存儲(chǔ)基礎(chǔ)知識(shí)之磁盤(pán)知識(shí)

磁盤(pán)最內(nèi)側(cè)是啟停區(qū)或者著陸區(qū)，接著是數(shù)據(jù)區(qū)，最外圈是0磁道。0磁道檢測(cè)器，由它來(lái)完成硬盤(pán)的初始定位。

硬盤(pán)的每一個(gè)盤(pán)面都有上、下兩個(gè)盤(pán)面。每個(gè)盤(pán)面都能利用，都可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，成為有效盤(pán)面。每一個(gè)有效盤(pán)面都有一個(gè)盤(pán)面號(hào)，按照從上到下的順序從0開(kāi)始依次編號(hào)。在硬盤(pán)系統(tǒng)中，硬盤(pán)的盤(pán)面號(hào)也叫磁頭號(hào)，因?yàn)槊恳粋€(gè)有效盤(pán)面都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的讀寫(xiě)磁頭。

磁盤(pán)在格式化時(shí)被劃分為許多同心圓，這些同心圓軌跡叫磁道。磁道從最外圈向最內(nèi)圈從0開(kāi)始順序編號(hào)。同心圓磁道被劃分成一段段圓弧，每段圓弧叫做一個(gè)扇區(qū)。扇區(qū)從1開(kāi)始編號(hào)，扇區(qū)是讀寫(xiě)的最小單位，一般扇區(qū)大小是512個(gè)字節(jié)。一個(gè)扇區(qū)內(nèi)部的數(shù)據(jù)，是連續(xù)流式記錄的。

所有的盤(pán)面中半徑相同的磁道組成柱面。每個(gè)圓柱上的磁頭都從0磁頭開(kāi)始進(jìn)行操作。依次向下在同一個(gè)柱面的不同盤(pán)面（即磁頭）上進(jìn)行操作。鹽城數(shù)據(jù)恢復(fù)只有在同一柱面的所有磁頭全部讀寫(xiě)完畢之后磁頭才轉(zhuǎn)移到下一個(gè)柱面，因?yàn)檫x取磁頭只需通過(guò)電子切換即可，而選取柱面則必須通過(guò)機(jī)械切換，即尋道。

一個(gè)磁道寫(xiě)滿數(shù)據(jù)后，就在同一個(gè)柱面的下一個(gè)盤(pán)面來(lái)寫(xiě)。一個(gè)柱面寫(xiě)滿后，才移到下一個(gè)柱面開(kāi)始寫(xiě)數(shù)據(jù)，這樣可以減少尋道的頻繁度。讀寫(xiě)數(shù)據(jù)也是按照這種方式進(jìn)行，這樣就提高了硬盤(pán)的讀寫(xiě)效率。

扇區(qū)頭標(biāo)組成包括組成扇區(qū)三級(jí)地址的三個(gè)數(shù)字：①：扇區(qū)所在的柱面（磁道）。②：磁頭編號(hào)。③：扇區(qū)在磁道上的位置，即扇區(qū)號(hào)。

柱面（Cylinder）、磁頭（Header）和扇區(qū)（Sector）三者簡(jiǎn)稱CHS，所以扇區(qū)的地址又稱為CHS地址。

CHS編址方式已經(jīng)不再使用，而轉(zhuǎn)為L(zhǎng)BA編址方式。LBA編址方式磁盤(pán)對(duì)外提供的地址全部為線性的地址，即LBA地址。

CHS中，柱面數(shù)（Cylinders）表示硬盤(pán)每一面盤(pán)面上有多少條磁道。

磁頭數(shù)（Headers）表示硬盤(pán)總共有幾個(gè)磁頭，也就是有幾個(gè)盤(pán)面。

扇區(qū)數(shù)（Sectors）表示每一條磁道上有多少扇區(qū)。每個(gè)扇區(qū)一般是512B。目前很多大型磁盤(pán)陣列所使用的硬盤(pán)，由于陣列控制器需要做一些校驗(yàn)信息之類的特殊存儲(chǔ)，這些磁盤(pán)都被格式化成每扇區(qū)520B。

系統(tǒng)在磁盤(pán)上寫(xiě)入信息時(shí)，寫(xiě)滿一個(gè)磁道后會(huì)轉(zhuǎn)到同一柱面的下一個(gè)磁頭，當(dāng)柱面寫(xiě)滿時(shí)，再轉(zhuǎn)向下一個(gè)柱面。從同一盤(pán)面的一個(gè)磁道轉(zhuǎn)到另外一個(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。

磁頭定位到磁道之后，磁頭開(kāi)始用磁性來(lái)對(duì)扇區(qū)中的每個(gè)磁粒子區(qū)做磁化操作，每個(gè)磁極表示一個(gè)0或者1狀態(tài)。每個(gè)扇區(qū)規(guī)定可以存放4096位這種狀態(tài)，也就是512B。一個(gè)扇區(qū)可以看作是線性的，記錄是順序的。

磁頭的位移動(dòng)非?？?，它使用步進(jìn)電機(jī)來(lái)精確地?fù)Q行（換磁道）。但是相對(duì)于磁盤(pán)的盤(pán)片的高速轉(zhuǎn)動(dòng)而言，步進(jìn)的速度就慢多了，所以制約磁盤(pán)性能的主要因素是這個(gè)步進(jìn)速度（換行或者換道速度），也就是尋道速度。

后來(lái)扇區(qū)尋址體系變了，因?yàn)楹髞?lái)的磁盤(pán)中每個(gè)磁道的扇區(qū)數(shù)目不同了，外圈由于周長(zhǎng)比較長(zhǎng)，所以容納的扇區(qū)可以很多，干脆采用了邏輯地址來(lái)對(duì)每個(gè)扇區(qū)編址，將具體的盤(pán)片、磁道和扇區(qū)，抽象成LBA（Logical Block Address順序編址），LBA1表示0號(hào)盤(pán)片0號(hào)磁道的0號(hào)扇區(qū)。

LBA地址到實(shí)際的盤(pán)片、磁道和扇區(qū)地址的映射工作由磁盤(pán)內(nèi)部的邏輯電路來(lái)查詢ROM中的對(duì)應(yīng)表而得到。

CHS和LBA是可以進(jìn)行換算得到的?，F(xiàn)在LBA48可以達(dá)到128PB尋址，LBA28為128GB尋址。