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[教程资料] 计算机硬盘存储相关名词解释

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发表于 2013-12-20 21:29:18 | 显示全部楼层 |阅读模式
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硬盘的盘片是将磁粉附着在铝合金(新资料也有改用玻璃的)圆盘片的外表上制成的,这些磁粉波划分红被称作“磁道”的若干个同心圆。在每个同心圆的磁道上就仿佛有无数的任意排列着的小磁铁,它们分别代表0和1的状态。当这些小磁铁遭到来自磁头的磁力影响时,其徘列的方向会随之改变,利用磁头的磁力来控制指定的一些小磁铁的方向,使每个小磁铁都可以用来贮存信总。0盘片上的小磁铁越多。能存储的信息也越多。

硬盘的盘体由多个盘片(Platter)组成,这些盘片被重叠在一同,放在一个密封的盒中,它们在主轴电机的带动下以很髙的速度旋转,其每分钟转速达3600、4500、5400、7200、10000转等。在不同的硬盘内部,其盘片的数目不一样,少则两片,多则数十片。一个盘片有两个面,面的编号从fit方的盘片开始,朝上的一面标号为0,朝下的一面标号为1。第2个盘片朝上的一面标号为2,朝下为3,其它依此类推。硬盘每个盘片的每一面都有一个电磁读写磁头。

1、磁面(Side)
硬盘的磁面是指一个盘片的两个面。在硬盘中一个磁面对应一个读写磁头。所以,一般来说在对硬盘进行读写操作时不再称磁面0、磁面1、磁面2,而是称其为磁头0、磁头1、磁头2。

2、磁道(Track)
磁盘在格式化时波划分红许多同心圆,其同心圆轨迹亦称为磁道。第0面的最外层磁道编号为0面0道,另一面的最外层磁道编号为1面0道。磁道编码沿着磁面中心的方向增长,硬盘的磁面一般有3001024个以上的磁逆。

3、柱面(Cylinder)
在盘体中所有磁面半径相同的同心磁道就称为柱面,即每张磁盘上编号(位置)相同的磁道汇合,如图[Ghost Win7纯净版]所示[win7旗舰版系统下载]。在一般的状况下进行硬盘的逻辑盘容量划分时,常常采用柱面数面不采用磁道数。

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柱面是从最外圈柱面开始,当该柱面所有磁道用完后,再移至内圈的一个柱面,而不是先存完一张盘再存一张盘。同系列的硬盘的柱面数是一样的,但每个柱面包含的磁道数因磁头数而异,计算公式为:磁道数=磁头数x柱面数。如迈拓D740X,20GB型号由于只有一个磁头,所以一个柱面的容董是一个磁道,而80GB型号则是4个磁头,一个柱面的容置就是4个磁道。
以最外圈柱面为例,D740X的外圈磁道有837个扇区,按每扇区512Byte计算,20GB型号的最外圈柱面的容量为418.5kB,80GB型号的最外圈柱面容量为1674kB。也就是说假如连续存储500kB的数据,20GB的硬盘就要移动磁头进行道间寻道了,IK80GB的还不会,只是存在冏一柱面内磁头切换的延迟。人家可以这么觉得,80GB型号中一个柱面相当于20GB型号中的4个柱面,而同一柱面内的磁道切换速度通常要快于柱面间的切换,对提卨数据传输率更为有利。

4、扇区(Sector)
假如将每一个磁道视为一个圈环,再把该0环等分红若干个扇形小区,每一个扇形小区就是磁盘存取数据的最基本的单位一扇区。硬盘的磁面与柱面编号从0计起,而扇区则从1计起,每个磁道包含的扇区数相等。一个扇区的容董常常是512Byte,扇区的首部都包含有该扇区的唯一一地址标忐ID,扇区之间以空隙隔开,便于系统进行识别。
在每个磁道上划分扇区的多少,以及扇区在磁道内的编兮随介质的类型而不同。例如1.44MB的软盘有18个扇区,而大多数硬盘具有1763个以上扇区。

5、容量(Volume)
硬盘的容置由柱面数、磁头、磁面数和扇区数确定。假如每个扇区为512Byte,其计算公式为:
硬盘容量(Byte)=柱面数x磁头数x扇区数x512(Byte)
但是,当我们说硬盘的容董是多少兆字节(MB)或者多少千兆字节(GB)时,这其中所指的容董悄是通过转换得来的。其转换方法为:lkB=1024Byte,lMB=1024kB,1GB=1024MB或lkB=1000Byte,1MB=lOOOkB,1GB=1000MB。比较合理的计算方法应该是前者,但是硬盘消费厂商基本上邰S以后者的计总方法为单位的,甚至一些硬盘处理工具软件也采用后者的转换方法。例如DM等把10000Byte作为1MB,所以大多数软件将硬盘格式化后报告的容量可能比厂商所说的容量要低一些。在选购硬盘时,硬盘容量是我们首先要考虑的性能指标。

6、每分钟转速(RPM,RevolutionsPerMinute)
每分钟转速指硬盘主轴电机(用于带动磁盘)的转速。比方“5400RPM”就代表该硬盘中的主轴转速为7每分钟5400转(5400r/min)。工作时,磁盘在主轴电相咖带动F,卨速旋转,而磁头臂在音圈电机的控制下,在磁盘上方进行径向的移动,进行寻址。

7、均匀寻道时间(AverageSeekTime)
均匀寻道时间指硬盘接到读/写指令后到磁头移到指定的磁道(应该是柱面,怛对于具体磁头来说就是磁道)上方所需要.的均匀时间。假如没有特殊说明*般指读取时的寻道时间,单位为ms(毫秒)。除了均匀寻道时间外,还有道间寻道时间(TracktoTrack或CylinderSwitchTime)与全程寻道时间(FullTrack或FullStroke),前者是指磁头从当前磁道上方移至相邻磁道上方所需的时间,后者是指磁头从最外(或最内)圈磁道上方移至最内(或外)圈磁道上方所需的时间,基本上比均匀寻道时间多一倍。出于实际的工作状况,购置时我们一般只关怀均匀寻道时间。

8、均匀埋伏期(AverageLatency)
均匀埋伏期指当磁头移动到指定磁道后,要等多长时间指定的读/写扇区才会移动到磁头下方(盘片是旋转的),盘片转得越快,埋伏期越短。显然,同一转速的硬盘的均匀埋伏期是固定的,7200r/min的硬盘约为4.167ms,5400r/min的硬盘约为5.556ms。

9、均匀访问时间(AverageAccessTime)
均匀访问时间有称均匀存取时间,一般在厂商发布的规格中是不会提供的,-般是测试成果中的一项,其含义是指从读/写指令发出到第一笔数据读/写时所用的均匀时间,包栝了均匀寻道时间、均匀埋伏期与相关的外务操作时间(如指令处理),由于外务操作时间一般很短(一般在0.2ms左右),可疏忽不计,所以均匀访问时间可近似等于均匀寻道时间+均匀埋伏期,因此有称均匀寻址时间。假如一个5400r/min硬盘的均匀寻道时间是9ms,那么理论上它的均匀访问时间就是14.556ms。

10、数据传输率(DTR,DataTransferRate)
数据传输率的单位为MB/s(兆字节每秒,又称MBps)或Mbits/s(兆位每秒,又称Mbps)。DTR分为最大(Maximum)与持续(Sustained)两个指标,依据数椐交接方的同乂格外部与内部数据传输率。内部DTR是指磁头与缓冲区之间的数据传输率,外部DTR是指缓冲区与主机(即内存)之间的数据传输率。外部DTRh限憤取决于硬盘的接口,目前的UltraATA100接口(即代表外部DTR)最高理论值可达100MB/S,持续DTR则要看内部持续DTR的水平。内部DTR是硬盘的真正数据传输能力,为充分发挥内部DTR的作ffl,外部DTR理论值会比内部DTR高,俱内部DTR决定了外部DTR的实阮表现。由于磁盘中最外圈的磁道ft长,磁头在单位时间内比内圈的磁道划过更多的扇区,所以磁头在fi外圈时内部DTR最人,在最内降时内部DTR最小。

11、缓冲区容量(BufferSize)
很多人也称之为缓存(Cache)容董,单位为MB。在一些厂商材料中还被写为CacheBuffer.缓冲区的基本作用是均衡内部与外部的DTR。为了减少主机等候时间,硬盘会将读取的材料先存入缓冲区,等全部读完或缓冲区填满后再以接口速率快速向主相L&送。随着技术的发诚,厂商们后来为SCSI硬盘缓冲区增加了缓存功能。这主要表现在三个方面:
预取(Prefetch)。实验标明在典型状况下,至少50%的读取操作是连续读取。预取功能简单地说就是硬盘“私自”扩展读取范围,在缓冲区向主机发送指定扇区数据(即磁头已经读完指定扇区)之后,磁头接着读取相邻的若干个扇区数据并送入缓冲区,假如后面的读操作IH好指向已预取的相邻扇区,就直接从缓冲区中读取而不用磁头再寻址,提髙了访问速度。
写缓存(WriteCache)0通常状况下,在写入操作时,也足:先将数据写入缓冲区再发送到磁头,等磁头写入完成后再报告主机写入完成,主机才开始处理F—任务。而具备写缓存的硬盘则在数据写入缓存区后即向主机报告写入完成,让主机提早“解放”,开始处理其他事务(剩下的磁头写入操作主机不用等候),提高了整体效率。为了进一步提高效能,现在的厂商莲本都应用了分段式缓存技术(MultipleSegmentCache),将缓冲区划分红多个/jH用来存储不同的写入数据,而不用为小数据浪赀整个缓冲区空间,同时还可以等所有段写满后统一写入,性能更好。
读缓存(ReadCache)。将读取过的数据暂时保存在缓冲区中,假如主机再次需要.时可直接从缓冲区提供,提高读取速度。读缓存同样也可以利用分段技术,存储多个互不桕干的数据块,缓存多个已读数据,进一步提高缓存命中率。

12、噪音与温度(Noise&Temperature)
这两个属于非性能指标。对于噪音,以前厂商们并不在意,怛从2000年开始,由于市场的需要.(比方OEM厂商希望消费更安静的电脑以增加卖点),厂商开始采用各种手段来降低硬盘的工作噪音,ATA-5标准第三版也加入了自动声学(噪音)管理子集(AAM,AutomaticAcousticManagement),因而目前的所有新硬盘都支持AAM功能。硬盘的噪音主要来源于主轴电机与音圈电机,降嘆也是从这两点动手(盘片的增加也会增加噪音)。至于热量,其实每个厂商都有自己的标准,并宣称硬盘的表现是他们意料之中的,完全在安全范围之内,没有问题。这一点倒是不用祖心,不过关键在于硬盘是中的一个组成部分,它的高热会提高的整体温度,或许硬盘自身没事,怛可能四周的配件却已禁受不了,别的不说,假如是两个高热的硬盘安装得很严密,那么接受近乎于双倍的热量吗?所以硬盘的发热量依然需要.注意。

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