操作系统导论习题解答（37. Hard Disk Drives）

Hard Disk Drives

带着问题：磁盘是如何存储和获取数据的？

1. The Interface

磁盘可以看作n个扇区的数组(驱动器地址空间从0到n - 1)。

多扇区操作是可以的。许多文件系统一次将读或写很大字节的内容。但是，在更新磁盘时，驱动制造商唯一保证的就是单个512字节扇区的写入是原子级别的。如果发生不合时宜的功率损耗，则仅较大部分写入的可能完成(破损写入(torn write))。

获取地址连续的块比获取地址不连续的块的开销花费少。

2. Basic Geometry

盘片(platter)：圆形硬质便面，通过引起磁性变化，在其上永久存储数据。

一个磁盘至少有一个盘片。每个盘片有两面。其上有一层薄磁性层，即使磁盘断电，磁性层也能保障驱动器持久存储位。

磁盘围绕主轴(spindle)旋转，旋转速率用RPM(rotations per minute)表示。

数据以扇区的同心圆编码在每个表面上，这样的一个同心圆就叫做一条轨道(track)。一个表面包含许多轨道。

读写过程由磁盘头(disk head)完成；驱动器每个表面有一个磁盘头；磁盘头由磁盘臂(disk arm)连接在一起。

3. A Simple Disk Drive

下图：磁道有12个扇区，每个扇区大小为512字节。