磁盘的组成

本文深入解析磁盘存储机制,介绍磁道与扇区概念,解释磁盘读写过程及存储效率提升策略。以1TB硬盘为例,分析不同存储单位对地址记录的影响,展示现代磁盘如何通过增大最小存储空间来提高存储利用率。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

磁盘是一种采用磁介质的数据存储设备。磁盘的上表面和下表面有若干个半径不同的同心圆,这些同心圆被划分为磁道。每个磁道上又被划分成若干个等长度的扇区。每个扇区中含有很多磁颗粒点,磁颗粒点在磁场的作用下正表示1负表示0。如果扇区内的 磁性整体显示为正那么这个扇区表示的信息为1,反之为0。扇区保证了当单个磁颗粒点被破坏时数据不会发生改变。
在磁盘的上方和下方都有一个磁头读写磁盘信息。磁盘的转速通常在5000—10000转\分钟。当需要读取磁盘里的信息时磁头会移动到对应的磁道上,然后磁盘开始转动使对应的扇区转动到磁头下面。
现在磁盘的最小存储空间通常为4kb。这是因为随着技术的进步,磁盘的存储空间也越来越大。数据的本质本质功能是增删改查。查找数据需要知道数据存储的位置。以1TB硬盘为例,如果采用1B为最小存储空间,则需要2^40 的存储地址需要记录。也就是需要40bit与其对应,所以必须要采用long型。存储空间的利用率大约为11.1%。利用率非常低。如果采用4kb为最小单位,需要记录2^28个地址单元,此时也采用long型,利用率大约是99%。

图2-1所示的存储系统由9块4TB的磁盘组成一个RAID 5级别的RAID组,并配置1块全局热备。 RAID(Redundant Array of Independent Disks)是一种通过将数据分散存储在多个磁盘上的技术,提供数据冗余和容错能力。RAID 5级别是一种常见的RAID配置,它具有良好的读取性能和中等的写入性能。这种配置需要至少三个磁盘来构建,其中一个磁盘用于存储校验位。 在图2-1中,9块4TB的磁盘被组合成一个RAID 5组。这意味着每个磁盘上的数据被分割成块,并与其他磁盘上的相应块进行奇偶校验。这样可以实现数据的容错能力,当一个磁盘发生故障时,可以通过校验位重建数据。 此外,还有1块全局热备在系统中配置着。全局热备是一块不参与数据读写的备用磁盘,当任何一个磁盘发生故障时,全局热备会自动替代故障磁盘的工作,保障数据的安全和可用性。 这种配置的存储系统具有较高的数据保护能力和容错能力。当一个磁盘发生故障时,数据可以通过校验位进行恢复,而全局热备则可以保障在故障发生时系统的稳定性和可用性。同时,9块4TB的磁盘的容量被有效地利用起来,提供足够的存储空间。 综上所述,图2-1所示的存储系统由9块4TB的磁盘组成一个RAID 5级别的RAID组,并配置1块全局热备,以提供数据的冗余和容错能力,并确保系统的稳定性和可用性。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值