linux11磁盘介绍

磁盘介绍：
作用：用来存放数据（二进制方式来管理数据）
分类：
机械硬盘
固态硬盘
机械磁盘组成：
盘片：上面布满磁性颗粒，保存写入数据
主轴：带动盘片转动，转到磁头的下方
读/写磁头：负责数据的读写
磁头臂：带动磁头，将磁头移动到指定位置
控制电路：控制硬盘的速度，磁头臂的移动等等
机械磁盘的属性：
磁道：盘片围绕在主轴周围的同心环，编号由外之内从0累加
扇区：磁道上被分成的更小的单位，也是磁盘中保存数据最小的存储单元
一般大小为512k，也有更大的扇区4k
柱面：在同一个磁盘中，所有盘片相同位置编号的磁道形成的一个圆柱
机械磁盘工作方式：
主轴带动盘片做圆周运动，磁头臂带动磁头做直接运动

常用总线协议/硬盘类型
SCSI:小型计算机系统接口
产生：1981年由Shugart Associates NCR研发
作用：主要用于主机与存储之间的通信（最多可以连接16个设备）
SCSI-3：
物理层：定义信号传输方法和接口细节
传输层：定义各种互相通信的协议，scsi-3，fc等等
应用层（命令层）：定义各种指令集
SCSI协议寻址：
总线号：区分不同的scsi总线
设备ID：区分总线上不同的设备
逻辑单元号：设备中的子设备

ATA：高级技术附加，一般称为IDE硬盘，为上个世纪桌面级标准磁盘，现已被淘汰；
SATA：目前桌面机主流磁盘，为ATA的升级版本
特点：
容量大，价格便宜，应用广泛
SAS：Serial Attached SCSI 串行scsi协议
特点：
采用点对点连接方式，高带宽，效率高，支持热插拔，带宽为300M/s,600M/s

 

I/O操作：(input/output)
单个IO：
操作系统内核发出一个读IO命令，当控制控制磁盘的控制器接到这个指令后，控制器会给磁盘发送一个读数据的指令，并同时将要读取数据块的地址传送给磁盘，然后硬盘读取数据传送给控制器，并由控制器返回给操作系统，完成一个IO操作

读写IO：
写磁盘为写IO，读数据为读IO

随机访问(Random Access)与连续访问(Sequential Access)：由当次IO给出的扇区地址与上次IO结束的扇区地址相差得是否较大决定。
顺序IO模式(Queue Mode)/并发IO模式(Burst Mode)：由磁盘组一次能执行的IO命令个数决定。

完整的IO操作：
当控制器对硬盘发出一个IO操作指令的时候，磁盘的磁头臂带着读写磁头离开着陆区，然后移动到要操作初始数据块所在的磁道正上方，此过程为寻道，消耗的时间为寻道时间，
磁头等到盘片旋转到初始数据块所在的扇区的正上方，此时才能进行数据的读取，这个过程称之为旋转时间
然后读取相应数据，直到完成这次IO所操作的全部数据，这个过程所花费时间称之为数据传送时间

硬盘性能：
机械部件：
硬盘服务时间：
寻道时间：
旋转时间：
数据传送时间：