概述 盘片（platter） 磁头（head） 磁道（track） 扇区（sector） 柱面（cylinder） 盘片 片面 和 磁头 硬盘中一般会有多个盘片组成，每个盘片包含两个面，每个盘面都对应地有一个读...盘片的编号自下向上从0开始，如最下边的盘片有0面和1面，再上一个盘片就编号为2面和3面。 如下图： ?...图2 磁头 和 柱面 硬盘通常由重叠的一组盘片构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的“0”开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为磁盘的柱面。...图3 磁盘容量计算 存储容量 ＝ 磁头数 × 磁道(柱面)数 × 每道扇区数 × 每扇区字节数 图3中磁盘是一个 3个圆盘6个磁头，7个柱面（每个盘片7个磁道） 的磁盘，图3中每条磁道有12个扇区，所以此磁盘的容量为...通俗的来讲，在Windows下如NTFS等文件系统中叫做簇；在Linux下如Ext4等文件系统中叫做块（block）。每个簇或者块可以包括2、4、8、16、32、64…2的n次方个扇区。
磁头(head)数：每个盘片一般有上下两面，分别对应1个磁头，共2个磁头 磁道(track)数：磁道是从盘片外圈往内圈编号0磁道，1磁道......LBA下的编号，扇区编号是从0开始。 逻辑扇区号LBA的公式：LBA(逻辑扇区号)=磁头数 × 每磁道扇区数 × 当前所在柱面号 + 每磁道扇区数 × 当前所在磁头号 + 当前所在扇区号 – 1。...例如：CHS=0/0/1，则根据公式LBA=255 × 63 × 0 + 63 × 0 + 1 – 1= 0，也就是说物理0柱面0磁头1扇区，是逻辑0扇区。...分区表是一个单向链表，第一个分区表，也就是位于硬盘第一个扇区中的DPT，可以有一项记录扩展分区的起始位置柱面，类似于指针的概念，指向扩展分区，根据这项记录我们可以找到扩展分区的某柱面0磁头1扇区(CHS...)，而这个扇区中又存放了第二个分区表，第二个分区表第一项记录一般表述了当前所在的逻辑分区的起始/终止柱面，第二项记录表述了下一个逻辑分区所在的0磁头1扇区(CHS)，第三、第四项记录不存任何信息。
3、盘面、磁道、柱面和扇区 硬盘的读写是和扇区有着紧密关系的。在说扇区和读写原理之前先说一下和扇区相关的”盘面”、“磁道”、和“柱面”。 1....数据的读/写按柱面进行，即磁 头读/写数据时首先在同一柱面内从“0”磁头开始进行操作，依次向下在同一柱面的不同盘面即磁头上进行操作，只在同一柱面所有的磁头全部读/写完毕后磁头 才转移到下一柱面（同心圆的再往里的柱面...为了读取这个扇区的数据，需要将磁头放到这个扇区上方，为了实现这一点： 1）首先必须找到柱面，即磁头需要移动对准相应磁道，这个过程叫做寻道，所耗费时间叫做寻道时间， 2...4、磁盘的读写原理 系统将文件存储到磁盘上时，按柱面、磁头、扇区的方式进行，即最先是第1磁道的第一磁头下（也就是第1盘面的第一磁道）的所有扇区，然后，是同一柱面的下一磁头，……，一个柱面存储满后就推进到下一个柱面...RAID0+1以理解为是RAID 0和RAID 1的折中方案。RAID 0+1可以为系统提供数据安全保障，但保障程度要比 Mirror低而磁盘空间利用率要比Mirror高。
3、盘面、磁道、柱面和扇区 硬盘的读写是和扇区有着紧密关系的。在说扇区和读写原理之前先说一下和扇区相关的”盘面”、“磁道”、和“柱面”。 1....数据的读/写按柱面进行，即磁 头读/写数据时首先在同一柱面内从“0”磁头开始进行操作，依次向下在同一柱面的不同盘面即磁头上进行操作，只在同一柱面所有的磁头全部读/写完毕后磁头 才转移到下一柱面（同心圆的再往里的柱面...、扇区的方式进行，即最先是第1磁道的第一磁头下（也就是第1盘面的第一磁道）的所有扇区，然后，是同一柱面的下一磁头，……，一个柱面存储满后就推进到下一个柱面，直到把文件内容全部写入磁盘。...+ 83 linux /dev/hda10 7752 9729 15888253+ 83 linux 其中 heads 是磁盘面、sectors 是扇区、cylinders 是柱面； 每个扇区大小是...RAID0+1以理解为是RAID 0和RAID 1的折中方案。RAID 0+1可以为系统提供数据安全保障，但保障程度要比 Mirror低而磁盘空间利用率要比Mirror高。
1 磁盘结构 为了方便讨论，我们还是先从最基本的磁盘物理结构说起吧，对于常见的机械磁盘，分磁盘面、磁道、柱面和扇区。（注意本文只讨论机械磁盘，SSD先放一放再说）。...所以，磁盘存储的最小组成单位就是扇区。 单柱面的存储容量 = 每个扇区的字节数 * 每柱面扇区数 * 磁盘面数 整体磁盘的容量 = 单柱面容量 * 总的柱面数字。...204800 83 Linux Partition 1 does not end on cylinder boundary..../dev/sda2 26 36352 291785728 8e Linux LVM 可以看出sda这块磁盘： 1....目的就是为了访问方便，通过一个CHS地址：柱面地址（Cylinders）、磁头地址（Heads）、扇区地址（Sectors）直接定位到存储数据所在的扇区。
如此便将电信号持久化到磁盘上（当然并不是一个磁极方向代表1另一个代表0）. 4、磁盘读取过程： [磁盘2.png] 读取磁盘信息时，不通电的磁头在写入数据的位置上移动，上面可知数据在磁盘上就是一些磁极方向不同的微小局部区域...每个碟片都有正反两面，每一面称为盘面，第1个碟片的正面称为0面，反面称为1面，第2个碟片的正面称为2面，反面称为3面...依次类推。每个盘面都有一个对应磁头负责读写该该盘面上的数据。...，在linux下一般为4k 查看操作系统IO大小： tune2fs -l /dev/sda1|grep "Block size" Block size: 4096 交叉因子...扇区是从1开始编号的而不是0，且扇区号是按照某个间隔交叉着编排，1扇区的后面并不是2号扇区。...交叉因子为1的扇区划分: [扇区.jpg] 4、柱面： 柱面是抽象出来的一个逻辑概念，盘面被划分为1磁道，2磁道，3磁道....
在这一这基础上，又把每个磁道划分成若干弧段，每段称为一个扇区(Sector)。扇区是硬盘上存储的物理单位，每个扇区可存储128×2N次方（N＝0,1,2,3）字节的数据。...也就是说即使计算机只需要硬盘上存储的某个字节，也须一次把这个字节所在的扇区中的全部512字节读入内存，再选择所需的那个字节。扇区的编号是从1开始，而不是0，这一点需要注意。...增加了交叉因子后的扇区编号一般是下面这个样子： ? 柱面 柱面其实是我们抽象出来的一个逻辑概念，前面说过，离盘心最远的磁道为0磁道，依此往里为1磁道，2磁道，3磁道.......这里要注意，硬盘数据的读写是按柱面进行，即磁头读写数据时首先在同一柱面内从0磁头开始进行操作，依次向下在同一柱面的不同盘面(即磁头上)进行操作，只有在同一柱面所有的磁头全部读写完毕后磁头才转移到下一柱面...所以，最后看一下硬盘的容量计算公式： 硬盘容量=盘面数×柱面数×扇区数×512字节 在博文“Linux启动过程分析”中我们提到过MBR，它是存在于硬盘的0柱面，0磁头，1扇区里，占512
中，我们了解了机械硬盘的物理构造，是由磁盘面，磁道、扇区等更小的单位组成的，如下图： 图1 机械磁盘内部构造 分区是操作系统对磁盘进行管理的第一步，这也是我们任何一个计算机使用者都非常熟悉的概念。...我们给出两种方案 方案一：50个盘面，C盘是0-10盘面， D盘是10-20个盘面,…… 方案二：3263个柱面，C盘0-1000个柱面，D盘1001-20001个柱面,…… 接下来我们来讨论下那种方案更优秀...读写原理说起来也简单，就是磁头要找到指定的磁道，指定的扇区，进而把数据读取出来或者写入进去的过程。这个过程分成如下三步： 第一步，首先是磁头径向移动来寻找数据所在的磁道。这部分时间叫寻道时间。...现在主流服务器上经常使用的是1W转/分钟的磁盘，每旋转一周所需的时间为60*1000/10000=6ms，故其旋转延迟为（0-6ms） 第三步，向目标扇区读取或者写入数据，这部分时间叫存取时间。...如果你在Linux下使用过fdisk进行过分区的话可以注意到以下信息。 图2 fdisk分区开始柱面选取 图3 fdisk分区结束柱面选取 分区的过程就是你输入起始柱面号和截至柱面号的过程。
磁臂移动到对应的柱面位置 通过磁头，决定到底读取的是哪一个盘面上的磁道，这样磁盘控制器就可以给对应的磁头上电，就可以利用对应的磁头去读取对应盘面磁道上的数据了 读取当前磁道上的扇区，还需要知道需要连续读取几个扇区...，然后将要操作的柱面，磁头，扇区位置，通过out指令发送到磁盘控制器的端口中，还有缓存的位置,剩下的事情就由磁盘控制器完成。...---- 从CHS到扇区号，从扇区到盘块 可以看到下图，第一个柱面的某个磁道上，分步了0~6号扇区，当需要放置第7个扇区的时候，为了避免磁臂的移动，需要将第7个扇区放在同一个磁道，但是不同柱面上。...---从b_blocknr<<1可以知道Linux 0.11中盘块号和扇区的映射关系 //0---->0 //1----->2 //2----->4 //可以看到在linux 0.11中一个盘块对应两个连续的扇区...(block), “1”(0),”r”(hd_info[dev].sect)); __asm__(“divl %4”:”=a”(cyl),”=d”(head):”0”(block), “1”(0),”r
读取所需的扇区后，然后判断该柱面的扇区是否都读完了， 不是则跳到ok3_read，否则继续判断是否两个磁头都读完了， 不是则跳到ok4_read,否则柱面数加一，准备读下一个柱面的数据..._read jne ok3_read // 等于说明读完了一个柱面，再判断是不是读完了两个磁头 mov ax,#1 // head是0或1即两面磁头 sub ax...,head // 不等于0说明head是0，则继续读磁头1，即对面的磁头 jne ok4_read // 等于0说明读完了该柱面的两个磁头的扇区，磁头号加一，track是轨道的意思...，即磁道 inc track /* 记录准备读的磁头号, 如果是跳转过来的，说明ax是1，即读取一号磁头，已读取扇区是0，即ax清0， 如果是从inc track执行下来的...，ax的高位，即ah记录需要读取的扇区数 inc cx // 磁道号 mov ch,dl // 磁头号，0或1 mov dx,head // dh是磁头号
]:指定硬盘的柱面数（number of cylinders）； -H [heads]:指定硬盘的磁头数（number of heads），当然不是物理数值，而是作用于分区表。...259387694 83 Linux 对fdisk -l相关数值的解释如下： 第一行中说明硬盘/dev/sda总大小为300.0 GB； 第二行中heads表示硬盘磁头数，也是盘面数，因为磁头数等于盘面数...共36468个柱面，柱面是分区的最小单位； 第三行说明每个柱面单位是8225280 byets，柱面单位大小=磁头数*每条磁道的扇区数*扇区大小=255*63*512B=8225280B； 第四行说明扇区的大小是...512B； 第五行说明硬盘最小与最佳的存储单位是512 bytes，等于扇区大小，因为扇区是硬盘的最小存储单位； 第六行说明硬盘标识符是0x0009808c。...总结： 一个磁盘的大小=一个柱面大小*柱面的总数=磁头数量*每个磁道上的扇区数*一个扇区大小*柱面总数 即： 磁盘大小=8225280*36468=299959511040 bytes=299GB=255
新的硬盘数据的密度都一致 某某数据块常常被说为某某磁道，某某扇区 从外围开始编号，0 1 2.。。...需要读取的磁盘的某某磁道，某某扇区都有许多方格，内部有磁性微粒，读取磁力的极性判断0 1 image.png 往往磁盘不止一个盘片，正反都可读写，盘片从下部算起，0 1 2.。。。...，一个盘片有两面，两个编号，比如0面和1面，2面和3面 受到成本和体积限制，一般5片以内 磁道上下连接，获得一个虚拟的柱面 相同编号的磁道成为一个编号的柱面，比如磁盘的0柱面 ?...老式磁盘因为扇区存储数据一致计算容量大小为: 存储容量 ＝ 磁头数 × 磁道(柱面)数 × 每道扇区数 × 每扇区字节数 图上磁盘是一个 3个圆盘6个磁头，7个柱面（每个盘片7个磁道） 的磁盘每条磁道有...，读写磁头更小了，原先横放的方格，现在竖着放也行，磁力极性冲下是0，磁力极性向上是1 LMR水平式记录磁盘，存储密度仅为每平方英寸133GB，而现在PMR垂直式记录磁盘可以做到每平方英寸1108GB，
0x00 机械硬盘 机械磁盘由磁头（head）、磁道（track）、柱面（cylinder）、扇区（sector）和盘片（platter）组成。...其中，磁头悬浮在盘片上，并且每张盘片上下各有一个磁头；每张盘片的磁道数是相同的，每张盘片相同位置的磁道组成柱面；而每一个磁道由数量相同的扇区组成，我们知道离主轴越远的扇区面积越大，而扇区大小一般为512B...0x01 文件 基于上述介绍的机械磁盘，我们如何访问磁盘扇区？通过访问（柱面，磁头，扇区）确定一个扇区，但是用户是无法直接访问扇区的，操作系统将扇区抽象成文件!...其中，主引导扇区（0柱面、0磁头、1扇区，大小为512B）由MBR（Main Boot Record，主引导记录，大小为446B）和各个分区组成。...0x02 文件存储 3.1 连续存储 顺序访问速度快，随机访问速度也快，例如：访问Hello.java，磁头定位到编号为1的磁盘块，接着顺序读取编号为2、3磁盘块。但是，容易出现碎片。
= TINY4412_BLKDEV_BYTES_1/2/32/512; /*扇区,一般每个磁道上有12个扇区，这里需要根据前面柱面和磁头进行计算，不能乱填*/ return 0; } struct...个扇区,160个柱面) (提示: 存储容量 ＝ 磁头数 × 磁道(柱面)数 × 每道扇区数 × 每扇区字节数) Units = cylinders of 128 * 512 = 65536 bytes...= 32; /*柱面(一般一个盘面上有32个柱面)每个盘片32个磁道)*/ geo->sectors = sd_size/2/32; /*扇区,一般每个磁道上有12个扇区，这里需要根据前面柱面和磁头进行计算...= 32; /*柱面(一般一个盘面上有32个柱面)每个盘片32个磁道)*/ geo->sectors = RAMBLOCK_SIZE/2/32/512; /*扇区,一般每个磁道上有12个扇区，这里需要根据前面柱面和磁头进行计算...计算方法： 存储容量 ＝ 磁头数 × 磁道(柱面)数 × 每道扇区数 × 每扇区字节数。
磁盘结构 磁盘主要分为以下结构： 磁头（head）：对磁盘的数据进行读写 磁道（track）：当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道。...整个磁盘的存储大小为： 存储容量 ＝ 磁头数 × 磁道(柱面)数 × 每道扇区数 × 每扇区字节数 磁盘的使用 一块新的硬盘或者U盘等外部设备在插入PC后，需要完成以下事情： 在/dev/下创建一个新的目录...* 1 13 104391 83 Linux /dev/sda2 14 1305 10377990 8e Linux LVM Disk /dev/sdb:...，63个磁道，1305个扇区 主分区1：/dev/sda1 主分区2：/dev/sda2 sdb：5G，255个磁头，63个磁道，652个扇区 无分区 分区的概念 Linux中，磁盘只有被分区完后，...输入初始柱面的值以及分区大小 输入p查看创建的分区/dev/hdb1 ?
硬盘结构图解： 硬盘读写过程 系统将文件存储到磁盘上时，按柱面、磁头、扇区的方式进行，即最先是第1磁道的第一磁头下（也就是第1盘面的第一磁道）的所有扇区，然后，是同一柱面的下一磁头，……，一个柱面存储满后就推进到下一个柱面...所以，数据的读/写按柱面进行，而不按盘面进行。也就是说，一个磁道写满数据后，就在同一柱面的下一个盘面来写，一个柱面写满后，才移到下一个扇区开始写数据。...更恰当的讲，寻址就是利用CHS告诉你，你住在某栋楼几层几房 CHS寻址 由硬盘结构图我们可以清楚地了解到硬盘三大件的含义，利用这三大件催生出了一种以扇区为单位的寻址方式CHS.知道了磁头数、柱面数、扇区数...也很容易确定硬盘的容量，其计算公式是： 硬盘容量=磁头数×柱面数×扇区数×512字节 CHS是一个三元组，组成如下： 1. 一共24个 bit位。 2....× 每磁道扇区数 × 当前所在柱面号 + 每磁道扇区数 × 当前所在磁头号 + 当前所在扇区号 – 1 硬盘的分区结构 我们在linux下经常使用两种分区结构，一种是MBR分区结构，一种是GPT
机械磁盘 机械磁盘由磁头（head）、磁道（track）、柱面（cylinder）、扇区（sector）和盘片（platter）组成。...其中，磁头悬浮在盘片上，并且每张盘片上下各有一个磁头；每张盘片的磁道数是相同的，每张盘片相同位置的磁道组成柱面；而每一个磁道由数量相同的扇区组成，我们知道离主轴越远的扇区面积越大，而扇区大小一般为512B...物理图 逻辑图 数据读取流程 假设目标扇区和当前磁头位置不在同一个磁道上，首先，磁头从一个磁道移动到另一个磁道，同时，盘片也在旋转，此时，虽然磁头到达了该磁道，但是还没有到达目标扇区，因此还需要等待...文件 基于上述介绍的机械磁盘，我们如何访问磁盘扇区？通过访问（柱面，磁头，扇区）确定一个扇区，但是用户是无法直接访问扇区的，操作系统将扇区抽象成文件! 因此，文件是我们操作操作系统最小的单位。...其中，主引导扇区（0柱面、0磁头、1扇区，大小为512B）由MBR（Main Boot Record，主引导记录，大小为446B）和各个分区组成。
实例 Linux的文件系统损坏会导致Linux不正常关机。...、磁头、磁区等参数； -h：显示帮助； -i：显示硬盘的硬件规格信息，这些信息是在开机时由硬盘本身提供的； -I：直接读取硬盘所提供的硬件规格信息； -k ：重设硬盘时，保留-dmu参数的设定...； -K ：重设硬盘时，保留-APSWXZ参数的设定； -m ：设定硬盘多重分区存取的分区数； -n ：忽略硬盘写入时所发生的错误； -p ：设定硬盘的PIO...= 256 (on) geometry = 19457 [柱面数] / 255 [磁头数] / 63 [扇区数], sectors = 312581808 [总扇区数], start = 0 [起始扇区数...] 显示硬盘的柱面、磁头、扇区数： hdparm -g /dev/sda /dev/sda: geometry = 19457 [柱面数] / 255 [磁头数] / 63 [扇区数], sectors
机械硬盘的寻址方式：盘片不断旋转，磁头不断摆动，就是在确认在哪一个磁道，如何确认在哪个扇区？盘片也在旋转，就是让磁头定位扇区。 柱面：把一系列同心的磁道压在一起，宏观上看成一个整体。...一般定位的时候：磁头、柱面、扇区====（磁头、磁道、扇区），这两个是等价的。柱面相当于磁头一起指向的位置就是柱面的边界位置。...在磁盘中定位任何一个扇区：先定位在哪一个磁道（哪个柱面），磁道确定，所有磁头共进退，此时磁头不动，在去定位磁头（定位盘面），最后在定位哪一个扇区。...总结：磁盘中定位任何一个扇区，采用的硬件级别定位方式（CHS定位法）：柱面Cylinder——磁头Head——扇区Sector 3.磁盘的逻辑结构 类比于磁带，卷起来是圆形的，扯开是线性结构的。...的0置为1。
一个扇区的大小是512B，每次磁头连续读写的时候，只能以扇区为单位，即使一次只写了一个字节的数据，那么下一次新的文件写操作就不能再向这个扇区剩余的部分接着写入，而是要寻找一个空扇区来写。...磁道按照从外到圆心进行0、1…N的序号编号，不同盘面上相同编号则组成了一个柱面。...注意磁盘读写都是按照柱面进行的，即磁头读写数据时首先在同一柱面内从0磁头开始进行操作，依次向下在同一柱面的不同盘面( 即磁头上)进行操作，只有在同一柱面所有的磁头全部读写完毕后磁头才转移到下一柱面，因为选取磁头只需通过电子切换即可...电子切换比从在机械上磁头向邻近磁道移动快得多。因此，数据的读写按柱面进行，而不按盘面进行。读写数据都是按照这种方式进行，尽可能提高了硬盘读写效率。...磁盘读写耗时 在了解了磁盘的结构之后，可以看出来磁盘读写耗时主要如下： 寻道时间：磁头移动到指定磁道所需要的时间。 旋转时间：磁头在某个磁道上时，扇区移动到磁头下的时间。
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