标签：计算机 容量 扇区 辅助存储器 磁道 柱面 磁头 原理 硬盘
外存储器概述
主存的后备和扩充，也称外存。
特点:容量大,可靠性高,单位存储容量价格低,在掉电情况下能长期保存信息
辅助存储器的主要技术指标
辅助存储器的主要技术指标是存储密度、存储容量、寻址时间等
1.存储密度。
是指单位长度或单位面积磁层表面所存储的二进制的信息量。 对于磁表面存储器，用道密度和位密度表示。
道密度(TPI)：磁盘半径方向单位长度包含的磁道数。
位密度(BPI)：在每一个磁道内单位长度内所能记录的二进制信息数。
2.存储容量
指磁表面存储器所能存储的二进制信息总量（B）。
存储容量有格式化容量和非格式化容量两个指标。
格式化容量：指按照某种特定的记录格式所能存储的信息总量，也就是用户真正可以使用的容量。
非格式化容量：是磁记录表面可以利用的磁化元总数。
计算公式：
非格式化容量=面数×道数（面）×每个磁道的容量
格式化容量=面数×道数（面）×扇区数（道）×字节数（扇区）
3.寻址时间
找道时间：磁头寻找目标磁道所需的时间。
等待时间：磁头等待所需读写的区段旋转到它的下方所需要的时间。
这两个时间是随机的，一般取二者的平均值
平均等待时间：一般以磁盘旋转半周所需的时间为准。
4.数据传输率
磁表面存储器在单位时间内与主机传送数据的位数或字节数。计算公式为：
Dr=n × N
其中：n为转速，单位为转/秒；
N为磁道的容量，单位为字节。
单位为：字节/秒
5.误码率
是衡量磁表面存储器出错概率的参数。它等于从辅存读出时，出错信息位数和读出的总信息位数之比。
6.价格
通常用“位价格”来比较各种存储器，它等于：设备价格/容量。在所有的存储设备中，磁表面存储器和光存储器的位价格是最低的。
磁盘结构
盘片（Platter）
一块硬盘有若干盘片，每个盘片有可以存储数据的上、下两盘面（Side）。这些盘面堆叠在主轴上高速旋转，它们从上至下从“0”开始依次编号
读写磁头（Head）
每个盘面上一个读写磁头，盘面号即磁头号。所有磁头在磁头臂作用下同时内外移动，即任意时刻，所有磁头所处的磁道号是相同的。
每个盘片有两个面，每个面都有一个磁头，习惯用磁头号来区分。
磁道（Track）
每个盘面被划分成许多同心圆，这些同心圆轨迹叫做磁道；磁道从外向内从0开始顺序编号。
扇区（Sector）
将一个盘面划分为若干内角相同的扇形，这样盘面上的每个磁道就被分为若干段圆弧，每段圆弧叫做一个扇区。每个扇区中的数据作为一个单元同时读出或写入。硬盘的第一个扇区，叫做引导扇区。
在老式硬盘中，尽管磁道周长不同，但每个磁道上的扇区数是相等的，越往圆心扇区弧段越短，但其存储密度越高。不过这种方式显然比较浪费空间，因此现代硬盘则改为等密度结构，这意味着外围磁道上的扇区数量要大于内圈的磁道，寻址方式也改为以扇区为单位的线性寻址。为了兼容老式的 3D 寻址方式，现代硬盘控制器中都有一个地址翻译器将 3D 寻址参数翻译为线性参数。
为了对扇区进行查找和管理，需要对扇区进行编号，扇区的编号从0磁道开始，起始扇区为1扇区，其后为2扇区、3扇区……，0磁道的扇区编号结束后，1磁道的起始扇区累计编号，直到最后一个磁道的最后一个扇区（n扇区）。例如，某个硬盘有1024个磁道，每个磁道划分为63个扇区，则0磁道的扇区号为1~63，1磁道的起始扇区号为64最后一个磁道的最后一个扇区号为64512。硬盘在进行扇区编号时与软盘有一些区别，在软盘的一个磁道中，扇区号一次编排，即1、2、3……n扇区。由于硬盘的转速较高，磁头在完成某个扇区数据的读写后，必须将数据传输到微机，这需要一个时间，但是这时硬盘在继续高速旋转，当数据传输完成后，磁头读写第二个扇区时，磁盘已经旋转到了另外一个扇区。因此在早期硬盘中，扇区号是按照某个间隔系数跳跃编排的。
柱面（Cylinder）
所有盘面上的同一磁道构成一个圆柱，称作柱面。数据的读/写按柱面从外向内进行，而不是按盘面进行。定位时，首先确定柱面，再确定盘面，然后确定扇区。之后所有磁头一起定位到指定柱面，再旋转盘面使指定扇区位于磁头之下。写数据时，当前柱面的当前磁道写满后，开始在当前柱面的下一个磁道写入，只有当前柱面全部写满后，才将磁头移动到下一个柱面。在对硬盘分区时，各个分区也是以柱面为单位划分的，即从什么柱面到什么柱面；不存在一个柱面同属于多个分区。
磁道与柱面都是表示不同半径的圆，在许多场合， 磁道和柱面可以互换使用。
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