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3 Linux管理員手冊(cè)--存貯介質(zhì)( 二 )

云知道


以上只是理解硬件所需的 。還有其他好多工作，比如馬達(dá)旋轉(zhuǎn)磁盤、移動(dòng)磁頭，但這都與理解硬盤工作原理無(wú)關(guān) 。
磁盤表面通常被分為同心圓環(huán)，叫磁道tracks，磁道又被分為扇區(qū)sectors 。用這樣分來(lái)將磁盤定位，用于為文件定位磁盤空間 。要在硬盤上找到給定的位置，可能?quot;3面5道7扇區(qū)" 。通常所有磁道有相同的扇區(qū)數(shù)，但也有硬盤在外圈磁道放較多的扇區(qū)(所有扇區(qū)用同樣大小的物理空間，這樣在較長(zhǎng)的外圈磁道可以容納更多的數(shù)據(jù)) 。一般一個(gè)扇區(qū)容納512字節(jié)數(shù)據(jù) 。磁盤不能處理比一個(gè)扇區(qū)更小的數(shù)據(jù)量 。
每個(gè)面以相同的方式分為磁道和扇區(qū) 。這意味著當(dāng)一個(gè)磁頭在某個(gè)磁道時(shí)，其他磁頭也在相應(yīng)的位置，所有相同位置的磁道組成柱面cylinder 。磁頭從一個(gè)磁道(柱面)移動(dòng)到另一個(gè)需要花時(shí)間，所以將經(jīng)常要在一起存取的數(shù)據(jù)(如一個(gè)文件)放在一個(gè)柱面里 。這改善了性能 。當(dāng)然不可能完全作到，文件被放在幾個(gè)相分離的位置叫碎片fragmented 。
磁盤的面(或頭，實(shí)際是一樣的)、柱面、扇區(qū)數(shù)各不相同，硬盤這些數(shù)目叫硬盤參數(shù)geometry 。硬盤參數(shù)通常存在一個(gè)特定的、由電池供電的存儲(chǔ)區(qū)中，叫CMOS RAM，操作系統(tǒng)在引導(dǎo)啟動(dòng)或驅(qū)動(dòng)器初始化時(shí)可以從那里得到硬盤參數(shù) 。
不幸的是，BIOS 有一個(gè)設(shè)計(jì)限制，就是不能在CMOS RAM中定義大于1024的磁道數(shù)，這對(duì)大硬盤來(lái)說(shuō)就太小了 。為了克服這個(gè)問(wèn)題，硬盤控制器在磁盤參數(shù)上做了一個(gè)欺騙，用地址轉(zhuǎn)換translates the addresses使計(jì)算機(jī)接受 。例如，一個(gè)硬盤可能有8個(gè)磁頭，2048個(gè)磁道，每磁道35個(gè)扇區(qū) 。其控制器可以對(duì)計(jì)算機(jī)謊稱它有16個(gè)磁頭，1024個(gè)磁道，每磁道35個(gè)扇區(qū)，這樣就沒(méi)有超過(guò)磁道數(shù)的限制，地址轉(zhuǎn)換將磁頭數(shù)減半，磁道數(shù)加倍后傳給硬盤 。實(shí)際的算法可能更復(fù)雜，因?yàn)閿?shù)量可能不象我們?cè)谶@里假設(shè)的這么好(但這不影響我們理解原理) 。這個(gè)轉(zhuǎn)換在操作系統(tǒng)來(lái)看產(chǎn)生了錯(cuò)覺(jué)，并可能影響操作系統(tǒng)對(duì)把所有數(shù)據(jù)存在相同柱面的企圖受到影響 。
轉(zhuǎn)換只是IDE硬盤的問(wèn)題 。SCSI硬盤使用連續(xù)的扇區(qū)號(hào)(即控制器將連續(xù)的扇區(qū)好轉(zhuǎn)換成磁頭、柱面、扇區(qū)的三參數(shù)組),對(duì)CPU與控制器的通信使用完全不同的方法，因此不會(huì)有這個(gè)問(wèn)題 。注意，計(jì)算機(jī)可能根本不知道一個(gè)SCSI硬盤的實(shí)際參數(shù) 。
由于Linux經(jīng)常不知道一個(gè)硬盤的真正參數(shù)，其文件系統(tǒng)也不試圖將文件存在一個(gè)柱面里 。而是爭(zhēng)取給一個(gè)文件分配連續(xù)編號(hào)的山區(qū)，這樣能得到類似的性能 。對(duì)于控制器上有cashe或控制器能自動(dòng)預(yù)取的硬盤，情況將更復(fù)雜 。
每個(gè)硬盤表現(xiàn)為一個(gè)單獨(dú)的設(shè)備文件 。通常只能有2-4個(gè)IDE硬盤 。這就是 /dev/hda , /dev/hdb , /dev/hdc , 和 /dev/hdd。SCSI是 /dev/sda , /dev/sdb , 等等 。其他硬盤類型有類似的命名約定，更多的信息見(jiàn)[Anv] 。注意硬盤的設(shè)備文件給出整個(gè)硬盤的存取，而不是分區(qū)(下面討論的)，因此如果不小心可能搞亂分區(qū)或數(shù)據(jù) 。硬盤的設(shè)備文件只在存取主引導(dǎo)扇(也將在下面討論)時(shí)使用 。
軟盤
軟盤的一面或兩面涂有和硬盤類似的磁性介質(zhì) 。軟盤自己沒(méi)有讀寫頭，讀寫頭在驅(qū)動(dòng)器上 。軟盤相當(dāng)于硬盤的一張盤片，但可移動(dòng)，一個(gè)驅(qū)動(dòng)器可以存取不同的軟盤，而硬盤則是一個(gè)獨(dú)立的單元 。
如同硬盤，一張軟盤也分為磁道和扇區(qū)(軟盤2面上的相同的磁道組成柱面)，但數(shù)量要比硬盤少得多 。
軟驅(qū)通?？梢允褂脦字胁煌谋P片，例如，一個(gè)3.5"軟驅(qū)可以使用720KB和1.44MB的軟盤 。因?yàn)檐涷?qū)操作有些不同，而操作系統(tǒng)必須知道軟盤的容量，所以軟驅(qū)有許多設(shè)備文件，每個(gè)都與軟驅(qū)和軟盤種類有關(guān) 。因此，/dev/fd0H1440 是第一個(gè)軟驅(qū)(fd0)，必須是3.5"軟驅(qū)，使用3.5"高密度軟盤(H)，容量是1440KB(1440)，即普通的3.5"HD軟盤 。軟盤設(shè)備的命名約定見(jiàn)[Anv] 。

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