磁盘

磁盘物理结构

Read-write head：读写头；

sectors：扇区；

Cylinder：柱面；

Tracks：磁道；

platter：盘面

硬磁盘的容量为：

盘面数目 x 每盘面的磁道数 x 每磁道的盘块数 x 每盘块的字节数

磁盘是一种直接存储设备，可随机读写任一盘块。盘块地址的形式是：

磁盘的性能指标

磁盘的性能指标用磁盘的容量、存取时间、数据传输速度和可靠性四个参数衡量。

内外存间的数据交换

访问的数据不在主存时，需通过外存加载，所以内外存间要频繁地进行数据交换，每交换一次数据，就称为一次I/O操作。

磁盘块与扇区的区别与联系

扇区

盘面中一圈圈灰色同心圆为一条条磁道，从圆心向外画直线，可以将磁道划分为若干个弧段，每个磁道上一个弧道被称之为一个扇区。扇区是磁盘的最小组成单元，通常是512字节。

磁盘块

操作系统与磁盘之间交流的最小单位就是磁盘块，它是一个虚拟的概念。是对于操作系统（软件）来说有意义的概念。由于扇区的数量比较小，数目众多在寻址时比较困难，所以操作系统就将相邻的扇区组合在一起，形成一个块，再对整个块进行整体的操作。操作系统忽略对底层物理存储结构的设计。通过虚拟出来磁盘块的概念，在系统中认为块是最小的单位。

磁盘的基本读写单位

读写基本单位是扇区。磁盘控制器是按照扇区这个单位读取操作数据的，磁盘的读写和操作系统没有关系。

磁盘块和扇区的大小关系

磁盘块是一个虚拟概念，是操作系统自己杜撰的，软件的概念不是真实的。所以大小由操作系统决定，操作系统可以配置一个块多大，一个块大小=一个扇区大小*2的n次方，n是可以修改的。

块与页的关系

操作系统经常与内存和硬盘这两种存储设备进行通信，类似于块的概念，都需要一种虚拟的基本单位。所以，与内存操作，是虚拟一个页的概念来作为最小单位。硬盘则是块。

RAID磁盘冗余阵列

多盘联合、统一对外、高速高容量、高可靠性。两个磁盘在同一个修复时间（几小时）内同时发生故障的概率很低。

RAID级别（只用Level1和5）

• Level 0：Block Striping，块级拆分，无冗余，多盘并发

• Level 1：写双份，读一份。完整镜像改善可靠性，每个物理记录同时写入两个磁盘阵列系统，读操作是每个独立的查询并行地访问磁盘阵列，以达到改善系统性能的目的。

• Level 5：写双份 + 奇偶检验页，以改善可靠性。读操作能在磁带上并行操作，写操作同时写入数据页面和纠错页面，为了减少磁盘争用，纠错页面被随机的存储在任意的交叉磁盘上。RAID-5使用存储空间比RAID-1更加有效，写时，需写纠错页面，降速。写动作少时，常用RAID-5。

RAID级别的选择

因素：资金；I/O率，代宽；操作；出错时的性能；恢复时的性能

如果数据恢复速度不紧要，则使用RAID1；Level 2和4不用，用相应更好的5；Level 3已经不用，因为bit-striping读一块，涉及所有盘；Level 6很少用，因为Level 1和5已经够用，所以只在1和5种选择。

性能Level1好于Level5，Level1存储代价高于Level5。