jbod ugood 磁盘驱动状态_硬盘驱动器简介

硬盘是一个由许多盘片组成的盘片堆的密封单元。硬盘可以水平或垂直安装。在本文中，硬盘驱动器是水平安装的。

电磁读/写头位于每个磁盘的上方和下方。当盘片旋转时，驱动头向盘片中心或边缘移动。这样，驱动头可以到达每个盘片的整个表面。

寻道

在硬盘上，数据存储在同心细带中。驱动器磁头在某个位置时可以读取或写入的圆环或带被称为磁道。3.5英寸硬盘上可以有1000多个磁道。每个磁道中的部分称为扇区。扇区是磁盘上最小的物理存储单元，大部分为512字节(0.5 kB)。

下图显示了带有两个磁盘的硬盘。

硬盘构成

较旧的硬盘驱动器(即Windows 95之前的版本)结构引用柱面/磁头/扇区符号。当所有驱动头都位于磁盘上的相同位置时，将形成一个柱面。

彼此叠置的磁道形成柱面。现代硬盘驱动器逐渐淘汰了该方案。所有新磁盘都使用某种转换方式来使它们的实际硬件布局看起来是连续的，Windows 95及更高版本的操作系统就像这样工作的。

对于计算机的操作系统，磁道是逻辑结构而不是物理结构，并且在磁盘进行低级格式化时就已经建立。磁道编号从0(磁盘的最外边缘)开始，一直到编号最高的磁道，通常为1023(靠近中心)。同样，硬盘上有1,024个柱面(从0到1023编号)。

盘片堆以恒定速度旋转。驱动头位于磁盘中心附近时，被读取盘面的通过速度比磁盘外边缘处的盘面更慢。

为了补偿这种物理差异，磁盘外部附近的磁道填充的数据少于磁盘中心附近的磁道。数据密度不同的结果是，可以在同一时间段内从任何驱动器磁头位置读取相同数量的数据。

磁盘空间将根据标准计划填充数据。一个磁盘的一侧包含为硬件磁道定位信息保留的空间，并且对于操作系统不可用。因此，包含两个盘片的磁盘组件具有三个可用于数据的盘面。在工厂组装过程中，磁道定位数据将写入磁盘。系统磁盘控制器读取此数据，以将驱动器磁头放置在正确的扇区位置。

扇区和簇

扇区是磁盘上最小的物理存储单元，大部分是512字节大小，因为512是2的幂(2的9次幂)。之所以使用数字2，是因为在最基本的计算机语言中有两种状态-开和关。

每个磁盘扇区均使用工厂磁道定位数据标记。扇区识别数据被写在紧接该扇区内容之前的区域，并识别该扇区的起始地址。

在磁盘上存储文件的最佳方法是连续的，即流中的所有数据以单行首尾相连地存储。由于许多文件大于512字节，因此由文件系统来分配扇区来存储文件的数据。例如，如果文件大小为800字节，则为该文件分配两个512 k扇区。

簇可以包含一个或多个连续的扇区。扇区数始终是2的指数。簇可以由1个扇区(2 ^ 0)组成，或更常见的是由8个扇区(2 ^ 3)组成。集群可以包含的扇区的唯一奇数a是1。它不能是5个扇区，也不是不是2的指数的偶数。它不是10个扇区，而是8或16个扇区。

它们之所以称为簇，是因为该空间是为数据内容保留的。此过程可防止存储的数据被覆盖。以后，如果将数据追加到文件中，并且文件大小增加到1600字节，则会分配另外两个簇，将整个文件存储在四个簇中。

如果不存在连续的簇(磁盘上彼此相邻的簇)，则后两个簇可以写在同一磁盘上，同一柱面内或不同柱面上等文件系统发现的两个可用扇区的任意位置。

以这种非连续方式存储的文件被认为是碎片。如果文件系统必须将驱动器磁头引导到几个不同的地址以找到要读取文件的所有数据，则碎片会降低系统性能。磁头前往多个地址的额外时间导致检索整个文件之前的延迟。

可以更改簇大小以优化文件存储。较大的簇大小可以减少碎片，但会增加未使用的空间。使用大于一个扇区的簇可减少碎片，并减少存储有关磁盘上已使用和未使用区域信息所需的磁盘空间量。

(文章来源：LSoft Technologies Inc.)

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