3.1硬盤結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)圖

?3.1.1 盤面上的數(shù)據(jù)組織

硬盤首先在邏輯上被劃分為此道、柱面、扇區(qū)。

每個(gè)盤面都有一個(gè)讀寫磁頭，磁頭起初停在盤面最內(nèi)圈，即線速度最小的地方。這是一個(gè)特殊區(qū)域，它不存放任何數(shù)據(jù)，稱為起停區(qū)或著陸區(qū)。啟停區(qū)外就是數(shù)據(jù)區(qū)。在最外圈，離主軸最遠(yuǎn)的地方是0磁道，硬盤數(shù)據(jù)存放的就是從最外圈開(kāi)始的。

1.盤面

硬盤的每一個(gè)盤面都有兩個(gè)盤面，即上下盤面。每個(gè)盤面都能利用，都可以做數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，成為有效盤片，每一個(gè)這樣的有效盤面都有一個(gè)盤面號(hào)從上到下的順序從0開(kāi)始依次編號(hào)。盤面好又叫磁頭號(hào)。

2.磁道

磁盤在格式化時(shí)被劃分為許多同心圓，這些同心圓軌跡被叫做磁道。磁道時(shí)從最外圈向內(nèi)圈從0開(kāi)始順序編號(hào)。硬盤的每一個(gè)盤面有300~1024個(gè)磁道，新式大容量硬盤每面的磁道數(shù)更多。每段圓弧交租一個(gè)扇區(qū)，扇區(qū)從1開(kāi)始編號(hào)，每個(gè)扇區(qū)中的數(shù)據(jù)作為一個(gè)單元，同時(shí)讀出或者寫入，是讀寫的最小單位

3.柱面

所有盤面上的同一磁道，在豎直方向上構(gòu)成一個(gè)援助，通常稱作柱面。每個(gè)圓柱上的磁頭由上而下，從0開(kāi)始編號(hào)。數(shù)據(jù)的讀寫按柱面進(jìn)行，即磁頭的讀寫數(shù)據(jù)時(shí)，首先在同一柱面內(nèi)從0磁頭開(kāi)始進(jìn)行操作，依次向下在同一柱面的不同盤面（即磁頭上）進(jìn)行操作。只有在同一柱面所有的磁頭全部讀寫完后磁頭才轉(zhuǎn)移到下一柱面，因?yàn)榇蓬^只需要通過(guò)電子切換即可，而柱面則必須通過(guò)機(jī)械切換，即尋道。

4.扇區(qū)

（1）扇區(qū)頭標(biāo)

將每個(gè)環(huán)形磁道進(jìn)行等距離切割，形成等長(zhǎng)度的圓弧，每個(gè)圓弧就是一個(gè)扇區(qū)。劃分扇區(qū)的目的是為了使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)更加條理化，就像一個(gè)大倉(cāng)庫(kù)要?jiǎng)澐指嗟姆块g一樣。每個(gè)扇區(qū)可以存放512B的數(shù)據(jù)和一些其他信息。一個(gè)扇區(qū)主要有兩部分：存儲(chǔ)數(shù)據(jù)地點(diǎn)的標(biāo)識(shí)符和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)段。

?扇區(qū)頭標(biāo)包括組成扇區(qū)的三級(jí)地址的三個(gè)數(shù)字。柱面、磁頭和扇區(qū)三者簡(jiǎn)稱CHS。磁頭通過(guò)讀取當(dāng)前扇區(qū)的頭標(biāo)中的CHS地址，就可以知道當(dāng)前是處于盤片上的哪個(gè)位置。

LBA編址方式不再劃分柱面和磁頭號(hào)，這些數(shù)據(jù)由硬盤自身保留，而磁盤對(duì)外提成算的地址全部為線性的地址，即LBA地址。

（2）扇區(qū)編號(hào)和交叉因子

MFM （Modified Frequency Modulation, 改進(jìn)型調(diào)頻制編碼）

如果是讀數(shù)據(jù)，控制電路會(huì)計(jì)算此數(shù)據(jù)的ECC碼，然后把ECC碼與已記錄的ECC碼相比較；如果是寫數(shù)據(jù)，控制電路會(huì)計(jì)算出此數(shù)據(jù)的ECC碼存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)部分的末尾。在控制電路對(duì)此扇區(qū)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的處理期間，磁盤會(huì)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。由于對(duì)信息的后續(xù)處理，需要耗費(fèi)一定的時(shí)間，在這段時(shí)間磁盤可能已經(jīng)旋轉(zhuǎn)了相當(dāng)?shù)慕嵌取?/p>

從同一個(gè)盤面的一個(gè)磁道轉(zhuǎn)到另一個(gè)磁道，也就是從一個(gè)柱面轉(zhuǎn)到下一個(gè)柱面，這個(gè)動(dòng)作叫換道。

換道時(shí)候，以原先的磁道所在位置為基準(zhǔn)，把新的磁道上全部扇區(qū)編號(hào)移動(dòng)約一個(gè)或幾個(gè)扇區(qū)位置，這就是磁盤扭斜。

?3.1.1 硬盤控制電路簡(jiǎn)介

一個(gè)磁性子是一個(gè)區(qū)域，這個(gè)區(qū)域存在若干磁性分子，這些磁性分子聚集道一起，直到磁頭可以感覺(jué)到它的磁性為止。此外，磁盤中還需要電路。

3.1.3 磁盤的IO單位

磁盤讀寫的時(shí)候，都是以扇區(qū)為最小尋址單位的，一個(gè)扇區(qū)的大小是512B。無(wú)論讀寫是否能夠用完一個(gè)扇區(qū)，這個(gè)扇區(qū)都要算用完了。

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總結(jié)

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