Linuc學習之硬盤基礎

一.硬盤組成

每個SATA硬盤存儲數據的地方都由盤面,扇區,磁道三部分組成。
每個盤面均有一個磁頭,所以盤面數=磁頭數

每個扇區實際上是一個扇環,每個磁道就是由若干這樣的扇環組成的。

二.硬盤尋址方式

  • 硬盤有兩種尋址方式,分別是CHS尋址(三維地址模式)和LBA尋址(線性尋址)。
  • CHS尋址的原理是通過磁頭數,柱面數,扇區數這三個標識來尋址。當時硬盤的每個磁道上的扇區數相同,但是每個扇區的容量也相同,導致外磁道扇區的磁密度明顯低於內磁道容量,造成很大的浪費。爲了解決這一問題,人們引入了線性尋址。
  • 線性尋址的原理是把所有的物理扇區按順序從小到大進行編號,從0開始,這樣只要一個序號就可以確定一個唯一的扇區。通過使用該技術,人們得以採用等密度結構生產磁盤,在每個扇區容量相同的情況下,外磁道的扇區數量自然多於內磁道了。
  • 需要注意的是C/H/S中的扇區編號從“1”至“63”,而LBA方式下扇區從“0”開始編號,所有扇區順序進行編號。

三.尋址方式兼容

  • 爲了保證使用線性尋址硬盤的設備也能兼容一些受CHS尋址方式硬盤影響的軟件,硬盤控制器內部安裝了一個地址翻譯器,將C/H/S參數翻譯成LBA地址。
  • 這種翻譯的原理並不複雜。首先,系統寫入數據時,按照從柱面到柱面的方式,並且總是從每個柱面的第一磁頭的第一個扇區開始,然後是第二個磁頭的第一個扇區,直到下一個柱面。以此類推。所以在對物理扇區編制LBA地址時,也遵循這種規律。從第一個柱面第一個磁頭第一個扇區開始,編號分別爲0,1,2…根據這種規則,找到翻譯方法並不難。

四.0磁道位置

在老式硬盤中,由於不同半徑的磁道長度不同,而每個磁道上的扇區數量卻相同,這就導致不同磁道上的扇區面積也不同。
不過每個扇區的容量是一樣的,老式硬盤是512字節,新式硬盤是4096字節(當然新式硬盤反饋給操作系統的信息還是每個扇區512字節,只不過在磁盤內部操作時,每個扇區是按照4096字節來存儲的)。
由於每個扇區容量相同,長度卻不同,那麼很顯然越靠近邊緣的扇區,存儲密度越小。存儲密度越小(磁密度越小),那麼數據安全性就高。
由於MBR在0磁道第一個扇區,爲了確保MBR的安全性,便將0磁道設置爲最外圍的磁道了。

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