磁碟管理包括磁碟排程演算法、磁碟快取記憶體、raid技術。
首先學習磁碟的結構
如圖所示：磁碟由多個碟片組成，每個碟片有兩個盤面，每個碟片都有兩個磁頭，統一由磁頭臂控制。碟片上的儲存區域被分為磁軌，每個磁軌上又分多個扇區。如圖，每個扇區的大小事512位元組，所以扇區也是資料儲存和傳輸的基本單位。
按磁頭的工作方式，可以分為活動頭磁碟和固定頭磁碟。
1．活動頭磁碟
活動頭磁碟乙個盤面上僅配有乙個磁頭，所有磁頭都安裝在乙個傳動臂上，在訪問盤面上的磁軌時，傳動臂在步進電機的控制下，可在整個盤面上從外向內，或從內向外移動，這稱為尋道。活動頭磁碟只能進行序列讀/寫，導致i/o速度較饅，但是由於結構簡單，仍廣泛用於中、小型磁碟裝置中。微機上配置的溫盤和軟盤，都採用活動磁頭結構，這裡我們主要針對這類磁碟的i/o進行討論。
2．固定頭磁碟
固定頭磁碟在每條磁軌上都有乙個讀/寫磁頭，所有的磁頭都被裝在一剛性磁臂中，通過這些磁頭可訪問所有的磁軌，可以進行並行讀/寫操作，有效地提高了磁碟的i/o速度。這種結構的磁碟主要用於大容量磁碟上。
所有盤面上的同一磁軌構成乙個圓柱，通常稱做柱面（cylinder），柱面號和磁軌號是一致的，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。這樣就比單獨讀寫盤面提高了硬碟的讀/寫效率。
硬碟的容量由盤面數（磁頭數）、柱面數和扇區數決定，其計算公式為：
硬碟容量＝盤面數×柱面數×扇區數×512位元組
硬碟容量=盤面數*磁軌數*扇區數*512
影響磁碟效能的指標有轉速、尋道時間、磁碟快取、資料傳輸速率。其中影響資料查詢的的主要因素是尋道時間，因此，磁碟排程演算法主要是減少平均尋道時間，提高i\o傳輸的效率。
磁碟的排程演算法：
磁碟是可被多個程序共享的裝置。當有多個程序都請求訪問磁碟時，應採用一種適當的排程演算法，以減小各程序對磁碟的平均訪問（主要是尋道）時間。目前常用的磁碟排程演算法有：先來先服務、最短尋道時間優先、掃瞄演算法和迴圈掃瞄演算法等。
1.先來先服務fcfs（first come first served）演算法
這是一種最簡單的磁碟排程演算法。它根據程序請求訪問磁碟的先後次序進行排程。此演算法的優點是公平、簡單，且每個程序的請求都能依次得到處理，不會出現某一程序的請求長期得不到滿足的情況。但此演算法由於未對尋道進行優化，致使平均尋道時間可能較長。
2．最短尋道時間優先sstf（shortest seek time first）演算法
該演算法總是為那些與當前磁頭所在的磁軌距離最近請求服務，也就是執行尋道時間最短的那個i/o請求。這種排程演算法有較好的平均尋道時間，sstf較之 fcfs有較好的尋道效能，故曾被廣泛採用。
3．掃瞄（scan）演算法
sstf演算法雖然獲得較好的尋道效能，但它可能導致某些程序長時間的得不到服務（稱之為飢餓現象）。因為只要不斷有新程序到達，且其所要訪問的磁軌與磁頭當前所在磁軌的距離較近，這種新程序的i/o請求必被優先滿足。對 sstf演算法略加修改後所形成了scan演算法。
該演算法不僅考慮到欲訪問的磁軌與當前磁軌的距離，更優先考慮的是磁頭的當前移動方向。即當磁頭正在自里向外運動時，scan演算法要選擇的下乙個訪問物件是其欲訪問的磁軌在當前磁軌之外，又是距離最近的。直至再無更外的磁軌需要訪問時，才將磁臂換向，自外向裡運動。從而避免了飢餓現象的出現。由於這種演算法中磁頭移動的規律象電梯的執行，所以又稱為電梯排程演算法。
4．迴圈掃瞄 cscan（circular scan）演算法
這是scan演算法的一種變種演算法，是為了提供更均勻的等待時間而設計的。cscan演算法規定磁頭只能單向運動（自里向外），當磁頭運動到最外面的被訪問磁軌時，磁頭立即返回到最裡面的欲訪的磁軌，即將最小磁軌號緊接著最大磁軌號構成迴圈，進行掃瞄。
5．n-step-scan演算法
在sstf、scan及cscan這幾種演算法中，都可能出現磁臂停留在某處不動的情況。例如，有乙個或幾個程序對某一磁軌有著較高的訪問頻率，反覆請求對某一磁軌進行i/o，從而壟斷了整個磁碟裝置，把這一現象稱為「磁臂粘著」。n步scan演算法是將磁碟請求佇列分成若干個長度為n的子佇列，磁碟排程將按fcfs演算法依次處理這些子佇列，又按scan演算法處理佇列中的每乙個請求，這樣就可避免出現粘著現象。當 n值取得很大時，會使其效能接近於scan演算法；當 n=1時， 該演算法退化為 fcfs演算法。
6． fscan演算法
fscan演算法實質上是n-step-scan演算法的簡化。它只將磁碟請求訪問佇列分成兩個子佇列。乙個是當前所有請求磁碟i/o的程序佇列，由磁碟排程按scan演算法進行處理。另乙個佇列則是在掃瞄期間，新出現的所有請求磁碟i/o的程序佇列，這樣所有的新請求都將被推遲到下一次掃瞄時處理。
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