)的扇區(qū)，那么怎么尋址呢？ 有兩種方式：CHS和LBA u CHS模式 就是C/H/S(Cylinder /Head/Sector)尋址模式，也稱為三維地址模式，這是硬盤最早采用的尋址模式。當(dāng)時硬盤的容量還非常小，硬盤盤片的每一條磁道都具有相同的扇區(qū)數(shù)，由此產(chǎn)生了所謂的3D參數(shù)(Disk Geometry)，即磁頭數(shù)(Heads)、柱面數(shù)(Cylinders)、扇區(qū)數(shù)(Sectors)，以及相應(yīng)的尋址方式。 u LBA在LBA方式下，系統(tǒng)把所有的物理扇區(qū)都按照某種方式或規(guī)則看作是一

4、個線性編號的扇區(qū)，即從0開始到某個最大值排列，把LBA作為一個整體看待，而不是具體的C/H/S值現(xiàn)在的硬盤控制器內(nèi)部都有一個地址譯碼器，由它負責(zé)將C/H/S參數(shù)轉(zhuǎn)換成LBA地址。 u IDE的本意實際上是指把控制器與盤體集成在一起的硬盤驅(qū)動器。u ATA ATA-1 ATA-2 ATA-3u SCSI（小型計算機系統(tǒng)接口）u SAS接口 SAS(Serial Attached SCSI)即串行連接SCSI，是新一代的SCSI技術(shù)，和現(xiàn)在流行的Serial ATA(SATA)硬盤相同，都是采用串行技術(shù)以獲得更高的傳輸速度，并通過縮短連結(jié)線改善內(nèi)部空間等。SAS是并行SCSI接口之后開發(fā)出的全新接

5、口。此接口的設(shè)計是為了改善存儲系統(tǒng)的效能、可用性和擴充性，并且提供與SATA硬盤的兼容性。 u 光纖通道接口 光纖通道技術(shù)具有數(shù)據(jù)傳輸速率高、數(shù)據(jù)傳輸距離遠以及可簡化大型存儲系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)點。目前，光纖通道支持每秒200MB的數(shù)據(jù)傳輸速率，可以在一個環(huán)路上容納多達127個驅(qū)動器，局域電纜可在25米范圍內(nèi)運行，遠程電纜可在10公里范圍內(nèi)運行。 (1)主軸轉(zhuǎn)速 (2)尋道時間(5)硬盤表面溫度 (6)道至道時間 (7)高速緩存 (8)全程訪問時間(9)最大內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率 (10)連續(xù)無故障時間(MTBF)(11)外部數(shù)據(jù)傳輸率 （）硬盤的主軸主軸轉(zhuǎn)速u 硬盤的主軸主軸轉(zhuǎn)速是決定硬盤內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率的決

6、定因素之一，它在很大程度上決定了硬盤的速度，同時也是區(qū)別硬盤檔次的重要標志 (2)尋道時間該指標是指硬盤磁頭磁頭移動到數(shù)據(jù)所在磁道而所用的時間，單位為毫秒(ms) （）硬盤表面溫度 u 該指標表示硬盤工作時產(chǎn)生的溫度使硬盤密封殼溫度上升的情況 （）道至道時間 u 該指標表示磁頭磁頭從一個磁道轉(zhuǎn)移至另一磁道的時間，單位為毫秒(ms)。 （）高速緩存 u 該指標指在硬盤內(nèi)部的高速存儲器。目前硬盤的高速緩存一般為16MB64MB，SCSI硬盤的更大。購買時應(yīng)盡量選取緩存為64MB的硬盤 （）全程訪問時間 u 該指標指磁頭磁頭開始移動直到最后找到所需要的數(shù)數(shù)據(jù)塊據(jù)塊所用的全部時間，單位為毫秒。 （）最大內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率 u 該指標名稱也叫持續(xù)數(shù)據(jù)傳輸率(sustained transfer rate)，單位為MB/s。它是指磁頭至硬盤緩存間的最大數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)傳輸率，一般取決于硬盤的盤片轉(zhuǎn)速和盤片線密度線密度(指同一磁道上的數(shù)據(jù)容量)。 （）連續(xù)無故障時間（MTBF）： u 該指標是指硬盤從開始運行到出現(xiàn)故障的最長時間，單位是小時。一般硬盤的MTBF