機械硬盤LBA和CHS

磁頭數(shù) × 磁道(柱面)數(shù) × 每道扇區(qū)數(shù) × 每扇區(qū)字節(jié)數(shù)

l 磁頭(head)數(shù):每個盤片一般有上下兩面乍桂,分別對應(yīng)1個磁頭怎棱,共2個磁頭;
l 磁道(track)數(shù):磁道是從盤片外圈往內(nèi)圈編號0磁道,1磁道...蒿往,靠近主軸的同心圓用于土踊叮靠磁頭棕诵,不存儲數(shù)據(jù);
l 柱面(cylinder)數(shù):同磁道數(shù)量凿将;
l 扇區(qū)(sector)數(shù):每個磁道都別切分成很多扇形區(qū)域校套,每道的扇區(qū)數(shù)量相同;
l 圓盤(platter)數(shù):就是盤片的數(shù)量牧抵。

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硬盤上的數(shù)據(jù)定位

每個扇區(qū)可存儲128×2的N次方(N=0.1.2.3)字節(jié)的數(shù)據(jù)(一般為512B)笛匙,扇區(qū)為數(shù)據(jù)存儲的最小單元,從上圖可知灭忠,外圈的扇區(qū)面積比內(nèi)圈大膳算,為何存儲的數(shù)據(jù)量相同,這是因為內(nèi)外圈使用的磁物質(zhì)密度不同弛作,但現(xiàn)在的硬盤已經(jīng)采用內(nèi)外圈同密度物質(zhì)來存儲數(shù)據(jù)了涕蜂,以減少類似“大面積小數(shù)據(jù)”的浪費情況。(此時的內(nèi)外磁道的扇區(qū)數(shù)量將不同映琳,具體細(xì)節(jié)省略)

有了扇區(qū)(sector)机隙,有了柱面(cylinder)蜘拉,有了磁頭(head),顯然可以定位數(shù)據(jù)了有鹿,這就是數(shù)據(jù)定位(尋址)方式之一旭旭,CHS(也稱3D),對早期的磁盤(上圖所示)非常有效葱跋,知道用哪個磁頭持寄,讀取哪個柱面上的第幾扇區(qū)就OK了。CHS模式支持的硬盤容量有限娱俺,用8bit來存儲磁頭地址稍味,用10bit來存儲柱面地址,用6bit來存儲扇區(qū)地址荠卷,而一個扇區(qū)共有512Byte模庐,這樣使用CHS尋址一塊硬盤最大容量為256 * 1024 * 63 * 512B = 8064 MB(1MB = 1048576B)(若按1MB=1000000B來算就是8.4GB)

但現(xiàn)在很多硬盤采用同密度盤片,意味著內(nèi)外磁道上的扇區(qū)數(shù)量不同油宜,扇區(qū)數(shù)量增加掂碱,容量增加,3D很難定位尋址慎冤,新的尋址模式:LBA(Logical Block Addressing)疼燥。在LBA地址中,地址不再表示實際硬盤的實際物理地址(柱面粪薛、磁頭和扇區(qū))悴了。LBA編址方式將CHS這種三維尋址方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐痪S的線性尋址,它把硬盤所有的物理扇區(qū)的C/H/S編號通過一定的規(guī)則轉(zhuǎn)變?yōu)橐痪€性的編號违寿,系統(tǒng)效率得到大大提高湃交,避免了煩瑣的磁頭/柱面/扇區(qū)的尋址方式。在訪問硬盤時藤巢,由硬盤控制器再將這種邏輯地址轉(zhuǎn)換為實際硬盤的物理地址搞莺。

LBA下的編號,扇區(qū)編號是從0開始掂咒。

邏輯扇區(qū)號LBA的公式:

LBA(邏輯扇區(qū)號)=磁頭數(shù) × 每磁道扇區(qū)數(shù) × 當(dāng)前所在柱面號 + 每磁道扇區(qū)數(shù) × 當(dāng)前所在磁頭號 + 當(dāng)前所在扇區(qū)號 – 1

例如:CHS=0/0/1才沧,則根據(jù)公式LBA=255 × 63 × 0 + 63 × 0 + 1 – 1= 0

也就是說物理0柱面0磁頭1扇區(qū),是邏輯0扇區(qū)绍刮。

也就是說 LBA就是扇區(qū)的編號温圆, 按照磁道 柱面 和 磁頭 從小到大的順序編號

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