跟小叮当一起识术语——第3站:硬盘

资源类型:pdf 资源大小:3.13MB 文档分类:工业技术 上传者:王江涛

文档信息

【作者】 一笔冲天 

【出版日期】2006-12-01

【刊名】大众硬件

全文阅读

小天才:上次我们学习了计算机的暂时记忆中枢——内存,这次我们就接触一下计算机的永久记忆中枢——硬盘。小叮当:你所比喻的“记忆中枢”又是如何解释?小叮当:内存中的数据断电后就消失,我们将其称作暂时记忆中枢,而硬盘中的数据即使断电也不消失,我们则将其称作永久记忆中枢。好了,下面我们就开始新的学习旅程吧。★适用类型小叮当:前几天领导的笔记本电脑要增加硬盘的容量,当电脑公司将硬盘送到单位时,我发现这种硬盘同我们常见的硬盘并不一样?小天才:笔记本电脑对配件的体积、散热等方面有着更为严格的要求,所以它使用的硬盘同我们常见的桌面硬盘就不太一样。根据适用的类型,硬盘可以分为台式机硬盘、笔记本硬盘和服务器硬盘。台式机硬盘就是我们常见的PC主机内部使用的存储比起台式机硬盘,笔记本硬盘要轻薄很多多用于服务器领域的SCSI硬盘设备;笔记本硬盘是专门用于笔记本的存储设备,除了在体积、稳定性、功耗上达到很高的要求,防震性能也要好,以适应笔记本便携性和移动性的特点,目前多数笔记本硬盘直径仅为2.5英寸、1.8英寸甚至更小,厚度也远低于3.5英寸的台式机硬盘,一般仅有8.5mm~12.5mm;服务器硬盘则要适应服务器高负荷、长时间稳定运行的需要,这类硬盘一般使用SCSI接口。★磁道、柱面、扇区小叮当:我经常听到磁道、柱面、扇区等名词,磁道还比较好理解,不就是盘片上的一个个同心圆吗,但柱面和扇区我就不太明白了。小天才:它们都是一些基本的名词,下面我就为你一一道来。硬盘的数据是存储在由坚硬金属材料制成的涂以磁性介质的盘片上,每个盘片的两面都可以记录信息,不同容量硬盘的盘片数不等。盘片表面上以盘片中心为圆心,不同半径的同心圆称为磁道;每一个同心圆又被分成许多扇形的区域,每个区域称作一个扇区;不同盘片相同半径构成的圆柱面即柱面。小天才:这下你应该可以总结出存储容量的计算公式吧?磁道、柱面、扇区示意图小叮当:存储容量=盘面数×磁道(柱面)数×每道扇区数×每扇区字节数,是不是这样?小天才:嗯,是这样的,不过由于每个盘面对应一个磁头,上述计算机公式也这样表示,存储容量=磁头数×磁道(柱面)数×每道扇区数×每扇区字节数。小叮当:听说零磁道非常重要,对它我想知道得更多一些。小天才:零磁道位于硬盘上一个非常重要的位置,硬盘的主引导记录区(MBR)就在这个位置上。MBR位于硬盘的0磁道0柱面1扇区,其中存放着硬盘主引导程序和硬盘分区表。在总共512个字节的硬盘主引导记录扇区中,446字节属于硬盘主引导程序,64字节属于硬盘分区表,两个字节属于分区结束标志。零磁道一旦受损,将使硬盘的主引导程序和分区表信息遭到严重破坏,从而导致硬盘无法自举。★簇小叮当:朋友建议我将硬盘分区从FAT32转换为NTFS类型,听说该类型的簇不受分区大小的限制,可以避免不必要的空间浪费。到底簇是什么东西?这是怎么一回事?小天才:我们知道,硬盘上的文件常常要进行创建、删除、增添、缩短等操作,在经过一段时间的修修补补之后,硬盘上的文件数据块很可能就没有连续在一起了。为此,我们需要对硬盘文件的基本存储单位作出规定,这个基本单位就是簇。一个文件就是由多个簇上的数据块组合而成,只有将这些簇像链子那样串接起来时,文件才会完整地展现给我们。FAT格式是一种为了易用而设计的非常简单的文件系统,它使用了简单的文件分配链,文件本身记录第一个占用的簇的位置,文件系统驱动通过顺序访问这个簇以下的簇获得文件数据,并通过最后一个含标记的簇获得下一段数据的位置。簇分配表的值是有限的,为了保证分区的空间可以被完全使用,FAT的簇大小是随着分区大小而变化的,当分区变大时,簇也相应地变大。NTFS分区虽然也用簇来存储数据,但其文件分配不再是简单的文件分配链,簇可以按照顺序无限编号,这样一来簇的大小不再受到分区大小的限制。★平均寻道时间小叮当:在一些硬盘参数的说明列表中,我经常可以看到“平均寻道时间”的字眼,到底什么是平均寻道时间?是不是跟硬盘的“寻道”操作有关?小天才:当硬盘进行读写操作时,磁头首先要移动至数据所在的磁道,然后才进行相关的后续操作。如果需要的数据在硬盘上并不是连续地排列,磁头就要多次反复移动。平均寻道时间反映的正是硬盘花费在“寻找所需磁道”上的时间。平均寻道时间是影响硬盘性能的重要参数之一,它是指硬盘在接收到系统指令后,磁头从开始移动至数据所在磁道所要花费时间的平均值,其单位为毫秒,该值是越低越好。在读写大量的小文件时,平均寻道时间起着至关重要的作用,而在读写大文件或连续存储的大量数据时,平均寻道时间的优势则得不到体现,此时单碟容量的大小、转速、缓存就是较为重要的因素。小叮当:我想知道一下,有哪些因素可以影响平均寻道时间?小天才:平均寻道时间是由转速、单碟容量等多个因素综合决定的一个参数。一般来说,硬盘的转速越快或单碟容量越大,其平均寻道时间就越低。道理很简单,单碟容量越大,磁头的移动距离就会减少,从而使平均寻道时间减小,而硬盘转速的提升可以让磁头更快地到达指定的位置。★平均潜伏期磁头到达指定的磁道后,还要稍等一会儿读写扇区才能移动至磁头下方,这段等待的时间就是潜伏期。盘片转得越快,潜伏期就越短。平均潜伏期是指磁盘转动半圈所用的时间,同一转速硬盘的平均潜伏期是固定的,7200转硬盘的平均潜伏期约为4.167ms。★平均访问时间平均访问时间指从读/写指令发出到第一笔数据读/写时所用的平均时间,包括了平均寻道时间、平均潜伏期与相关的内务操作时间(如指令处理),由于内务操作时间很短,一般可以忽略不计,所以平均访问硬盘铭牌上会显示平均寻道时间时间可近似等于平均寻道时间加上平均潜伏期。事实上,对于同一转速的硬盘,由于平均潜伏期是一样的,所以平均访问时间主要取决于平均寻道时间。★硬盘接口小叮当:我们单位最近新买了一台电脑,前天技术人员拆开主机时,我发现硬盘上的数据线好像比较窄,不像我自己那台那般宽大?小天才:你们单位那台电脑使用的是SATA接口,不同于你那台电脑使用的PATA接口。PATA的全称是“ParallelA T A”,即并行A T A硬盘接口规范,我们通常将其称为IDE或并口硬盘,随着接口技术的发展,目前这类接口的硬盘已经处于淘汰的边缘,主要供给有升级需要的朋友;SATA的全称是“S e r i a lATA”,即串行ATA硬盘接口规范,它使用了串行技术来取代传统的并行接口,传输上受干扰小,因此传输带宽的提升潜力很大,第一代SATA硬盘的接口带宽为150MB/s,而第二代SATA硬盘的接口带宽高达300MB/s,整整提高了一倍。小叮当:在讲解“适用类型”这一概念时,你还提到SCSI接口,这类接口有什么不一样?小天才:SCSI具有CPU占用率低、多任务并发操作效率高、连接设备多、连接距离长等优点。不过现在SCSI的一些特性也被SATA吸纳了,两者之间的差距正在缩短。目前包括EMC、IBM、HP在内的国际著名存储设备提供商都推出了基于SATA硬盘的次级存储系统,这体现了SATA硬盘在企业级应用中的强大潜力。★数据传输率小叮当:在实际应用中,我觉得硬盘的数据传输率好像没有标称的那么快,事实可是如此?小天才:硬盘的速度指标一般标称的是最大外部数据传输率和最大内部数据传输率。事实上,真正体现硬盘速度的指标是持续内部数据传输率。为了缓解硬盘同电脑系统之间的速度差异,硬盘引入了缓存设计。硬盘的外部数据传输率指的是硬盘缓存和电脑系统之间的数据传输率。我们平时所说的ATA100、ATA133指的是硬盘的理论最大外部数据传输率,它们分别达到了100MB/s和133MB/s,近两年流行的SATAⅠ、SATAⅡ硬盘的最大外部数据传输率则达到150MB/s和300MB/s。硬盘的内部数据传输率指的是磁头和硬盘缓存之间的数据传输率。内部数据传输率可分为突发内部数据传输率和持续内部数据传输率两种。突发内部数据传输率指的是硬盘的理论最大内部数据传输率,同硬盘的最大外部数据传输率一样,这个值只是在某些时刻才能达到,真正体现速度快慢的指标是持续内部数据传输率。小叮当:我如何才能知道硬盘的实际传输速度?小天才:你可以使用EVERESTUltimateEdition等软件进行测试。小结小叮当:以前我有很多不清楚甚至不知道的性能指标,如今我已了然于胸。小天才:事实上这都是硬盘的一些基本术语,但真正掌握了它们,对于硬盘的认识才算得上半个行SATA硬盘已经是主流产品使用EVERESTUltim ateEd ition测试硬盘的速度跟小叮当一起识术语——第3站:硬盘!福建@一笔冲天

1

问答

我要提问