計算機硬盤的存儲名詞解釋

時間：2024-07-24 15:22:33 硬件維護

計算機硬盤的存儲名詞解釋大全

　　硬盤的盤片是將磁粉附著在鋁合金(新材料也有改用玻璃的)圓盤片的表面上制成的，這些磁粉波劃分成被稱作“磁道”的若干個同心圓。在每個同心圓的磁道上就好像有無數的任意排列著的小磁鐵，它們分別代表0和1的狀態。當這些小磁鐵受到來自磁頭的磁力影響時，其徘列的方向會隨之改變，利用磁頭的磁力來控制指定的一些小磁鐵的方向，使每個小磁鐵都可以用來儲存信總。0盤片上的小磁鐵越多。能存儲的信息也越多。

　　硬盤的盤體由多個盤片(Platter)組成，這些盤片被重疊在一起，放在一個密封的盒中，它們在主軸電機的帶動下以很髙的速度旋轉，其每分鐘轉速達3600、4500、5400、7200、10000轉等。在不同的硬盤內部，其盤片的數目不一樣，少則兩片，多則數十片。一個盤片有兩個面，面的編號從fit方的盤片開始，朝上的一面標號為0,朝下的一面標號為1。第2個盤片朝上的一面標號為2，朝下為3，其余依此類推。硬盤每個盤片的每一面都有一個電磁讀寫磁頭。

　　1、磁面(Side)

　　硬盤的磁面是指一個盤片的兩個面。在硬盤中一個磁面對應一個讀寫磁頭。所以，一般來說在對硬盤進行讀寫操作時不再稱磁面0、磁面1、磁面2，而是稱其為磁頭0、磁頭1、磁頭2。

　　2、磁道(Track)

　　磁盤在格式化時波劃分成許多同心圓，其同心圓軌跡亦稱為磁道。第0面的最外層磁道編號為0面0道，另一面的最外層磁道編號為1面0道。磁道編碼沿著磁面中心的方向增長，硬盤的磁面一般有3001024個以上的磁逆。

　　3、柱面(Cylinder)

　　在盤體中所有磁面半徑相同的同心磁道就稱為柱面，即每張磁盤上編號(位置)相同的磁道集合，如圖所示。在一般的情況下進行硬盤的邏輯盤容量劃分時，往往采用柱面數面不采用磁道數。

　　柱面是從最外圈柱面開始，當該柱面所有磁道用完后，再移至內圈的一個柱面，而不是先存完一張盤再存一張盤。同系列的硬盤的柱面數是一樣的，但每個柱面包含的磁道數因磁頭數而異，計算公式為:磁道數=磁頭數x柱面數。如邁拓D740X，20GB型號由于只有一個磁頭，所以一個柱面的容董是一個磁道，而80GB型號則是4個磁頭，一個柱面的容置就是4個磁道。

　　以最外圈柱面為例，D740X的外圈磁道有837個扇區，按每扇區512Byte計算，20GB型號的最外圈柱面的容量為418.5kB，80GB型號的最外圈柱面容量為1674kB。也就是說如果連續存儲500kB的數據，20GB的硬盤就要移動磁頭進行道間尋道了，IK80GB的還不會，只是存在冏一柱面內磁頭切換的延遲。人家可以這么認為，80GB型號中一個柱面相當于20GB型號中的4個柱面，而同一柱面內的磁道切換速度通常要快于柱面間的切換，對提卨數據傳輸率更為有利。

　　4、扇區(Sector)

　　如果將每一個磁道視為一個圈環，再把該0環等分成若干個扇形小區，每一個扇形小區就是磁盤存取數據的最基本的單位一扇區。硬盤的磁面與柱面編號從0計起，而扇區則從1計起，每個磁道包含的扇區數相等。一個扇區的容董往往是512Byte，扇區的首部都包含有該扇區的惟一一地址標忐ID，扇區之間以空隙隔開，便于系統進行識別。

　　在每個磁道上劃分扇區的多少，以及扇區在磁道內的編兮隨介質的類型而不同。例如1.44MB的軟盤有18個扇區，而大多數硬盤具有1763個以上扇區。

　　5、容量(Volume)

　　硬盤的容置由柱面數、磁頭、磁面數和扇區數確定。如果每個扇區為512Byte，其計算公式為：

　　硬盤容量(Byte)=柱面數x磁頭數x扇區數x512(Byte)

　　但是，當我們說硬盤的容董是多少兆字節(MB)或者多少千兆字節(GB)時，這其中所指的容董悄是通過轉換得來的。其轉換方法為：lkB=1024Byte，lMB=1024kB，1GB=1024MB或lkB=1000Byte，1MB=lOOOkB,1GB=1000MB。比較合理的計算方法應該是前者，但是硬盤生產廠商基本上邰S以后者的計總方法為單位的，甚至一些硬盤處理工具軟件也采用后者的轉換方法。例如DM等把10000Byte作為1MB，所以大多數軟件將硬盤格式化后報告的容量可能比廠商所說的容量要低一些。在選購硬盤時，硬盤容量是我們首先要考慮的性能指標。

　　6、每分鐘轉速(RPM，RevolutionsPerMinute)

　　每分鐘轉速指硬盤主軸電機(用于帶動磁盤)的轉速。比如“5400RPM”就代表該硬盤中的主軸轉速為7每分鐘5400轉(5400r/min)。工作時，磁盤在主軸電相咖帶動F，卨速旋轉，而磁頭臂在音圈電機的控制下，在磁盤上方進行徑向的移動，進行尋址。

　　7、平均尋道時間(AverageSeekTime)

　　平均尋道時間指硬盤接到讀/寫指令后到磁頭移到指定的磁道(應該是柱面，怛對于具體磁頭來說就是磁道)上方所需要的平均時間。如果沒有特殊說明*般指讀取時的尋道時間，單位為ms(毫秒)。除了平均尋道時間外，還有道間尋道時間(TracktoTrack或CylinderSwitchTime)與全程尋道時間(FullTrack或FullStroke)，前者是指磁頭從當前磁道上方移至相鄰磁道上方所需的時間，后者是指磁頭從最外(或最內)圈磁道上方移至最內(或外)圈磁道上方所需的時間，基本上比平均尋道時間多一倍。出于實際的工作情況，購買時我們一般只關心平均尋道時間。

　　8、平均潛伏期(AverageLatency)

　　平均潛伏期指當磁頭移動到指定磁道后，要等多長時間指定的讀/寫扇區才會移動到磁頭下方(盤片是旋轉的)，盤片轉得越快，潛伏期越短。顯然，同一轉速的硬盤的平均潛伏期是固定的，7200r/min的硬盤約為4.167ms,5400r/min的硬盤約為5.556ms。

　　9、平均訪問時間(AverageAccessTime)

　　平均訪問時間有稱平均存取時間，一般在廠商公布的規格中是不會提供的，-般是測試成績中的一項，其含義是指從讀/寫指令發出到第一筆數據讀/寫時所用的平均時間，包栝了平均尋道時間、平均潛伏期與相關的內務操作時間(如指令處理)，由于內務操作時間一般很短(一般在0.2ms左右)，可忽略不計，所以平均訪問時間可近似等于平均尋道時間+平均潛伏期，因而有稱平均尋址時間。如果一個5400r/min硬盤的平均尋道時間是9ms，那么理論上它的平均訪問時間就是14.556ms。

　　10、數據傳輸率(DTR，DataTransferRate)

　　數據傳輸率的單位為MB/s(兆字節每秒，又稱MBps)或Mbits/s(兆位每秒，又稱Mbps)。DTR分為最大(Maximum)與持續(Sustained)兩個指標，根據數椐交接方的同乂分外部與內部數據傳輸率。內部DTR是指磁頭與緩沖區之間的數據傳輸率，外部DTR是指緩沖區與主機(即內存)之間的數據傳輸率。外部DTRh限憤取決于硬盤的接口，目前的UltraATA100接口(即代表外部DTR)最高理論值可達100MB/S，持續DTR則要看內部持續DTR的水平。內部DTR是硬盤的真正數據傳輸能力，為充分發揮內部DTR的作ffl，外部DTR理論值會比內部DTR高，俱內部DTR決定了外部DTR的實阮表現。由于磁盤中最外圈的磁道ft長，磁頭在單位時間內比內圈的磁道劃過更多的扇區，所以磁頭在fi外圈時內部DTR最人，在最內降時內部DTR最小。

　　11、緩沖區容量(BufferSize)

　　很多人也稱之為緩存(Cache)容董，單位為MB。在一些廠商資料中還被寫為CacheBuffer.緩沖區的基本作用是平衡內部與外部的DTR。為了減少主機等待時間，硬盤會將讀取的資料先存入緩沖區，等全部讀完或緩沖區填滿后再以接口速率快速向主相L&送。隨著技術的發誠，廠商們后來為SCSI硬盤緩沖區增加了緩存功能。這主要體現在三個方面：

　　預取(Prefetch)。實驗表明在典型情況下，至少50%的讀取操作是連續讀取。預取功能簡單地說就是硬盤“私自”擴大讀取范圍，在緩沖區向主機發送指定扇區數據(即磁頭已經讀完指定扇區)之后，磁頭接著讀取相鄰的若干個扇區數據并送入緩沖區，如果后面的讀操作IH好指向已預取的相鄰扇區，就直接從緩沖區中讀取而不用磁頭再尋址，提髙了訪問速度。

　　寫緩存(WriteCache)0通常情況下，在寫入操作時，也足:先將數據寫入緩沖區再發送到磁頭，等磁頭寫入完畢后再報告主機寫入完畢，主機才開始處理F—任務。而具備寫緩存的硬盤則在數據寫入緩存區后即向主機報告寫入完畢，讓主機提前“解放”，開始處理其他事務(剩下的磁頭寫入操作主機不用等待)，提高了整體效率。為了進一步提高效能，現在的廠商蓮本都應用了分段式緩存技術(MultipleSegmentCache)，將緩沖區劃分成多個/jH用來存儲不同的寫入數據，而不必為小數據浪貲整個緩沖區空間，同時還可以等所有段寫滿后統一寫入，性能更好。

　　讀緩存(ReadCache)。將讀取過的數據暫時保存在緩沖區中，如果主機再次需要時可直接從緩沖區提供，提高讀取速度。讀緩存同樣也可以利用分段技術，存儲多個互不桕干的數據塊，緩存多個已讀數據，進一步提高緩存命中率。

　　12、噪音與溫度(Noise&Temperature)

　　這兩個屬于非性能指標。對于噪音，以前廠商們并不在意，怛從2000年開始，由于市場的需要(比如OEM廠商希望生產更安靜的電腦以增加賣點)，廠商開始采用各種手段來降低硬盤的工作噪音，ATA-5規范第三版也加入了自動聲學(噪音)管理子集(AAM，AutomaticAcousticManagement),因此目前的所有新硬盤都支持AAM功能。硬盤的噪音主要來源于主軸電機與音圈電機，降嘆也是從這兩點入手(盤片的增多也會增加噪音)。至于熱量，其實每個廠商都有自己的標準，并聲稱硬盤的表現是他們預料之中的，完全在安全范圍之內，沒有問題。這一點倒是不用祖心，不過關鍵在于硬盤是中的一個組成部分，它的高熱會提高的整體溫度，也許硬盤本身沒事，怛可能周圍的配件卻已經受不了，別的不說，如果是兩個高熱的硬盤安裝得很緊密，那么承受近乎于雙倍的熱量嗎?所以硬盤的發熱量仍然需要注意。

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