磁盘的基本原理

磁盘是一种用于存储和检索数据的非易失性存储设备。它由一个或多个盘片组成,每个盘片分成一个或多个磁道,磁道又分成若干个扇区。数据存储在盘片的表面上,通过读/写磁头进行访问。当计算机需要读取或写入数据时,磁头会定位到正确的磁道,并在盘片上的相应位置执行读取或写入操作。

以下是磁盘工作原理的关键要点:

  • 旋转延迟: 磁盘的盘片在旋转时,需要等待所需数据扇区旋转到磁头下方。这个等待时间被称为旋转延迟。旋转延迟的时间取决于磁盘的旋转速度,通常以每分钟转数(RPM)来衡量。

  • 寻道时间: 寻道时间是将磁头从当前磁道移动到所需磁道的时间。寻道时间取决于磁头的移动速度和磁盘的物理结构。

  • 读/写时间: 一旦磁头位于正确的磁道上,读取或写入数据的时间由磁头的读/写操作速度决定。

例题

在磁盘上存储数据的排列方式会影响 I/O服务的总时间。假设每磁道划分成10个物理块,每块存放1个逻辑记录。逻辑记录R1,R2…R10存放在同一个磁道上,
upload successful
假定磁盘的旋转速度为30ms/周,磁头当前处在 R1的开始处。若系统顺序处理这些记录,使用单缓冲区,每个记录处理时间为6ms,则处理这10个记录的最长时间为 ( );若对信息存储进行优化分布后,处理10个记录的最少时间为( )。
答案:
306ms, 90ms

每个记录的旋转延迟是30/10=3ms,每条记录的处理时间是6ms
读取R1耗时为:3ms + 6ms = 9ms
读取R2…R10耗时为:24ms + 3ms + 6ms = 33ms
最长时间为:9+9*33=306ms

优化后不浪费任何时间最短耗时为:(3ms + 6ms) * 10 = 90ms

upload successful