磁盘结构及磁盘性能参数IOPS计算方法介绍

磁盘结构

硬盘本质是一种机械装置，由盘体、磁头、电机、硬盘控制器组成。硬盘的结构如下图所示：

盘体一般由多个盘片组成，这些盘片重叠在一起放在一个密封的盒中。盘片在电机的带动下高速旋转，存储设备中使用的高性能硬盘转速每分钟达到7200转、10000转、15000转。转速的不同造成硬盘读写能力的不同。硬盘的磁头用来读取或者修改盘片上磁性物质的状态。硬盘控制器，是把计算机指令转化为硬盘动作的接口设备。它接收并解释计算机来的命令，向硬盘发出各种控制信号；检测硬盘状态，按照规定的硬盘数据格式，把数据写入硬盘和从硬盘读出数据。为了对磁盘进行管理，盘片会进一步划分为磁道和扇区。

磁盘IO操作介绍

简单的说，磁盘的一个典型I/O操作由两个阶段组成：

1. 数据的定位

首先，磁头在盘片径向移动到正确磁道。其次，盘片转到磁头所在位置。由于磁头需要读写的盘片位置是随机的，最远的需要旋转一圈，最近的可能就在磁头所在位置，所以我们取平均值，即盘片旋转半圈即可找到需要的数据。

2. 数据的传输

完成数据的定位后，并开始读取和传输数据。传输数据的时间取决于数据传输率，其值等于数据大小除以数据传输率。

磁盘性能参数IOPS介绍

根据上面的描述，影响IO的服务响应时间，包括以下三项时间：

1. 盘片旋转延迟时间 （rotational latency）