磁碟結構及讀寫特性（另一篇）
1. 盤面
乙個碟片都有兩個盤面（side），即上、下盤面，一般每個盤面都會利 用，都可以儲存資料，成為
有效碟片，也有極個別的硬碟盤面數為單數。每乙個這樣的有效盤面都有乙個盤面號，按順序從上至下從
「0」開始依次編號。在硬碟系 統中，盤面號又叫磁頭號，因為每乙個有效盤面都有乙個對應的讀寫磁頭。
硬碟的碟片組在2～14片不等，通常有2～3個碟片，故盤面號（磁頭號）為0～3或 0～5。
2. 磁軌
磁碟在格式化時被劃分成許多同心圓，這些同心圓軌跡叫做磁軌（track）。磁軌從外向內從0開始順序
編號。硬碟的每乙個盤面有300～1 024個磁軌，新式大容量硬碟每面的磁軌數更多。資訊以脈衝串的形式記
錄在這些軌跡中，這些同心圓不是連續記錄資料，而是被劃分成一段段的圓弧，這些圓弧 的角速度一樣。
由於徑向長度不一樣，所以，線速度也不一樣，外圈的線速度較內圈的線速度大，即同樣的轉速下，外圈在
同樣時間段裡，劃過的圓弧長度要比內圈 劃過的圓弧長度大。每段圓弧叫做乙個扇區，扇區從「1」開始編
號，每個扇區中的資料作為乙個單元同時讀出或寫入。乙個標準的3.5寸硬碟盤面通常有幾百到 幾千條磁軌
。磁軌是「看」不見的，只是盤面上以特殊形式磁化了的一些磁化區，在磁碟格式化時就已規劃完畢。
3. 柱面
所有盤面上的同一磁軌構成乙個圓柱，通常稱做柱面（cylinder），每個圓柱上的磁頭由上而下從「0」
開始編號。資料的讀/寫按柱面進行，即磁 頭讀/寫資料時首先在同一柱面內從「0」磁頭開始進行操作，依
次向下在同一柱面的不同盤面即磁頭上進行操作，只在同一柱面所有的磁頭全部讀/寫完畢後磁頭 才轉移到
下一柱面，因為選取磁頭只需通過電子切換即可，而選取柱面則必須通過機械切換。電子切換相當快，比在
機械上磁頭向鄰近磁軌移動快得多，所以，資料 的讀/寫按柱面進行，而不按盤面進行。也就是說，乙個磁
道寫滿資料後，就在同一柱面的下乙個盤面來寫，乙個柱面寫滿後，才移到下乙個扇區開始寫資料。讀數
據也按照這種方式進行，這樣就提高了硬碟的讀/寫效率。
一塊硬碟驅動器的圓柱數（或每個盤面的磁軌數）既取決於每條磁軌的寬窄（同樣，也與磁頭的大小
有關），也取決於定位機構所決定的磁軌間步距的大小。
4.扇區
作業系統以扇區（sector）形式將資訊儲存在硬碟上，每個扇區包括512個位元組的資料和一些其他資訊。
乙個扇區有兩個主要部分：儲存資料地點的識別符號和儲存資料的資料段。
扇區的第乙個主要部分是識別符號。識別符號，就是扇區頭標，包括組成扇區三維位址的三個數字：扇區所
在的磁頭（或盤面）、磁軌（或柱面號）以及扇區在磁 道上的位置即扇區號。頭標中還包括乙個字段，其
中有顯示扇區是否能可靠儲存資料，或者是否已發現某個故障因而不宜使用的標記。有些硬碟控制器在扇區
頭標中 還記錄有指示字，可在原扇區出錯時指引磁碟轉到替換扇區或磁軌。最後，扇區頭標以迴圈冗餘校
驗（crc）值作為結束，以供控制器檢驗扇區頭標的讀出情況， 確保準確無誤。
扇區的第二個主要部分是儲存資料的資料段，可分為資料和保護資料的糾錯碼（ecc）。在初始準備期間
，計算機用512個虛擬資訊位元組（實際資料的存放地）和與這些虛擬資訊位元組相應的ecc數字填入這個部分。
4、硬碟的讀寫原理
系統將檔案儲存到磁碟上時，按柱面、磁頭、扇區的方式進行，
即最先是第1磁軌的第一磁頭下（也就是
第1盤面的第一磁軌）的所有扇區，然後，是同一柱面的下一磁頭，
……，乙個柱面儲存滿後就推進到下乙個
柱面，直到把檔案內容全部寫入磁碟。
系統也以相同的順序讀出資料。讀出資料時通過告訴磁碟控制器要讀出扇區所在的柱面號、磁頭號和扇
區號（實體地址的三個組成部分）進行。磁碟控制器則 直接使磁頭部件步進到相應的柱面，選通相應的磁頭，等待要求的扇區移動到磁頭下。在扇區到
來時，磁碟控制器讀出每個扇區的頭標，把這些頭標中的位址資訊與 期待檢出的磁頭和柱面號做比較（即尋
道），然後，尋找要求的扇區號。待磁碟控制器找到該扇區頭標時，根據其任務是寫扇區還是讀扇區，來決
定是轉換寫電路， 還是讀出資料和尾部記錄。找到扇區後，磁碟控制器必須在繼續尋找下乙個扇區之前對
該扇區的資訊進行後處理。如果是讀資料，控制器計算此資料的ecc碼，然 後，把ecc碼與已記錄的ecc碼相
比較。如果是寫資料，控制器計算出此資料的ecc碼，與資料一起儲存。在控制器對此扇區中的資料進行必要
處理期間，磁碟繼續旋轉。
讀寫原理續：
磁碟的讀寫順序都是從碟片的最外面開始向內讀寫，也就是從1柱面1磁軌1扇區開始（0柱面0磁軌1扇區為磁碟主引導扇區），然後尋道找到對應的扇區，再根據讀寫情況，切換電路對磁碟進行或讀或寫操作。但如果扇區編號（儲存在扇區頭標）是按1,2,3的數字順序排列下去，那就可能出現乙個讀寫效率的問題。比如扇區編號是按上面的情況排列在磁軌上，那麼當磁頭對扇區1讀寫完成後，如果由於碟片的旋轉速度過快或磁碟資料讀寫速度過慢，以致磁頭準備對扇區2進行讀寫時，磁頭卻轉到扇區2中間，磁軌上的扇區間隔已不足以為磁碟提供讀寫下一扇區的準備時間，那麼磁碟就需旋轉一周後回頭再對扇區2進行讀寫。這樣的話，磁碟讀寫一道磁軌時，磁碟旋轉的週數就等於該磁軌上的扇區數，這將大大降低磁碟的讀寫速率。因此，ibm的一位工程師就創出一種「交叉因子編碼」的方式來對扇區進行編號。比如交叉因子為2:1,也就是1與2之間相差兩扇區（比如第一位為扇區1,那麼扇區2就在第三位），2與3也是如此，以此類推。如果磁碟旋轉通過扇區1、2之間的間隔的時間小於磁碟的準備時間，那麼讀完一磁軌的資料就需要磁碟旋轉兩周，否則就需旋轉一磁軌的扇區數。若是「準備時間」仍不足的話可以用交叉因子為3:1。因此通過交叉因子編碼可以大大地提高磁碟讀寫速率，並充分利用磁碟空間，防止資源浪費。
盤面，磁軌，柱面，扇區
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磁軌，扇區，柱面簡介
當磁碟旋轉時，磁頭若保持在乙個位置上，則每個磁頭都會在磁碟表面劃出乙個圓形軌跡，這些圓形軌跡叫做磁軌。磁軌用肉眼看不見，以特殊方式磁化了一些磁化區，磁碟上的資訊便是沿著這樣的軌道存在的。相鄰的磁軌並不緊挨著，因為磁化單元相鄰太近時磁性會產生影響，同時為磁頭讀寫帶來困難。磁碟上的每個磁軌被分為若干個弧...
扇區 磁軌 柱面和簇的介紹
一直以來對這幾個概念非常模糊，最近看ramdisk 感覺wdf和wdm差距好大啊 就認真的看了下概念，嘿嘿。首先可以想象成一跟由很多圓形碟片組成的圓柱體。磁軌 track，可以理解為乙個圓形碟片由許許多多的同心圓組成，每乙個同心圓可以認為是乙個磁軌。硬碟是乙個高速旋轉的東西，當磁碟旋轉時，磁頭若保持...