硬盘读写原理的详细说明(2)

我们创建了一个新文件，当然，我们的文件系统已经更改，现在是

如图所示：“目录”（TOC）占据前四行，并且TOC存储系统中每个文件的位置。

在上图中，目录包含一个名为hello.txt的文件，其具体内容为“ Hello，world”，并且在系统中的位置是从ae到le。

下一步创建一个新文件

如图所示，我们新创建的文件bye.txt在第一个文件hello.txt旁边。

实际上，这是最理想的系统结构。如果您如上图所示将所有文件并排放置，那么它们将非常容易阅读。快速，这是因为硬盘中最慢的（相对而言）移动臂是传输臂。位移更少，读取文件数据的时间将更快。

但这正是问题所在。现在，我想在“ Hello，World”之后添加一些感叹号，以表达我的强烈感受。现在的问题是：在这样的系统上，我没有位置将这些感叹号放在文件所在的行上，因为bye.txt占用了其余位置。

现在有两种方法可供选择，但都不是完美的

1.我们从原始位置删除文件，重新创建一个文件并写上“ Hello，World !!”。-这无意中延长了文件系统的读写时间。

2.破坏文件就是在另一个空的地方写一个感叹号，即“身体的头部不同”，这是一个好主意，既快速又方便，但这也意味着很多这样会减慢读取下一个新文件的时间。

如果您不知道上面的文字，那么上面的图片

这里提到的第二种方法类似于Windows系统的存储方法，每个文件彼此相邻，但是如果要更改其中一个文件，则意味着下一个数据将被保存在另一个文件中。磁盘的备用位置。

如果删除此文件，它将在系统中保留空格。随着时间的流逝，我们的文件系统将变得碎片化，并且碎片会这样生成。

尝试简单一点，简化了硬盘读写mm的原理

关于硬盘的结构，我不会说太多。我们通常的计算机数据存储在磁道上，该磁道与光盘大致相同。读取是通过磁头完成的。

我们都知道我们的数据是以信息的形式存储在磁盘扇区的磁道上的。摇杆控制头从磁盘的外部到内部读取和写入硬盘。因此，外部数据的读取速度将比内部数据快得多。

事实上，我们的文件大多数时候都被破坏了。当文件没有损坏时，摇杆只需要查找一次轨道，并通过磁头读取它。成功阅读仅需1次；但是如果将文件分成11个位置，则摇杆需要找到11次以读取磁头11次才能完全读取该文件。当阅读时间相对不间断时，它会变得很长。

因此，磁盘碎片通常是减慢系统速度的重要因素之一。 Vista Home团队还计划在后续版本的Vista Optimizer中添加磁盘碎片整理，敬请期待。

7、硬盘容量和分区大小计算

在linux系统中，要计算硬盘容量和分区大小，我们首先通过fdsik -l检查硬盘信息：

磁盘/ dev / hda：8 0. 0 GB，80026361856字节

255个磁头，63个扇区/磁道，9729个圆柱体

单位=柱面数16065 * 512 = 8225280字节

设备启动开始，结束块ID系统

/ dev / hda1 * 1 765 6144831 7 HPFS / NTFS

/ dev / hda2 766 2805 16386300 c W95 FAT32（LBA）

/ dev / hda3 2806 9729 55617030 5扩展

/ dev / hda5 2806 3825 8193118+ 83 linux

/ dev / hda6 3826 5 83 Linux

/ dev / hda7 553+ 82 linux swap / Solaris

/ dev / hda8 59386 83 linux

/ dev / hda9 6658 7751 8787523+ 83 linux

/ dev / hda10 7752 9729 15888253+ 83 linux

其中

heads是磁盘表面；

部门是部门；

气缸是气缸；

每个扇区的大小为512byte，即0. 5K；

通过上面的示例，我们发现该硬盘具有255个磁盘表面，63个扇区和9729个柱面；因此整个硬盘的体积换算公式应为：

磁性表面的数量*扇区的数量*每个扇区的大小512 *柱面数=硬盘容量（以字节为单位）

因此，在此示例中，磁盘的大小应按以下方式计算：

255 x 63 x 512 x 9729 = 80023749120字节

提醒：由于硬盘制造商和操作系统的转换不相同，因此硬盘制造商使用十进制方法进行转换，而操作系统使用二进制系统进行转换，因此当转换为M或G时，会有所不同算法结果是不同的；因此我们的硬盘有时标记为80G，但在操作系统下，它小于几M；

在上面的示例中，比较了硬盘制造商的算法和操作系统：

硬盘制造商：80023749120字节= 8002374 9. 120 K = 8002 3. 749120 M（转换为更大的单位，每次除以100 0）

操作系统：80023749120字节= 7814819 2. 5 K = 7631 6. 594238281 M（转换为更大的单位，每次除以102 4）

当我们检查分区大小时，我们可以使用制造商提供的算法来简单地计算分区大小；将小数点向前移动六位是用G表示的大小；例如，hda1的大小约为6. 144831G;

磁盘阵列

磁盘阵列由许多独立的磁盘组成，组合成一个大容量磁盘组，利用单个磁盘的额外效果来提供数据，以增强整个磁盘系统的性能。使用这项技术，数据可以分为许多部分，并分别存储在每个硬盘上。

独立磁盘冗余阵列（RAID，独立磁盘冗余阵列）是一种将相同数据存储在不同位置的多个硬盘上的方法（因此，是冗余的）。通过将数据放置在多个硬盘驱动器上，输入和输出操作可以平衡地重叠，从而提高了性能。由于多个硬盘驱动器会增加平均故障间隔时间（MTBF），因此存储冗余数据也会提高容错能力。

RAID技术主要具有以下三个基本功能：

（1)通过剥离磁盘上的数据，可以按块访问数据，这减少了磁盘的机械查找时间，并提高了数据访问速度。

（2)通过同时读取阵列中的多个磁盘，减少了磁盘的机械查找时间，并提高了数据访问速度。

（3)通过镜像或存储奇偶校验信息来实现数据冗余保护。

优势

1）提高传输速率。 RAID通过同时在多个磁盘上存储和读取数据，极大地提高了存储系统的数据吞吐量（吞吐量）。在RAID中，许多磁盘驱动器可以同时传输数据，并且这些磁盘驱动器在逻辑上是一个磁盘驱动器，因此RAID的使用可以达到单个磁盘驱动器的速度的几倍，数十倍甚至数百倍。这也是RAID最初要解决的问题。由于当时CPU的速度在迅速增加，并且磁盘驱动器的数据传输速率无法大大提高，因此需要一种解决方案来解决两者之间的矛盾。 RAID终于成功了。

2）通过数据验证提供容错能力。如果普通磁盘驱动器不包含写在磁盘上的CRC（循环冗余校验）代码，则不能提供容错功能。 RAID容错功能建立在每个磁盘驱动器的硬件容错能力之上，因此可以提供更高的安全性。在许多RAID模式下，都有相对完善的相互验证/恢复措施，甚至直接相互镜像备份，这大大提高了RAID系统的容错能力，并提高了系统的稳定性和冗余性。

缺点

RAID0没有冗余功能。如果磁盘（物理）损坏，则无法使用所有数据。

RAID1磁盘的最大利用率只能达到50％（使用两个磁盘时），这是所有RAID级别中最低的。

RAID0 + 1可以理解为RAID 0和RAID 1之间的折衷方案。RAID 0 + 1可以为系统提供数据安全性，但是保护级别低于Mirror级别，并且磁盘空间利用率高于RAID 0 + 1。镜子的。

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