电脑中的存储仓库――硬盘

         硬盘，电脑中存储数据的仓库，电脑中的必备硬件之一，具有存储容量大，数据传输速率高，存储数据可以长期保存的特点。一般说来，无论哪种硬盘，都是由盘片、磁头、盘片主轴、控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部份组成。

现在的硬盘盘片一般都有5到8张，当然高档点的达到十多张，盘片两面都可存储数据，每个盘面都有一个磁头，磁头可沿盘片的半径方向动作，而盘片以每分钟数千转到上万转的速度在高 速旋转，这里有必要说明一点，其实磁头与盘面是没有接触的，它与盘面的距离为零点几微米，是我们头发直径的千分之一，这样磁头就能对盘片上的指定位置进行数据的读写操作。现在一般硬盘的缓存只有5―8MB。由于硬盘是高精密仪器，需要轻拿轻放，尘埃是其大敌，所以必须完全密封，一旦里面有尘埃，那这硬盘也就报销了，这也就是为什么我们在买硬盘时，厂家都会有一年以上的质保的原因之一。

       硬盘在逻辑上我们分为磁道，扇区，柱面。 磁盘在格式化时被划分成许多同心圆，这些同心圆轨迹叫做磁道（Track）。磁道从外向内从0开始顺序编号。硬盘的每一个盘面有300～1 024个磁道，新式大容量硬盘每面的磁道数更多。信息以脉冲串的形式记录在这些轨迹中，这些同心圆不是连续记录数据，而是被划分成一段段的圆弧，这些圆弧 的角速度一样。由于径向长度不一样，所以，线速度也不一样，外圈的线速度较内圈的线速度大，即同样的转速下，外圈在同样时间段里，划过的圆弧长度要比内圈 划过的圆弧长度大。每段圆弧叫做一个扇区，每个扇区的容量为512字节，扇区从“1”开始编号，每个扇区中的数据作为一个单元同时读出或写入。一个标准的3.5寸硬盘盘面通常有几百到 几千条磁道。磁道是“看”不见的，只是盘面上以特殊形式磁化了的一些磁化区，在磁盘格式化时就已规划完毕。 所有盘面上的同一磁道构成一个圆柱（这里有必要说明一下，我们前面说过硬盘里的盘片是有很多张的，每一个盘片被划分成扇区，而这些盘片的扇区就组成了柱面），通常称做柱面（Cylinder），每个圆柱上的磁头由上而下从“0”开始编号。数据的读/写按柱面进行，即磁 头读/写数据时首先在同一柱面内从“0”磁头开始进行操作，依次向下在同一柱面的不同盘面即磁头上进行操作，只在同一柱面所有的磁头全部读/写完毕后磁头 才转移到下一柱面，因为选取磁头只需通过电子切换即可，而选取柱面则必须通过机械切换。电子切换相当快，比在机械上磁头向邻近磁道移动快得多，所以，数据 的读/写按柱面进行，而不按盘面进行。也就是说，一个磁道写满数据后，就在同一柱面的下一个盘面来写，一个柱面写满后，才移到下一个扇区开始写数据。读数 据也按照这种方式进行，这样就提高了硬盘的读/写效率。

     为什么我们的电脑用着用着就速度越来越慢了呢？这与我们的硬盘碎片有关，那么硬盘碎片是怎么产生的呢？

上面的ASCII图表示磁盘文件系统，由于目前上面没有任何数据文件，所以我把他表示成0。在图的最上侧和左侧各有a-z 26个字母，这是用来定位每个数据字节的具体位置，如第1行1列是aa,26行26列是zz。 我们创建一个新文件，理所当然的，我们的文件系统就产生了变化，现在是
  如图所示：”内容表”(TOC)占据了前四行,在TOC里存贮着每件文件在系统里所在的位置。 在上图，TOC包括了一个名字叫hello.txt的文件，其具体内容是Hello,world，在系统里的位置是ae到le。 接下来再新建一个文件
  如图，我们新建的文件bye.txt紧贴着第一个文件hello.txt。 现在我想在”Hello, World”后加上些感叹号来表达我强烈的感情，现在的问题是：在这样的系统上，文件所在的行就没有地方让我放这些感叹号了，因为bye.txt占据了剩下的位置。
       现在有俩个方法可以选择，但是没有一个是完美的， 1.我们从原位置删除文件，重新建个文件重新写上”Hello, World!!”. �C这就无意中延长了文件系统的读和写的时间。2.打碎文件，就是在别的空的地方写上感叹号，也就是”身首异处”�C这个点子不错，速度很快，而且方便，但是，这就同时意味着大大的减慢了读取下一个新文件的时间。
 这里所说的方法二就像是我们所用的windows系统的存储方式，每个文件都是紧挨着的，但如果其中某个文件要更改的话，那么就意味着接下来的数据将会被放在磁盘其他的空余的地方。 如果这个文件被删除了，那么就会在系统中留下空格，久而久之，我们的文件系统就会变得支离破碎，碎片就是这么产生的。所以我们很有必要定时清理下磁盘碎片，当然也不要太频繁了，两三个月清理一次就行了，太频繁反而对硬盘以一定的影响。