4.外部存储器

磁盘存储器

硬盘存储器由磁盘驱动器、磁盘控制器和盘片组成

image.png

提示

主机每次对磁盘读写都是移扇区为单位的

性能指标

记录密度

1. 道密度是沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数
2. 位密度是磁道单位长度上能记录的二进制代码位数
3. 面密度是位密度和道密度的乘积

磁盘的容量

1. 非格式化容量是指磁记录表面可利用的磁化单元总数,它由道密度和位密度计算而来
2. 格式化容量是指按照某种特定的记录格式所能存储信息的总量

平均存时间

三部分：

1. 寻道时间(磁头移动到目的磁道的时间)
2. 旋转延迟时间(磁头定位到要读写扇区的时间)
3. 传输时间(传输数据所花费的时间)

数据传输率

磁盘存储器在单位时间内向主机传送数据的字节数,称为数据传输率。假设磁盘转数为r转/秒,道容量为$N$字节,则数据传输率为

$$D_{r}=rN$$

地址结构

驱动器号	柱面（磁道）号	盘面号	扇区号

磁盘阵列

RAID(独立冗余磁盘阵列)是指将多个独立的物理磁盘组成一个独立的逻辑盘,数据在多个物理盘上分割交叉存储、并行访问,具有更好的存储性能、可靠性和安全性

1. RAID0:无冗余和无校验的磁盘阵列。
2. RAID1:镜像磁盘阵列。
3. RAID2:采用纠错的海明码的磁盘阵列。
4. RAID3:位交叉奇偶校验的磁盘阵列。
5. RAID4:块交叉奇偶校验的磁盘阵列。
6. RAID5:无独立校验的奇偶校验磁盘阵列。

提示

1. RAIDO 没有容错能力
2. RAID1 使两个磁盘同时进行读写,互为备份,容量减少一半

固态硬盘

基于闪存技术的存储器、与U盘并没有本质上的差别

image.png

• 只有在一页所属的块整个被擦除后,才能写这一页
• 某个块进行了约10万次重复写之后,就会磨损坏,不能再使用
• 如果写操作试图修改一个包含已有数据的页$P_{i}$,那么这个块中所有含有用数据的页都必须被复制到一个新(擦除过的)块中,才能进行对页$P_{i}$的写^[1]

---

1. 闪存翻译层会重新映射地址 ↩︎