了解磁盤

電腦硬盤是計算機最主要的存儲設(shè)備。硬盤（港臺稱之為硬碟，英文名：Hard Disk Drive， 簡稱HDD 全名溫徹斯特式硬盤）由一個或者多個鋁制或者玻璃制的碟片組成。這些碟片外覆蓋有鐵磁性材料。絕大多數(shù)硬盤都是固定硬盤，被永久性地密封固定在硬盤驅(qū)動器中。早期的硬盤存儲媒介是可替換的，不過今日典型的硬盤是固定的存儲媒介，被封在硬盤里 （除了一個過濾孔，用來平衡空氣壓力）。隨著發(fā)展，可移動硬盤也出現(xiàn)了，而且越來越普及，種類也越來越多.大多數(shù)微機上安裝的硬盤，由于都采用溫切斯特（winchester)技術(shù)而被稱之為“溫切斯特硬盤”，或簡稱“溫盤”。——百度百科

機械硬盤

1、容量

作為計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲器，容量是硬盤最主要的參數(shù)。
硬盤的容量以兆字節(jié)（MB）或千兆字節(jié)（GB）為單位，1GB=1024MB，1TB=1024GB。但硬盤廠商在標稱硬盤容量時通常取1G=1000MB，因此我們在BIOS中或在格式化硬盤時看到的容量會比廠家的標稱值要小。
硬盤的容量指標還包括硬盤的單碟容量。所謂單碟容量是指硬盤單片盤片的容量，單碟容量越大，單位成本越低，平均訪問時間也越短。對于用戶而言，硬盤的容量就象內(nèi)存一樣，永遠只會嫌少不會嫌多。Windows操作系統(tǒng)帶給我們的除了更為簡便的操作外，還帶來了文件大小與數(shù)量的日益膨脹，一些應(yīng)用程序動輒就要吃掉上百兆的硬盤空間，而且還有不斷增大的趨勢。因此，在購買硬盤時適當?shù)某笆敲髦堑摹Ｇ皟赡曛髁饔脖P是320G，500G，而750G以上的大容量硬盤亦已開始普及，2007年開始出現(xiàn)1TB的大容量硬盤。

2、轉(zhuǎn)速

轉(zhuǎn)速(Rotationl Speed 或Spindle speed)，是硬盤內(nèi)電機主軸的旋轉(zhuǎn)速度，也就是硬盤盤片在一分鐘內(nèi)所能完成的最大轉(zhuǎn)數(shù)。轉(zhuǎn)速的快慢是標示硬盤檔次的重要參數(shù)之一，它是決定硬盤內(nèi)部傳輸率的關(guān)鍵因素之一，在很大程度上直接影響到硬盤的速度。硬盤的轉(zhuǎn)速越快，硬盤尋找文件的速度也就越快，相對的硬盤的傳輸速度也就得到了提高。硬盤轉(zhuǎn)速以每分鐘多少轉(zhuǎn)來表示，單位表示為RPM，RPM是Revolutions Per minute的縮寫，是轉(zhuǎn)/每分鐘。RPM值越大，內(nèi)部傳輸率就越快，訪問時間就越短，硬盤的整體性能也就越好。
硬盤的主軸馬達帶動盤片高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生浮力使磁頭飄浮在盤片上方。要將所要存取資料的扇區(qū)帶到磁頭下方，轉(zhuǎn)速越快，則等待時間也就越短。因此轉(zhuǎn)速在很大程度上決定了硬盤的讀取速度。
家用的普通硬盤的轉(zhuǎn)速一般有5400rpm、7200rpm幾種，高轉(zhuǎn)速硬盤是臺式機用戶的首選；而對于筆記本用戶則是4200rpm、5400rpm為主，雖然已經(jīng)有公司發(fā)布了7200rpm的筆記本硬盤，但在市場中還較為少見；服務(wù)器用戶對硬盤性能要求最高，服務(wù)器中使用的SCSI硬盤轉(zhuǎn)速基本都采用10000rpm，甚至還有15000rpm的，性能要超出家用產(chǎn)品很多。較高的轉(zhuǎn)速可縮短硬盤的平均尋道時間和實際讀寫時間，但隨著硬盤轉(zhuǎn)速的不斷提高也帶來了溫度升高、電機主軸磨損加大、工作噪音增大等負面影響。筆記本硬盤轉(zhuǎn)速低于臺式機硬盤，一定程度上是受到這個因素的影響。筆記本內(nèi)部空間狹小，筆記本硬盤的尺寸（2.5寸）也被設(shè)計的比臺式機硬盤（3.5寸）小，轉(zhuǎn)速提高造成的溫度上升，對筆記本本身的散熱性能提出了更高的要求；噪音變大，又必須采取必要的降噪措施，這些都對筆記本硬盤制造技術(shù)提出了更多的要求。同時轉(zhuǎn)速的提高，而其它的維持不變，則意味著電機的功耗將增大，單位時間內(nèi)消耗的電就越多，電池的工作時間縮短，這樣筆記本的便攜性就受到影響。所以筆記本硬盤一般都采用相對轉(zhuǎn)速較低的5400轉(zhuǎn)硬盤。

3、訪問時間

平均訪問時間(Average Access Time)是指磁頭從起始位置到達目標磁道位置，并且從目標磁道上找到要讀寫的數(shù)據(jù)扇區(qū)所需的時間。
平均訪問時間體現(xiàn)了硬盤的讀寫速度，它包括了硬盤的尋道時間和等待時間，即：平均訪問時間=平均尋道時間+平均等待時間。
硬盤的平均尋道時間(Average Seek Time)是指硬盤的磁頭移動到盤面指定磁道所需的時間。這個時間當然越小越好，硬盤的平均尋道時間通常在8ms到12ms之間，而SCSI硬盤則應(yīng)小于或等于8ms。
硬盤的等待時間，又叫潛伏期(Latency)，是指磁頭已處于要訪問的磁道，等待所要訪問的扇區(qū)旋轉(zhuǎn)至磁頭下方的時間。平均等待時間為盤片旋轉(zhuǎn)一周所需的時間的一半，一般應(yīng)在4ms以下。

4、傳輸速率

傳輸速率(Data Transfer Rate) 硬盤的數(shù)據(jù)傳輸率是指硬盤讀寫數(shù)據(jù)的速度，單位為兆字節(jié)每秒（MB/s）。硬盤數(shù)據(jù)傳輸率又包括了內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率和外部數(shù)據(jù)傳輸率。
內(nèi)部傳輸率(Internal Transfer Rate) 也稱為持續(xù)傳輸率(Sustained Transfer Rate)，它反映了硬盤緩沖區(qū)未用時的性能。內(nèi)部傳輸率主要依賴于硬盤的旋轉(zhuǎn)速度。
外部傳輸率（External Transfer Rate）也稱為突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率（Burst Data Transfer Rate）或接口傳輸率，它標稱的是系統(tǒng)總線與硬盤緩沖區(qū)之間的數(shù)據(jù)傳輸率，外部數(shù)據(jù)傳輸率與硬盤接口類型和硬盤緩存的大小有關(guān)。
Fast ATA接口硬盤的最大外部傳輸率為16.6MB/s，而Ultra ATA接口的硬盤則達到33.3MB/s。
使用SATA（Serial ATA）口的硬盤又叫串口硬盤，是未來PC機硬盤的趨勢。2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、邁拓這幾大廠商組成的Serial ATA委員會正式確立了Serial ATA 1.0規(guī)范。2002年，雖然串行ATA的相關(guān)設(shè)備還未正式上市，但Serial ATA委員會已搶先確立了Serial ATA 2.0規(guī)范。Serial ATA采用串行連接方式，串行ATA總線使用嵌入式時鐘信號，具備了更強的糾錯能力，與以往相比其最大的區(qū)別在于能對傳輸指令（不僅僅是數(shù)據(jù)）進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)錯誤會自動矯正，這在很大程度上提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴４薪涌谶€具有結(jié)構(gòu)簡單、支持熱插拔的優(yōu)點。

5、緩存

緩存（Cache memory）是硬盤控制器上的一塊內(nèi)存芯片，具有極快的存取速度，它是硬盤內(nèi)部存儲和外界接口之間的緩沖器。由于硬盤的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸速度和外界介面?zhèn)鬏斔俣炔煌?#xff0c;緩存在其中起到一個緩沖的作用。緩存的大小與速度是直接關(guān)系到硬盤的傳輸速度的重要因素，能夠大幅度地提高硬盤整體性能。當硬盤存取零碎數(shù)據(jù)時需要不斷地在硬盤與內(nèi)存之間交換數(shù)據(jù)，有大緩存，則可以將那些零碎數(shù)據(jù)暫存在緩存中，減小外系統(tǒng)的負荷，也提高了數(shù)據(jù)的傳輸速度。

機械硬盤結(jié)構(gòu)

（1）磁頭

磁頭是硬盤中最昂貴的部件，也是硬盤技術(shù)中最重要和最關(guān)鍵的一環(huán)。傳統(tǒng)的磁頭是讀寫合一的電磁感應(yīng)式
磁頭，但是，硬盤的讀、寫卻是兩種截然不同的操作，為此，這種二合一磁頭在設(shè)計時必須要同時兼顧到讀/寫兩種特性，從而造成了硬盤設(shè)計上的局限。而MR磁頭（Magnetoresistive heads），即磁阻磁頭，采用的是分離式的磁頭結(jié)構(gòu)：寫入磁頭仍采用傳統(tǒng)的磁感應(yīng)磁頭（MR磁頭不能進行寫操作），讀取磁頭則采用新型的MR磁頭，即所謂的感應(yīng)寫、磁阻讀。這樣，在設(shè)計時就可以針對兩者的不同特性分別進行優(yōu)化，以得到最好的讀/寫性能。另外，MR磁頭是通過阻值變化而不是電流變化去感應(yīng)信號幅度，因而對信號變化相當敏感，讀取數(shù)據(jù)的準確性也相應(yīng)提高。而且由于讀取的信號幅度與磁道寬度無關(guān)，故磁道可以做得很窄，從而提高了盤片密度，達到200MB/英寸2，而使用傳統(tǒng)的磁頭只能達到20MB/英寸2，這也是MR磁頭被廣泛應(yīng)用的最主要原因。MR磁頭已得到廣泛應(yīng)用，而采用多層結(jié)構(gòu)和磁阻效應(yīng)更好的材料制作的GMR磁頭（Giant Magnetoresistive heads）也逐漸普及。

（2）磁道

當磁盤旋轉(zhuǎn)時，磁頭若保持在一個位置上，則每個磁頭都會在磁盤表面劃出一個圓形軌跡，這些圓形軌跡就叫做磁道。這些磁道用肉眼是根本看不到的，因為它們僅是盤面上以特殊方式磁化了的一些磁化區(qū)，磁盤上的信息便是沿著這樣的軌道存放的。相鄰磁道之間并不是緊挨著的，這是因為磁化單元相隔太近時磁性會相互產(chǎn)生影響，同時也為磁頭的讀寫帶來困難。一張1.44MB的3.5英寸軟盤，一面有80個磁道，而硬盤上的磁道密度則遠遠大于此值，通常一面有成千上萬個磁道。
磁盤表面涂有做為紀錄使用的磁性介質(zhì)，其在顯微鏡下呈現(xiàn)出來的便是一個個磁顆粒。微小的磁顆粒極性可以被磁頭快速的改變，并且在改變之后可以穩(wěn)定的保持，系統(tǒng)通過磁通量以及磁阻的變化來分辨二進制中的0或者1。也正是因為所有的操作均是在微觀情況下進行，所以如果硬盤在高速運行的同時受到外力的震蕩，將會有可能因為磁頭拍擊磁盤表面而造成不可挽回的數(shù)據(jù)損失。除此之外，磁顆粒的單軸異向性和體積會明顯的磁顆粒的熱穩(wěn)定性，而熱穩(wěn)定性的高低則決定了磁顆粒狀態(tài)的穩(wěn)定性，也就是決定了所儲存數(shù)據(jù)的正確性和穩(wěn)定性。但是，磁顆粒的單軸異向性和體積也不能一味地提高，它們受限于磁頭能提供的寫入場以及介質(zhì)信噪比的限制。
扇區(qū)
磁盤上的每個磁道被等分為若干個弧段，這些弧段便是磁盤的扇區(qū)，每個扇區(qū)可以存放512個字節(jié)的信息，磁盤驅(qū)動器在向磁盤讀取和寫入數(shù)據(jù)時，要以扇區(qū)為單位。

（3）柱面

硬盤通常由重疊的一組盤片構(gòu)成，每個盤面都被劃分為數(shù)目相等的磁道，并從外緣的“0”開始編號，具有相同編號的磁道形成一個圓柱，稱之為磁盤的柱面。磁盤的柱面數(shù)與一個盤面上的磁道數(shù)是相等的。由于每個盤面都有自己的磁頭，因此，盤面數(shù)等于總的磁頭數(shù)。所謂硬盤的CHS，即Cylinder（柱面）、Head（磁頭）、Sector（扇區(qū)），只要知道了硬盤的CHS的數(shù)目，即可確定硬盤的容量，硬盤的容量=柱面數(shù)磁頭數(shù)扇區(qū)數(shù)512B。

固態(tài)硬盤

固態(tài)驅(qū)動器（Solid State Disk或Solid State Drive，簡稱SSD），俗稱固態(tài)硬盤，固態(tài)硬盤是用固態(tài)電子存儲芯片陣列而制成的硬盤，因為臺灣英語里把固體電容稱之為Solid而得名。SSD由控制單元和存儲單元（FLASH芯片、DRAM芯片）組成。固態(tài)硬盤在接口的規(guī)范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤的完全相同，在產(chǎn)品外形和尺寸上也完全與普通硬盤一致。被廣泛應(yīng)用于軍事、車載、工控、視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)終端、電力、醫(yī)療、航空、導(dǎo)航設(shè)備等諸多領(lǐng)域。
其芯片的工作溫度范圍很寬，商規(guī)產(chǎn)品（0_{70℃）工規(guī)產(chǎn)品（-40}85℃）。雖然成本較高，但也正在逐漸普及到DIY市場。由于固態(tài)硬盤技術(shù)與傳統(tǒng)硬盤技術(shù)不同，所以產(chǎn)生了不少新興的存儲器廠商。廠商只需購買NAND存儲器，再配合適當?shù)目刂菩酒?#xff0c;就可以制造固態(tài)硬盤了。新一代的固態(tài)硬盤普遍采用SATA-2接口、SATA-3接口、SAS接口、MSATA接口、PCI-E接口、NGFF接口、CFast接口、SFF-8639接口和M.2 NVME/SATA協(xié)議。

分類方式：
固態(tài)硬盤的存儲介質(zhì)分為兩種，一種是采用閃存（FLASH芯片）作為存儲介質(zhì)，另外一種是采用DRAM作為存儲介質(zhì)。
基于閃存類：基于閃存的固態(tài)硬盤（IDEFLASH DISK、Serial ATA Flash Disk）：采用FLASH芯片作為存儲介質(zhì)，這也是通常所說的SSD。它的外觀可以被制作成多種模樣，例如：筆記本硬盤、微硬盤、存儲卡、U盤等樣式。這種SSD固態(tài)硬盤最大的優(yōu)點就是可以移動，而且數(shù)據(jù)保護不受電源控制，能適應(yīng)于各種環(huán)境，適合于個人用戶使用。 [1] 一般它擦寫次數(shù)普遍為3000次左右，以常用的64G為例，在SSD的平衡寫入機理下，可擦寫的總數(shù)據(jù)量為64G X 3000 = 192000G，假如你是個變態(tài)視頻王每天喜歡下載視頻看完就刪每天下載100G的話，可用天數(shù)為192000 / 100 = 1920，也就是 1920 / 366 = 5.25 年。如果你只是普通用戶每天寫入的數(shù)據(jù)遠低于10G，就拿10G來算，可以不間斷用52.5年，再如果你用的是128G的SSD的話，可以不間斷用104年！這什么概念？它像普通硬盤HDD一樣，理論上可以無限讀寫，
基于DRAM的固態(tài)硬盤：采用DRAM作為存儲介質(zhì)，應(yīng)用范圍較窄。它仿效傳統(tǒng)硬盤的設(shè)計，可被絕大部分操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)工具進行卷設(shè)置和管理，并提供工業(yè)標準的PCI和FC接口用于連接主機或者服務(wù)器。應(yīng)用方式可分為SSD硬盤和SSD硬盤陣列兩種。它是一種高性能的存儲器，而且使用壽命很長，美中不足的是需要獨立電源來保護數(shù)據(jù)安全。DRAM固態(tài)硬盤屬于比較非主流的設(shè)備。

Linux中的硬盤

了解文件系統(tǒng)類型

XFS，文件系統(tǒng)

存放文件和目錄數(shù)據(jù)的分區(qū)
高性能的日志型文件系統(tǒng)
CentOS 7 系統(tǒng)中默認使用的文件系統(tǒng)

SWAP，交換文件系統(tǒng)

為Linux系統(tǒng)建立交換分區(qū)
Swap分區(qū)在系統(tǒng)的物理內(nèi)存不夠用的時候，把硬盤內(nèi)存中的一部分空間釋放出來，以供當前運行的程序使用。那些被釋放的空間可能來自一些很長時間沒有什么操作的程序，這些被釋放的空間被臨時保存到Swap分區(qū)中，等到那些程序要運行時，再從Swap分區(qū)中恢復(fù)保存的數(shù)據(jù)到內(nèi)存中。

Linux支持的文件系統(tǒng)

★FAT16，FAT32，NTFS
★EXT4，JFS…

MBR與磁盤分區(qū)表示

主引導(dǎo)記錄 MBR （Master Boot Record）
MBR位于硬盤的第一個物理扇區(qū)，包含硬盤主引導(dǎo)程序和硬盤分區(qū)表
分區(qū)表有四個分區(qū)記錄，每個分區(qū)占16個字節(jié)
Linux中將硬盤，分區(qū)等均表示為文件，文件位置，例：
/dev/sdb5
sdb5：sd表示SCSI設(shè)備，hd表示IDE設(shè)備
b 表示第二塊硬盤，第一塊就是a，第二塊是b，第三塊是c，以此類推
5 是分區(qū)順序

硬盤分區(qū)

硬盤中的主分區(qū)數(shù)有4個，主分區(qū)和擴展分區(qū)的序號限制在1-4，擴展分區(qū)再分為邏輯分區(qū)，邏輯分區(qū)的序號為5開始

Linux中使用命令分區(qū)

fdisk命令 查看或管理磁盤分區(qū)
fdisk -l 顯示硬盤和硬盤的各種分區(qū)信息

添加硬盤

接下來以實驗方式演示
打開VM虛擬機 ，添加一塊硬盤

打開虛擬機，使用 fdisk -l 命令查看硬盤

創(chuàng)建分區(qū)

fdisk /dev/sdb

這一塊是我新加的硬盤

硬盤名稱 sdd 我加的SATA接口硬盤，也顯示為sdd，d表示我加的第四塊硬盤a，b，c，d

開始分區(qū)

輸入 fdisk /dev/sdd

命令選項中可輸入的選項可以按 m 查看

常用的有以下的
d 刪除分區(qū)
m 查看幫助手冊
n 分區(qū)
p 列出分區(qū)
q 不保存退出
t 更改分區(qū)類型
w 保存退出

我先按 n 開始分區(qū)
p表示主分區(qū)，l表示邏輯分區(qū)

我先按p，創(chuàng)建主分區(qū)
分區(qū)號1-4，不輸入就默認1
扇區(qū)可以默認
大小我加了50G

以此類推，創(chuàng)建接下來兩個分區(qū)
最后一個分區(qū)留給擴展分區(qū)

按p 查看分區(qū)列表

接下來創(chuàng)建一塊邏輯分區(qū)


按w保存一下

使用ll /dev |grep add可以查看sdd硬盤的各文件

格式化分區(qū)

再次進入，這次我們給硬盤格式化
按t選擇分區(qū)
再按 l 列出可選

輸入 86 格式化成 NTFS，記得w保存

也可以用別的命令進行格式化
我們把第二分區(qū)格式化成 Fat32，有兩種方法

再使用fdisk -l查看下，發(fā)現(xiàn)看不出來哈哈哈哈

格式化成ext4

創(chuàng)建（增加）SWAP分區(qū)

臨時掛載

臨時掛載的swap容量在重啟后會復(fù)原
先查看當前的swap分區(qū)大小

看到目前大小為 39712760 k
我們可以手動增加容量
mkswap /dev/sdd5 將sdd5格式化成swap格式
swapon /dev/sdd5 將sdd5加入swap
在查看，看到sdd5的大小已經(jīng)加入了swap

同理將sdd5從swap中刪除
就使用 swapoff /dev/sdd5

永久掛載

使用vi編輯器編輯 /etc/fstab
在最后行輸入/路徑 swap swap 0 0
在保存退出

init 6重啟
在查看

此時已經(jīng)永久掛入swap中了

項目結(jié)束

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux命令 磁盘管理——了解磁盘、磁盘分区的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。