磁盘

磁盘(Magnetic Disk)为现代计算机系统提供了大容量的二级存储.从概念上讲,磁盘相当简单.每个磁盘盘片(flatter)呈平整的原形,就象CD.普通盘片的直径在1.8到5.25寸之间.盘片的上下两个表面覆盖了磁性物质.我们通过在盘片上的磁性纪录来存储信息.

读-写磁头(head)在每个盘片表面上方快速移动.磁头固定在磁臂(disk arm)上,这样磁臂就可以将所有磁头作为单元一起移动.盘片表面逻辑上分为圆形的磁道(track),磁道又可以分为扇区(sector).在磁臂同一个位置的磁道集合构成了一个柱面(cylinder).一个磁盘驱动器上可能有数以千计的柱面,而每个磁道又可能有几百个扇区.普通磁盘驱动器的容量以G计.

磁盘在使用时,驱动器马达(drive motor)高速旋转,大多数每秒旋转60-200次.磁盘速度分为两个部分.转移速度(transfer rate)是指数据流从驱动器到达计算机(应该是内存--注)的时间.寻址时间(positioning time),有时叫做随机访问时间(random-access time)有两部分组成,寻找时间(seek time),也就是移动磁臂到目的柱面的时间,和旋转时间(rotational time),即目的扇区旋转到磁头的时间.典型的磁盘每秒能够传输几M数据,并且它们的寻找时间和旋转时间在几个毫秒.
由于磁头在极薄的空气垫高速移动,就有接触盘面的危险.尽管盘片表面涂了很薄的保护层,有时磁头难免会损坏盘片表面.这叫作head crash.Head crash一般是不能修复的,整个磁盘必须更换.

移动磁盘通常只有一个盘片,不在驱动器时通常放到一个塑料盒中免遭损坏.软盘(floppy disk)的盘片不象磁盘那么坚硬,是弹性的.软盘磁头直接放在盘面上,所以转速很慢.

现在的磁盘以一维的逻辑块(logical block)进行编址,逻辑块是传输的最小单位.一个逻辑块大小通常是512字节,但也有不同的,低级格式化(low-level formatted)可以选择不同的逻辑块大小,比如1024字节.

一维的逻辑块序列顺序映射到磁盘的扇区.扇区0位于最外层柱面的第一个磁道上.有两种设备:恒定线速度(CLV)和恒定角速度(CAV).前者里层和外层每个磁道的位密度是一致的,为了保持磁头一致的数据传输率,磁盘在磁头由外至内时要加快旋转速度.而后者的磁道位密度从内层向外层递减.