关于机械硬盘的两个重要知识点!!!
1:數據是按 "柱面" 存取的!
? ? ? ?磁盤的數據讀/寫一般是按柱面進行的,即讀/寫數據時首先在同一柱面內從“0”磁頭開始進行操作,依次向下在同一柱面的不同盤面即不同磁頭上進行操作,只有當同一柱面所有的磁頭全部讀/寫完畢后,磁頭才轉移到下一柱面(即尋道)。
? ? ? ?因為切換磁頭只需通過電子設備切換即可,而切換柱面則必須通過機械設備切換。電子磁頭間的切換比機械磁頭向臨近磁道或柱面切換要快的多。所以,數據的讀/寫按柱面進行,而不按盤面進行。也就是說,一個磁道寫滿數據后,就在同一柱面的下一個盤面的相同半徑磁道來寫,一個柱面寫滿后,才移到下一個柱面開始寫數據。讀數據也按照這種方式進行,這樣就大大提高了磁盤的讀/寫效率。
2:存取數據是怎樣耗時的?
? ? ? ?一次磁盤讀寫操作的時間由尋找(尋道)時間、延遲時間和傳輸時間決定:?
? ? ? ?1) 尋找時間Ts:活動頭磁盤在讀寫信息前,將磁頭移動到指定磁道所需要的時間。這個時間除跨越n條磁道的時間外,還包括啟動磁臂的時間s,即:Ts = m * n + s。式中,m是與磁盤驅動器速度有關的常數,約為0.2ms,磁臂的啟動時間約為2ms。
? ? ? ?2)延遲時間Tr:磁頭定位到某一磁道的扇區(塊號)所需要的時間,設磁盤的旋轉速度為r,則:Tr = 1 / (2 * r)。對于硬盤,典型的旋轉速度為5400r/m,相當于一周11.1ms,則Tr為5.55ms;對于軟盤,其旋轉速度在300~600r/m之間,則Tr為50~100ms。
? ? ? ?3) 傳輸時間Tt:從磁盤讀出或向磁盤寫入數據所經歷的時間,這個時間取決于每次所讀/寫的字節數b和磁盤的旋轉速度:Tt = b / (r * N)。式中,r為磁盤每秒鐘的轉數;N為一個磁道上的字節數。
? ? ? ?在磁盤存取時間的計算中,尋道時間與磁盤調度算法相關,下面將會介紹分析幾種算法,而延遲時間和傳輸時間都與磁盤旋轉速度相關,且為線性相關,所以在硬件上,轉速是磁盤性能的一個非常重要的參數。
? ? ? ?總平均存取時間Ta可以表示為:Ta = Ts + Tr + Tt。
? ? ? ?雖然這里給出了總平均存取時間的公式,但是這個平均值是沒有太大實際意義的,因為在實際的磁盤I/O操作中,存取時間與磁盤調度算法密切相關。調度算法直接決定尋找時間,從而決定了總的存取時間。
總結
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