磁盘存储容量计算

磁盘存储容量计算

磁盘存储容量计算

 

    磁盘上的数据都存放于磁道上。磁道就是磁盘上的一组同心圆，其宽度与磁头的宽度相同。为了避免减少干扰，磁道与磁道之间要保持一定的距离 (inter-track gap)，沿磁盘半径方向，单位长度内磁道的数目称之为道密度(道/英寸,TPI)，最外层为0道。

 

    沿磁道方向，单位长度内存储二进制信息的个数叫做位密度。为了简化电路设计，每个磁道存储的位数都是相同的，所以其位密度也随着从外到内而增加。磁盘的数据传输是以块为单位的，所以磁盘上的数据也以块的形式进行存放。这些块就称为扇区(sector)，每个磁道通常包括10~100个扇区。同样为了避免干扰，扇区之间也相互留有空隙(inter-sector gap)。柱面是若干个磁盘组成的磁盘组，所有盘面上相同位置的磁道组称为一个柱面(每个柱面有n个磁道)；若每个磁盘有m个磁道，则该磁盘组共有m个柱面。根据硬盘存放数据的规则，在向磁盘记录一个文件时，应将文件尽可能记录在同柱面(不同记录面上的同号磁道构成一个柱面)上，当一个柱面记录不下时，再记录到相邻柱面上。因此，当一个文件超出一个磁道容量时，剩下的部分应存于其他盘面的同一编号的磁道上，即同一柱面的其他磁道上。

 

    所谓的格式化，是指将磁盘空间按照一定的磁盘阵列排布方法，有序且很规则得划分为若干个扇区，然后再把其中的所有存储介质的电离子清除，使之上面不管有无数据，都清零。在格式化中，要插入一些停顿位，写入一些辅助位，使得格式化后的容量小于格式化前的容量。磁盘格式化后能存储有用信息的总量称为存储容量，其计算公式如下：

 

    存储容量 = n×t×s×b

 

    其中n为保存数据的总盘面数；t为每面磁道数；s为每道的扇区数；b为每个扇区存储的字节数。

 

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    磁盘的存储时间包括寻道时间和等待时间。寻道时间(查找时间,seek time)为磁头移动到目标磁道所需要的时间(movable-head disk)，对于固定磁头磁盘而言，无需移动磁头，只需选择目标磁道对应的磁头即可。等待时间为等待读写的扇区旋转到磁头下方所用的时间。一般选用磁道旋转一周所用时间的一半作为平均等待时间。寻道时间由磁盘机的性能决定，目前主流硬盘典型的AST(average seek time)一般在10ms左右，而转速则有2400r/min，5400r/min，7200r/min，等等.软盘转速较慢，一般只有360r/min(因为磁头与盘面接触性读写)。

 

    磁盘的数据传输速率是指磁头找到地址后，单位时间写入或读出的字节数：

 

    R = TB÷T

 

    其中TB为一个磁道上记录的字节数，T为磁盘每转一圈所需的时间，R为数据传输速率。

 

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    其他需要记住的公式有：

 

    (1)总磁道数=记录面数×磁道密度×(外直径-内直径)÷2

    (2)非格式化容量=位密度×3.14×最内圈直径×总磁道数

    (3)格式化容量=每道扇区数×扇区容量×总磁道数

    (4)平均数据传输速率=最内圈直径×3.14×位密度×盘片转速

 

 

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例1：

 

    假设一个硬盘有3个盘片，共4个记录面，转速为7200r/min,盘面有效记录区域 的外直径为30cm，内直径为10cm，记录位密度为250b/mm，磁道密度为8道/mm， 每磁道分16个扇区，每扇区512字节，试计算该磁盘的非格式化容量，格式化容量 和数据传输率。

答：

    非格式化容量=最大位密度×最内圈周长×总磁道数

    最内圈周长=100*3.1416=314.16mm

    每记录面的磁道数=(150-50)×8=800道；

    因此，每记录面的非格式化容量=314.16×250×800/8=7.5M

    格式化容量=每道扇区数×扇区容量×总磁道数=16×512×800×4/1024/1024=25M

    硬盘平均数据传输率公式：
    平均数据传输率=每道扇区数×扇区容量×盘片转速=16×512 ×7200/60=960kb/s

 

注：解这类题关键是要注意单位的换算。