外部存储器

磁盘存储器

优点: 存储容量大, 位价格低; 记录介质可重复使用; 记录信息可长期保存而不丢失, 甚至可脱机存档; 非破坏性读出, 读出时不需要再生。

缺点: 存取速度慢, 机械结构复杂, 对工作环境要求较高。

磁盘存储器的组成

磁盘驱动器

核心部件是磁头组件和盘片组件，温彻斯特盘是一种可移动磁头固定盘片的硬盘存储器。

磁盘控制器

硬盘存储器和主机的接口，主流的标准有IDE、SCSI、SATA等。

盘片

一块硬盘含有若于记录面，每个记录面划分为若干磁道，而每条磁道又划分为若干扇区，扇区(也称块)是磁盘读写的最小单位，即磁盘按块存取。

磁头数(Heads)

即记录面数，表示硬盘共有多少个磁头，磁头用于读取/写入盘片上记录面的信息，一个记录面对应一个磁头

柱面数(Cylinders)

表示硬盘每面盘片上有多少条磁道。在一个盘组中，不同记录面的相同编号(位置)的诸磁道构成一个圆柱面。

扇区数(Sectors)

表示每条磁道上有多少个扇区。

磁盘的性能指标

磁盘的容量

非格式化容量

指磁记录表面可利用的磁化单元总数，它由道密度和位密度计算而来。

格式化容量

指按照某种特定的记录格式所能存储信息的总量。

格式化后的容量比非格式化容量要小。

记录密度

道密度

沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数。

位密度

磁道单位长度上能记录的二进制代码位数。

磁盘所有磁道记录的信息量是相同的，并不是圆越大信息越多，故每个磁道的位密度都不同。

面密度

是位密度和道密度的乘积磁盘的容量。

平均存取时间

平均存取时间 = 寻道时间 + 旋转延迟时间 + 传输时间

有时也要加存储控制器的延迟时间。

寻道时间

磁头移动到目的磁道的时间。

由于寻道和找扇区的距离远近不一，故寻道时间和旋转延迟时间通常取平均值。

旋转延迟时间

磁头定位到要读写扇区的时间。

旋转延迟时间可以选取转半圈的时间。

传输时间

传输数据所花费的时间。

数据传输率

磁盘存储器在单位时间内向主机传送数据的字节数，称为数据传输率。

假设磁盘转数为 $ r $ 转/秒，每条磁道容量为 $ N $ 字节，则数据传输率为 $ D_{r} = rN$。

磁盘地址

磁盘的工作过程

硬盘的主要操作是寻址、读盘、写盘。每个操作都对应一个控制字，硬盘工作时，第一步是取控制字，第二步是执行控制字。
硬盘属于机械式部件，其读写操作是串行的，不可能在同一时刻既读又写，也不可能在同时刻读两组数据或写两组数据。

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