磁盘
- 一个磁盘包括多个盘片，每个盘片包含两个面，每个面都有一个磁头，用来将磁信号转换成电信号（读）或将电信号转换成磁信号（写）
- 每个盘面包括多个磁道，每个磁道划分成多个扇区，扇区是最小的存储单位
- 磁盘使用主轴进行旋转，使用磁臂进行寻道
磁盘容量
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容量 = 盘面数 × 每个盘面的磁道数 × 每个磁道的扇区数 × 扇区大小
$$
磁盘读取时间
当需要从磁盘读取数据时，操作系统将逻辑地址传给磁盘，磁盘的控制电路将逻辑地址翻译成物理地址
寻道时间：磁臂移动，寻找合适磁道；寻道时间最长
旋转时间：主轴转动盘面，寻找合适扇区；每分钟能几千甚至上万转
数据传输时间
磁盘调度算法
磁盘调度算法的目的是使平均寻道时间最短
先来先服务
按照磁盘请求顺序进行调度
优点：简单公平
没有考虑磁道的距离，导致平均寻道时间过长
最短寻道时间优先
优先调度与当前磁头最近的磁道
平均寻道时间短
不公平，两端的磁道容易出现饥饿现象
电梯算法
电梯总是保持一个方向运行，直到该方向没有请求为止，然后改变运行方向
- 解决了两端磁道的饥饿现象
磁盘读写
操作系统将数据存储到磁盘，按照柱面、磁头、扇区的方式进行。从外到内，从上到下
柱面编号由外到内依次递增，磁头编号从上到下依次递增。首先将数据存储在第一盘面的第一磁道的所有扇区中，然后是同一柱面的下一个磁头。一个柱面的所有磁道存储满之后推进到下一个柱面
磁盘预读
局部性原理
当一个数据被用到时，其附近的数据也通常会马上被使用
预读
为了减少 IO 操作，磁盘往往不是按需读取，而是每次都会预读。预读过程中磁盘会进行顺序读取，顺序读取不需要磁盘并且只需要很短的旋转时间，所以预读可以提高 IO 效率，速度非常快。预读的长度一般为页的整倍数
磁盘碎片
磁盘是连续存储的。增加数据时，需要将增加的数据存储到磁盘的别处；删除数据时，就会产生小碎片
