思维导图
学习目标
了解磁盘的物理结构和存储结构，并将其存储结构进行抽象！！
一、了解一下磁盘及其物理结构
1.1 计算机只认识二进制
什么是二进制？？0，1是被规定出来的，在计算机里面我们用高低电平规定0， 1，或者表示有或区等……因此，0， 1在物理中有不同的表示。
1.2 磁盘的物理结构
- 盘片：一个
磁盘（如一个 1T 的机械硬盘）由多个盘片（如下图中的 0 号盘片）叠加而成。盘片的表面涂有磁性物质，这些磁性物质用来记录二进制数据。因为正反两面都可涂上磁性物质，故一个盘片可能会有两个盘面。 - 磁头：硬盘通常由重叠的一组盘片构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的“0”开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为磁盘的柱面。磁盘的柱面数与一个盘面上的磁道数是相等的。由于每个盘面都有自己的磁头，因此，盘面数等于总的磁头数。
- 磁道：每个盘片被划分为一个个磁道
- 扇区：每个磁道又划分为一个个扇区
1.3 盘片和磁头的关系
- 盘片和磁头有一定的距离
- 磁头悬浮在盘片上，距离很近
- 磁盘中不能有灰尘，避免损伤盘片
- 盘片和磁头容易进行损坏，不能有巨大的碰撞
1.4 磁盘的分类
- 桌面级磁盘（民用）
- 企业级磁盘（企业）
1.5 磁盘的放置位置
放置磁盘的位置，因为磁盘在运行中，磁盘会发热，所以磁盘大多数在水中，利用水的流动将热气带走。
1.6 磁盘的速度
磁盘是机械设备，磁盘还是一个外设，速度是很慢的，因此磁盘的速度会比较慢，差距很大。磁盘的性价比高！
二、磁盘的存储结构
2.1 磁盘的存储结构
- 盘片：一个
磁盘（如一个 1T 的机械硬盘）由多个盘片（如下图中的 0 号盘片）叠加而成。盘片的表面涂有磁性物质，这些磁性物质用来记录二进制数据。因为正反两面都可涂上磁性物质，故一个盘片可能会有两个盘面。 - 磁头：硬盘通常由重叠的一组盘片构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的“0”开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为磁盘的柱面。磁盘的柱面数与一个盘面上的磁道数是相等的。由于每个盘面都有自己的磁头，因此，盘面数等于总的磁头数。
- 磁道：每个盘片被划分为一个个磁道
- 扇区：每个磁道又划分为一个个扇区
- 一个盘片上有n个磁道，一个磁道上有m个扇区
读写的基本单位是扇区，扇区的容量一般为512字节。怎么理解读写的基本单位是扇区呢？？即使只修改一个比特的数据，我们也要将512字节的数据进行更新。
2.2 如何在磁盘中找到特定位置的数据？
在这之前，我们先来看一看结构的英语单词：磁头（Head），柱面（Cylinder），扇区（Sector），这个方法称之为CHS定址法。
具体步骤：
- 先确定数据在哪一个面上，确定磁头（Head）
- 然后，在确定数据在哪个磁道（柱面）上，缩小磁道的半径（Cylinder）
- 最后确定数据在哪一个扇区中（Sector）
三、对磁盘的存储进行逻辑抽象
3.1 为什么要对磁盘的存储进行逻辑抽象？
如果OS直接使用CHS，会导致耦合度太高，并且要方便内核进行磁盘管理。
3.2 利用磁带来引入对磁盘的抽象理解
在以前的时候，会有一个磁带的东西。我很喜欢将磁带中的那一圈圈的东西给拉直，这样，我们就将圆形存储结构变成了线性存储结构。
一般来说，操作系统直接访问4KB（8个连续的扇区）
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