04 存储介质与接口介绍

1. 机械硬盘

1.1 硬盘机械结构

• 盘片：数据存放
• 主轴：驱动盘片高速运转
• 磁头：写数据，需要磁化磁盘上的数据来完成写入
• 接口：把数据向外传输
• 控制电路：供电

1.2 硬盘电子结构

• 主控芯片：数据读写的控制
• 高速缓存：用来暂存高速的CPU、内存的数据块
• 数据传输芯片：对数据进行存储和读写

1.3 磁头部分

磁头的机械部分和物理部分

通过磁头把盘片上无规则的磁性材料有规则地排列，完成数据的存放

1.4 盘片部分

盘片部分

• 启停区：在盘片最内侧，完成磁盘读写的初始位置
• 数据区：存放数据块，又叫磁道

盘片逻辑结构
磁道越多，硬盘的容量越大。
通常把磁道切分为一个个单元，称为扇区，业界主流的大小是8K~128K。扇区会影响磁盘读写的性能。
不同磁盘，同一个磁道所组成的区域叫做柱面。并不真实存在，而是逻辑结构。（条带化就是指的柱面）
现在的磁头数已经是盘片个数的两倍，为了加快数据读写。

1.5 影响硬盘性能的参数

1. 硬盘容量：和盘片数有关
2. 转速：转速越高，磁盘性能越好
3. 缓存机制：缓存区越大性能越好
4. 平均访问时间：分为平均寻道时间（磁头从启停区到数据区的移动时间）和平均等待时间（已到达磁道，但转动到指定扇区的时间）。
5. 数据传输率：内部传输速率（磁盘写入数据）和外部传输速率（通过接口的速率）。由这二者综合决定。

2. 固态硬盘

通过芯片去完成数据的读写。

SSD的结构

分为控制单元和存储单元。
存储单元分为FLASH闪存（支持热拔插，可移动，主流形式）和DDR内存（不支持热拔插，系统化存储）的介质。

3. 硬盘接口

• ATA接口：IDE硬盘，最大传输133MBps

• SCSI接口：应用在外置SCSI设备（打印机、录影机），320MBps。价格高，安装复杂。
• SATA：串行的ATA。支持热拔插。SATA 150MBps，SATA2 300MBps，SATA3 600MBps。
  
• SAS接口：串行的SCSI接口。支持点对点、全双工、双端口。每路可达600MBps。

• FC接口：光纤通道接口。传输距离远、稳定、传输速率高。支持全双工、双端口。应用在大批量存储。成本很高，需要有一系列光纤模块。