计算机底层知识拾遗（三）理解磁盘的机制

磁盘是一种重要的存储器，位于主存结构的下方，是永久存储的介质。在 计算机底层知识拾遗（一）理解虚拟内存机制 这篇中说了虚拟内存是面向磁盘的，理解磁盘的工作原理对理解计算机的很多概念有很大的帮助。尤其是在数据库和分布式存储领域，要经常和磁盘打交道。

磁盘这块主要有几个部分的概念：

1. 磁盘的基本结构和工作原理

2. 如何在虚拟内存机制下与内存高效地交换数据

3. 磁盘如何保证数据存储的可靠性及故障恢复

磁盘的基本结构和工作原理

从单个磁盘来说，由一个个的同心圆组成，一个同心圆就是一个磁道，每个磁道由多个扇区组成，每个扇区之前由没有磁性的间隙分隔。扇区有磁性物质，支持读和写操作。

每个磁道的扇区数量是一个常量，每个扇区的大小一般是4KB。扇区是磁盘基本的物理单元。

每一个盘面对应一个传动臂，传动臂的头部有一个读/写头可以读和写磁盘介质。 传动臂可以覆盖所有的磁道，通过旋转盘面和移动传动臂，就可以访问到盘面所有扇区的数据。