磁盘浅谈

我用了两年的机械硬盘终于还是出问题了，而且是在保修期过了两个月后出现的问题，让我花了几百块从新买了块固态硬盘，速度确实没有上来，但是空间确实太小了点。

本来想保留起来的，毕竟跟了我两年，今天拿出来从新装在机器上，发现实在是没有办法再起机了，便拆了。以前多多少少也知道些机械硬盘的原理，今天就根据实体总结下，也算是实践和理论结合吧。

正如大家所见，磁盘内部就是这个样子，我一直以为磁片应该是粗糙的，黑色的，没想到竟然和光碟一样亮。下面从网上找来一张图，里面有详细的标注。

从这里面可以看见，内部结构基本一样，均由磁片、磁头、主轴、控制电机、磁头臂、数据转换等构成。其存储数据都是通过磁头变化的电流让磁片中的细微粒子簇聚集产生N或S极的磁性，从而放过来影响电流，依据电流的变化来确定是1还是0。

现在我们来看下常见的术语：

1.磁片

图片中那个圆碟便是磁片了，和光盘不同，它两边都是可以存储数据的，一般大容量的硬盘都有好几片磁片，像我这个1T的硬盘，便有2片。

2.磁道

每一个圆环，便是一个磁道，都是同心圆。磁道是有编号的，不然分出磁道就没有意义了，从外到内编号，最外面是0磁道，到内依次增大。很明显，越靠外面的磁道其线速度越大，但是硬盘设计为越外面的磁道，其磁性粒子的密度越小，所以就出现了上图所见的，磁道又被划分为一段一段的圆弧，这些圆弧所能存储的数据容量都是一样，都是512byte，每一个磁道都是由许多的这样的圆弧组成，这样的圆弧叫做-------扇区。在每一个磁道上，其编号是由1开始编，每次os进行读取写入操作，也都是以扇区为单位。图上海出现了“启停区”这么一个圆弧，“顾名思义”就是磁头停止和开始的地方嘛。但是我发现，我的硬盘的“启停区”好像不在磁片上，而是在图1中黄色的位置，我估计以前是因为越到内圈，密度越大，还没有技术实现，所以干脆就把最里面的内圈当做启停区，现在技术上升了，自然为了更大容量，启停区就在外面了，当然，这仅仅是个人猜猜。

3.柱面

想象如果由好几片磁片，然后都是在一个主轴上，这样，在三维空间上，每个磁片和其他磁片的磁道就会形成一个柱形的空间------柱面。柱面从上到下从0开始编号，在读写数据的时候，也是按柱面进行，只有一个柱面的数据全部读完后才会进行下一个柱面的读取。原因当然是十分的明显，机械臂并不是只有一根，磁片的正反都可以读取，所以一张磁片应该需要配置两根机械臂，而且这些机械臂都是一起运动，自然，将关系紧密的数据存放在统一柱面，在进行读取的时候，只需要动一下机械臂就能读取到很多的相关数据，何乐而不为诶。

当然，上面的几个术语仅仅是在逻辑上的建立，实际磁片就是那样，没有上面所说的那些线、圈之类的。至于磁盘的读取，有很多的算法，操作系统课程提到过的比如：1.先来先服务算法  2.最短寻道算法  3.扫描算法  关系就比较密切了4.循环扫描算法。若要详细研究，和操作系统的文件系统，这里就点到为止。

读写数据简单来看就是告诉磁盘，你所需要读写的数据的三维：磁片编号、磁道编号、扇区编号，然后进行相关的操作。

对磁盘的介绍就提到这里，最后外面来看看，这个磁盘到底有多精密。