什麼是硬碟硬碟物理特徵介紹【詳解】

2020-10-19 00:39:16

　　一、硬碟的物理特徵

　　先從硬碟的外觀看看它長啥樣

　　在從硬碟的物理結構可以看到它由以下部分：碟片、磁頭、碟片主軸、控制電機、磁頭控制器、資料轉換器、介面、快取等幾個部份。

　　所有的碟片(一般硬碟裡有多個碟片，碟片之間平行)都固定在一個主軸上。在每個碟片的儲存面上都有一個磁頭，磁頭與碟片之間的距離很小(所以劇烈震動容易損壞)，磁頭連在一個磁頭控制器上，統一控制各個磁頭的運動。磁頭沿碟片的半徑方向動作，而碟片則按照指定方向高速旋轉，這樣磁頭就可以到達碟片上的任意位置了。

　　硬碟基本的物理結構就是這樣子的。

　　二、硬碟的資料組織(所謂軟體、韌體邏輯部分)

　　那麼硬碟到底是如何工作的呢?至於硬碟是如何進行讀寫的，必須要知道硬碟是如何管理使用磁碟的，所謂硬碟的資料組織。硬碟將磁區劃分在磁碟碟片上，然後將這些磁區編號，統一管理。按照軟體(含韌體)指令移動磁頭按照磁軌軌跡在碟片上來回運動，定位磁區，進而讀、寫。下面是一下枯燥的術語，有興趣的可以看一下。

　　磁區：

　　整個硬碟上一般有很多的碟片組成，每個碟片如同切西瓜一樣被“切」成一塊一塊的扇面，同時沿著半徑的方向被劃分成了很多同心圓，就是傳說中的磁軌，每條磁軌被扇面切成很多的扇形區域叫做磁區(磁區是從磁碟讀出和寫入資訊的最小單位，通常大小為512位元組)，不同碟片上的同半徑磁軌組成了柱面，這些都是磁碟物理上的概念，知道便可。

　　磁碟的容量：

　　磁頭數 × 磁軌(柱面)數 × 每道磁區數 × 每磁區位元組數

　　磁頭(head)數：

　　每個碟片一般有上下兩面，分別對應1個磁頭，共2個磁頭;

　　磁軌(track)數：

　　磁軌是從碟片外圈往內圈編號0磁軌，1磁軌...，靠近主軸的同心圓用於停靠磁頭，不儲存資料;

　　柱面(cylinder)數：

　　同磁軌數量;

　　磁區(sector)數：

　　每個磁軌都別切分成很多扇形區域，每道的磁區數量相同;

　　圓盤(platter)數：

　　就是碟片的數量。

　　定址模式：

　　LBA(Logical Block Addressing)。在LBA地址中，地址不再表示實際硬碟的實際實體地址(柱面、磁頭和磁區)。LBA編址方式將CHS這種三維定址方式轉變為一維的線性定址，它把硬碟所有的物理磁區的C/H/S編號通過一定的規則轉變為一線性的編號，系統效率得到大大提高，避免了煩瑣的磁頭/柱面/磁區的定址方式。在存取硬碟時，由硬碟控制器再將這種邏輯地址轉換為實際硬碟的實體地址。

　　LBA下的編號，磁區編號是從0開始。

　　邏輯磁區號LBA的公式：

　　LBA(邏輯磁區號)=磁頭數 × 每磁軌磁區數 × 當前所在柱面號 + 每磁軌磁區數 × 當前所在磁頭號 + 當前所在磁區號 – 1

　　例如：CHS=0/0/1，則根據公式LBA=255 × 63 × 0 + 63 × 0 + 1 – 1= 0

　　也就是說物理0柱面0磁頭1磁區，是邏輯0磁區。

　　其實硬碟“很簡單」，你知道磁區在哪，然後把位元組讀出或寫入。

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