04 存储介质与接口介绍

1. 机械硬盘

1.1 硬盘机械结构

  • 盘片:数据存放
  • 主轴:驱动盘片高速运转
  • 磁头:写数据,需要磁化磁盘上的数据来完成写入
  • 接口:把数据向外传输
  • 控制电路:供电

1.2 硬盘电子结构

  • 主控芯片:数据读写的控制
  • 高速缓存:用来暂存高速的CPU、内存的数据块
  • 数据传输芯片:对数据进行存储和读写

1.3 磁头部分

磁头的机械部分和物理部分

通过磁头把盘片上无规则的磁性材料有规则地排列,完成数据的存放

1.4 盘片部分

盘片部分
  • 启停区:在盘片最内侧,完成磁盘读写的初始位置
  • 数据区:存放数据块,又叫磁道

盘片逻辑结构

磁道越多,硬盘的容量越大。
通常把磁道切分为一个个单元,称为扇区,业界主流的大小是8K~128K。扇区会影响磁盘读写的性能。
不同磁盘,同一个磁道所组成的区域叫做柱面。并不真实存在,而是逻辑结构。(条带化就是指的柱面)
现在的磁头数已经是盘片个数的两倍,为了加快数据读写。

1.5 影响硬盘性能的参数

1. 硬盘容量:和盘片数有关
2. 转速:转速越高,磁盘性能越好
3. 缓存机制:缓存区越大性能越好
4. 平均访问时间:分为平均寻道时间(磁头从启停区到数据区的移动时间)和平均等待时间(已到达磁道,但转动到指定扇区的时间)。
5. 数据传输率:内部传输速率(磁盘写入数据)和外部传输速率(通过接口的速率)。由这二者综合决定。

2. 固态硬盘

通过芯片去完成数据的读写。

SSD的结构

分为控制单元和存储单元。
存储单元分为FLASH闪存(支持热拔插,可移动,主流形式)和DDR内存(不支持热拔插,系统化存储)的介质。

3. 硬盘接口

  • ATA接口:IDE硬盘,最大传输133MBps
  • SCSI接口:应用在外置SCSI设备(打印机、录影机),320MBps。价格高,安装复杂。
  • SATA:串行的ATA。支持热拔插。SATA 150MBps,SATA2 300MBps,SATA3 600MBps。
  • SAS接口:串行的SCSI接口。支持点对点、全双工、双端口。每路可达600MBps。
  • FC接口:光纤通道接口。传输距离远、稳定、传输速率高。支持全双工、双端口。应用在大批量存储。成本很高,需要有一系列光纤模块。
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