在2023年,我剛接觸計算機的時候,很多計算機還沒有硬碟。整個作業系統都安裝在5⼨或者3.5寸的軟盤裡。不過,很快⼤部分計算機都開始⽤上了直接安裝在主機板上的機械硬碟。
到了今天,更早的軟盤早已經被淘汰了。在個人電腦和伺服器裡,更晚出現的光碟也已經很少用了。
機械硬碟的生命力仍然非常頑強。無論是作為個人電腦的資料盤,還是在資料中心裡面用作海量資料的儲存,機械硬碟仍然在被大量使用。不僅如此,
隨著成本的不斷下降,機械硬碟還替代掉了很多傳統的儲存裝置,比如,以前常常⽤來備份冷資料的磁帶。
那這一講裡,我們就從機械硬碟的物理構造開始,從原理到應用剖析一下,看看我們可以怎麼樣用好機械硬碟。
1、定義
2、材質
3、資料儲存在**
4、什麼控制盤面旋轉
5、硬碟購買指標
1、磁頭的作用
2、乙個片面上通常有幾個磁頭?
3、一塊硬碟有多少個盤面?
1、從原理方面
2、盤面像什麼?
我們剛才說的乙個磁軌,會分成乙個乙個扇區(sector)
上下平行的乙個乙個盤面的相同扇區呢,我們叫作乙個柱面(cylinder)
1、步驟一
2、步驟二
3、平均延時
4、平均尋道時間
最極端的情況是不尋道
只用1/2或者1/4的磁軌
軟體層面
硬體層面
結論在2000-2023年這10年間,正是這些奇思妙想,讓海量資料下的網際網路蓬勃發展起來的。在沒有ssd的硬碟的時候,聰明的工程師們從硬體到軟體,
設計了各種有意思的方案解決了我們遇到的各類效能問題。而對於計算機底層知識的深入了解,也是能夠找到這些解決辦法的核心因素。
好了,相信通過這一講,你對傳統的hdd硬碟應該有了深入的了解。我們來總結一下。
機械硬碟的硬體,主要由盤面、磁頭和懸臂三部分組成。我們的資料在盤面上的位置,可以通過磁軌、扇區和柱面來定位。實際的一次對於硬碟的訪問,
需要把盤面旋轉到某乙個「幾何扇區」,對準懸臂的位置。然後,懸臂通過尋道,把磁頭放到我們實際要讀取的扇區上。
受制於機械硬碟的結構,我們對於隨機資料的訪問速度,就要包含旋轉盤⾯的平均延時和移動懸臂的尋道時間。通過這兩個時間,我們能計算出機械硬碟的iops。
7200轉機械硬碟的iops,只能做到100左右。在網際網路時代的早期,我們也沒有ssd硬碟可以用,所以工程師們就想出了partial stroking這個浪費儲存空間,
但是可以縮短尋道時間來提公升硬碟的iops的解決方案。這個解決方案,也是乙個典型的、在深入理解了硬體原理之後的軟體優化⽅案。
深入淺出計算機組成原理學習筆記 第十四講
乘法口訣表了,因為單個位置上,乘數只能是0或者1,所以實際的乘法,就退化成了位移和加法 你應該很容易就能發現,在這個乘法器的實現過程中,我們其實就是把乘法展開,變成了 加法 位移 來實現,我們用的是4位數。所以要進行4組 位移 加法 的操作。而且這4組操作還不能同時進行 因為下一組的加法要依賴上一組...
計算機組成原理學習筆記
一直以來對計算機的組成及工作原理都沒有乙個整體的認識,剛好學習到這裡了,通過系統學習,對計算機組成及工作原理有了乙個系統的 認識,這裡做個總結,交流一下。初中我們就知道計算機處理器由運算器 控制器 儲存器組成,後來我們有學習了很多的暫存器 儲存器和匯流排等知識,知識雖然多了,但是並沒有將他們合理的組...
《計算機組成原理》 學習筆記(二)
迄今為止,所有計算機都以二進位制形式進行算術運算和邏輯操作,因此,對於使用者在鍵盤上輸入的十進位制數字和符號命令,計算機必須先把它們轉換成二進位制形式進行識別 運算和處理,然後再把運算結果還原成十進位制數字和符號,並在顯示器上顯示出來 2.1.1 計算機中的數制 十進位制 decimal 二進位制 ...