机械硬盘的内部结构与读写访问特性
1.机械硬盘的实物内部结构及原理
上图是一个2.5英寸的、消费级的机械硬盘,是SATA接口的。SATA接口有两个插口:数据插口和电源插口。
机械硬盘内部最主要的结构是机械臂和盘片。盘片从表面看好像是一个,实际上是两个盘片堆叠在一起的。磁盘通过磁臂不断的摆动来读取数据,这个摆动的过程就是一个寻道的过程。当加电后,磁盘的盘片旋转,且磁臂在不停的摆动。马达驱动机械臂进行摆动。
每个盘片上都会有一个磁臂,盘片上面是磁性介质,磁性介质就像是一个小型的磁铁一样,存储着0和1。每一个小型的磁铁存着1bit的数据,有南极和北极之分,根据极性方向的不同,存储着0或1。
写入数据时,实际上是对这些小型磁铁进行翻转的过程,磁头会将这些小型磁铁的磁极进行翻转,从而形成不同的数字,也就是0或1。
读取数据时,则是读取这些小型磁铁的方向,进行一个数字的转换。
磁头和盘片的距离很短,只有5nm。
2.机械硬盘的逻辑结构及访问特性
机械硬盘中存储数据的物理结构是盘片,盘片上由很多磁性介质构成,这些磁性介质是一环一环的在盘片上进行排布的,这些环称之为磁道。每个磁道可以被切割成若干部分,每一部分称为一个扇区。扇区通常是一个固定大小的区间,目前常规的机械磁盘扇区的大小为512字节。一个磁道内扇区的数量确定之后,就可以知道一个磁道内可以存储多少数据。
磁盘的数据需要通过机械臂上的磁头来读取,机械臂会根据指令在不同的磁道间进行摆动来读取数据。磁盘是由多个盘片构成的,可以由两个、三个或四个盘片来构成一个物理磁盘。使用多个盘片的目的是为了提高磁盘的整体容量,因为单个盘片可存储的数据是有限的,所以通过多个盘片来提高磁盘的整体容量。将多个盘片相同扇区连接起来可以构成一个圆柱体,这个圆柱体就称为柱面。
存储容量 = 磁头数 x 磁道(柱面)数 x 每道扇区数 x 每扇区字节数
磁盘读写数据耗时的相关概念:
1.寻道时间:下发的读写指令会带着一个偏移量,磁盘的驱动程序会计算要读写的数据在哪一个磁道上,驱动磁臂寻找相应的磁道。从原始磁道到目的磁道所需要耗费的时间称为寻道时间。
2.旋转时间:虽然磁头已经到达磁道,但是想读取的数据还没有到达磁头的位置,需要等待磁盘转到这个位置,整个转动的时间就是旋转时间。旋转时间与磁盘的转速相关,目前磁盘转速有7200转和15000转。
3.读写时间:当数据的开始位置到达磁头后,磁头开始读写数据,到读写的数据的结尾,需要花费时间,这个时间就是读写时间。对于读数据来说就是读时间,对于写数据来说就是写时间。
正是因为机械硬盘需要通过机械臂频繁摆动来寻找数据,所以机械磁盘的随机读写性能非常差。
机械硬盘的内部结构与读写访问特性相关推荐
- 机械硬盘显示拒绝访问要怎样办啊
机械硬盘打不开拒绝访问,是因为这个I盘的文件系统内部结构损坏导致的.要恢复里面的数据就必须要注意,这个盘不能格式化,否则数据会进一步损坏.具体的恢复方法看正文 工具/软件:AuroraDataReco ...
- 群晖服务器216j增加硬盘,群晖NAS提速大法:解决机械硬盘频繁同时读写的问题,有效提升硬盘寿命...
群晖NAS提速大法:解决机械硬盘频繁同时读写的问题,有效提升硬盘寿命 2020-12-07 18:13:01 27点赞 200收藏 29评论 创作立场声明:解决NAS机械硬盘频繁读写的小技巧,希望能帮 ...
- 固态硬盘和机械硬盘的区别,全面对标谁是大腿
一.前言: 对于固态硬盘相信大家都不会陌生,固态硬盘的优势也是特别的明显,固态硬盘毋庸置疑拥有超高的 读写速度 和 稳定性 . 在出现固态硬盘之前,所有的电脑都是使用的机械硬盘.它的原理类似于光盘,主 ...
- SSD存储服务器 硬盘数量,边缘计算加速服务器存储介质从机械硬盘向固态硬盘转变...
尽管固态硬盘在性能.抗震性以及故障率上均优于机械硬盘,但受限于成本及容量,当下部分服务器上所使用的硬盘依然为传统机械硬盘,而随着边缘计算逐渐兴起,传统机械硬盘的数据读取.延时特性均不能满足这一分布式计 ...
- 计算机科学与技术要机械硬盘,机械硬盘避坑大法:一文搞懂PMR和SMR有什么区别...
原标题:机械硬盘避坑大法:一文搞懂PMR和SMR有什么区别 存储市场上一直存在固态硬盘(SSD)和机械硬盘(HDD)的竞争.论综合性能,SSD远高于HDD,是大家选购存储设备时的理想选择.早期消费级S ...
- 机械硬盘和固态硬盘有什么区别?如何使用?
案例:怎么区分机械硬盘和固态硬盘? [我知道硬盘可以用来储存数据,但我不知道机械硬盘和固态硬盘的区别,有没有小伙伴可以详细解释一下.] 硬盘可以用来储存数据,常见的硬盘有两种,分别是机器硬盘和固态硬盘 ...
- 服务器硬盘7200转和15000,机械硬盘是不是转速参数越高就越好?看完本文你就不这么觉得了...
硬盘是大多数电脑中必备的部件,我们的操作系统.应用软件统统都安装在硬盘上.一般来说硬盘分为3.5英寸和2.5英寸两种,3.5英寸的用在台式电脑里面,转速多为7200转/分:2.5英寸的用在笔记本电脑里 ...
- 机械硬盘分区 最佳性能方案
原理: 机械硬盘的通过磁头读写数据,由于角速度恒定,磁头越靠近外圈,扫描的扇区越多,读写速度越快. 3个磁盘分区方案: 假设: 磁盘半径r=10 内层半径r1=2.5 中层半径r2=5 外层半径r3= ...
- 无法访问机械硬盘提示执行页内操作时的错误的文件恢复办法
D盘打不开执行页内操作时的错误,是因为这个I盘的文件系统内部结构损坏导致的.要恢复里面的数据就必须要注意,这个盘不能格式化,否则数据会进一步损坏.具体的恢复方法看正文 工具/软件:星空数据恢复软件 步 ...
最新文章
- Ant Design Pro 使用图表 charts bizcharts
- highcharts图表组件常见问题:highcharts图表组件错误集合分析大放送
- Android数据存储——2.文件存储_C_DOM解析XML文档
- ElasticSearch什么是文档?索引一个文档
- C++ Primer 5th笔记(chap 19 特殊工具与技术)使用 RTTI
- BZOJ 2844 | HYSBZ - 2844albus就是要第一个出场——线性基
- 解读设计模式----命令模式(Command Pattern)
- java减治法深度优先查找_排序|减治法实现排序
- idea 新增html页面或者是修改html文件后,target不会同步更新
- java代码规范插件_阿里java代码规范IDEA插件之傻瓜教程
- 免费顺丰快递单号查询电子面单api接口对接【快递鸟API】
- iOS 中input隐藏输入光标
- Spring Cloud中使用jib进行docker部署
- Natbib 参考文献样式
- Android开发——打包apk遇到The destination folder does not exist or is not writeable
- 计算机毕业设计Java-ssmC语言教学辅导网站源码+系统+数据库+lw文档
- [DeeplearningAI笔记]序列模型3.3-3.5集束搜索
- Android性能优化实践
- android 设置布局宽度,Android布局宽度为50%
- 小程序onreachbottom不执行