Linux磁盘管理之磁盘结构、概念、原理01

一、磁盘的分类

磁盘主要有IDE、SATA、SCSI。IDE是比较老的硬盘，数据速度比较慢；SATA是现在用的比较多的，台式机、笔记本大多都用的SATA硬盘；SCSI硬盘速度最快，但是价格相对较高。

二、硬盘的物理结构

硬盘存储数据是根据电、磁转换原理实现的。硬盘主要是由若干张带有磁性物质的金属或玻璃盘片、磁头、永磁电机构成。盘片会随着中心轴位置的主轴电机高速旋转，而磁头会随磁头臂围绕音圈马达为中心进行一定角度的摆动，来读取或写入数据。很明显，磁盘中最重要的就是磁头和磁盘片。磁盘旋转速度有几种，比如笔记本硬盘一般是5400转/min，台式机电脑硬盘转速是7200转/分种，服务器上硬盘就更高了，一般会有10000+转/分钟；硬盘的转速越快，读取数据的速度就越快。

三、硬盘的逻辑结构及概念

1、磁盘片

为了提高磁盘的容量，磁盘有若干个盘片叠加而成，每个磁盘片都有上下2面，盘片的数量决定了磁盘的容量，但是也不能无限制的增加盘片。

2、磁头

每个盘面对应一个磁头，主要是靠磁头来读取盘片上的信息，因此磁头数量和盘片数量是一致的。

3、磁道

当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在盘面上划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹叫做磁道。每个盘面上有很多同心圆的磁道，从外圆到圆心分别标号0磁道、1磁道、2磁道… …且要注意，同一盘面上不同磁道之间是有间隙的，防止不同磁道之间磁场干扰。

4、扇区

每个磁道又分为若干个圆弧，叫做扇区。每个扇区一般存放的是512字节，磁盘驱动器向磁盘读取和写入数据是以扇区为单位进行的。因为由外到内的磁道周长是不一样的，导致内圈磁道的扇区数量会变小，具体怎么变化根据不同磁盘厂商而定。还有说法是之前比较老的磁盘每个磁道的扇区数量是一致的，这个问题没有得到权威的答案。扇区也类似磁道，每个磁道上的不同扇区也是有间隙的，没有连接着，也是为了防止磁场的干扰。

5、柱面

由每个磁盘片的相同编号的磁道组成了磁盘柱面。磁盘柱面数量和磁盘片上的磁道数量是相等的。磁盘转速是恒定的，磁盘外柱面存储数据要大于靠近圆心的柱面，因此外柱面磁道读取数据速度是比较快的(相对于内磁道而言)，因此安装操作系统分区都是把分区设置为从0柱面开始的。操作系统的磁盘分区就是以磁盘柱面为单位进行分区的，比如C盘(0-98柱面)，D盘(98-126柱面)，E盘(127-结束柱面)，也有可能C盘结束边界并没有把98柱面全部用完，剩余那部分由D盘继续使用，因此D盘也是从98柱面开始的。Linux系统下可以使用fdisk –l /dev/sda查看磁盘1的分区情况，甚至可以看到每个分区使用了多少柱面。

四、关于磁盘的最小单位

磁盘分区的最小单位是柱面
磁盘存储的最小单位是扇区
文件系统的最小单位是区块

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