磁盤的順序讀寫與隨機讀寫詳解

• 1.磁盤的基本概念
• 2.磁盤的讀寫方式
• 3.磁盤讀取時間
• 4.順序讀寫與隨機讀寫
• 5 參考鏈接

1.磁盤的基本概念

?盤片與盤面 : 一塊硬盤一般有多塊盤片,盤片分為上下兩面,其中有效面稱為盤面(一般上下都有效),盤片數一般與磁頭數相等.也就是說:磁頭數 = 盤面數 = 盤片數*2
?磁頭 : 磁頭切換磁道讀寫數據時通過機械設備實現的,速度較慢;而磁頭切換盤面讀寫數據是通過電子設備實現的,速度較快,因此磁頭一般是先讀寫完柱面后才開始尋道的(不用切換磁道),這樣磁盤讀寫效率更快.

?磁道 : 磁道就是以中間軸為圓心的圓環,盤面有多個磁道,磁道之間有間隙,磁道也就是磁盤存儲數據的介質.磁道上布有一層磁介質,通過磁頭可以使磁介質的極性轉換為操作系統的數據信號(即磁盤的讀,磁盤寫剛好相反)
?柱面 : 磁盤中不同盤面中半徑相同的磁道組成的. 也就是說 柱面數 = 某個盤面的磁道數
?扇區 : 單個磁道就是多個弧形扇區組成的,當然某個盤面上的每個磁道擁有的扇區數量是相等.扇區是硬盤/磁盤的最小存儲單元.但不是文件系統的最小存儲單元(文件系統的最小存儲單元是block,可以人為設定).一般扇區大小為512bytes(最新的硬盤好像可以有4K了)

2.磁盤的讀寫方式

?文件系統不是一個扇區,一個扇區的來讀數據,太慢了,所有有了block(塊)的概念,它是一個塊一個塊的讀取的.block才是文件存取的最小單位.
?一個block塊中扇區的個數依文件系統而不同,如一個block有8個扇區,那一個block塊的大小為4K.

3.磁盤讀取時間

尋道時間 : 表示磁頭在不同磁道之間移動的時間
旋轉延遲 : 表示在磁道找道時,中軸帶動盤面旋轉到合適的扇區開頭處
傳輸時間 : 表示盤面繼續轉動,實際讀取數據的時間
7200轉/min,旋轉一周需要8.33ms
尋道約10ms

磁頭不動,盤動的過程
磁盤的轉速;5400轉,7200轉,10000轉,15000轉 每分鐘

4.順序讀寫與隨機讀寫

?只有順序寫才能保證順序讀
?當讀取第一個block時,要經歷尋道,旋轉延遲,傳輸三個步驟才能讀取完這個block的數據.而對于下一個block,如果它在磁盤的某個位置,訪問它會同樣經歷尋道,旋轉,延時,傳輸才能讀取完這個block的數據, 我們把這種方式的IO叫做隨機IO.但是如果這個block的起始扇區剛好在我剛才訪問的block的后面,磁頭就能立刻遇到.不需等待,直接傳輸.這種IO就叫順序IO.

5 參考鏈接

磁盤基本知識與讀寫原理:
https://blog.csdn.net/rodbate/article/details/50371855
理解IO:隨機和順序
https://blog.csdn.net/BaiWfg2/article/details/52885287

總結

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