【愚公系列】软考高级-架构设计师 008-存储技术(磁盘)

举报
愚公搬代码 发表于 2024/06/30 09:24:32 2024/06/30
【摘要】 🏆 作者简介,愚公搬代码🏆《头衔》:华为云特约编辑,华为云云享专家,华为开发者专家,华为产品云测专家,CSDN博客专家,CSDN商业化专家,阿里云专家博主,阿里云签约作者,腾讯云优秀博主,腾讯云内容共创官,掘金优秀博主,亚马逊技领云博主,51CTO博客专家等。🏆《近期荣誉》:2022年度博客之星TOP2,2023年度博客之星TOP2,2022年华为云十佳博主,2023年华为云十佳博主...

🏆 作者简介,愚公搬代码
🏆《头衔》:华为云特约编辑,华为云云享专家,华为开发者专家,华为产品云测专家,CSDN博客专家,CSDN商业化专家,阿里云专家博主,阿里云签约作者,腾讯云优秀博主,腾讯云内容共创官,掘金优秀博主,亚马逊技领云博主,51CTO博客专家等。
🏆《近期荣誉》:2022年度博客之星TOP2,2023年度博客之星TOP2,2022年华为云十佳博主,2023年华为云十佳博主等。
🏆《博客内容》:.NET、Java、Python、Go、Node、前端、IOS、Android、鸿蒙、Linux、物联网、网络安全、大数据、人工智能、U3D游戏、小程序等相关领域知识。
🏆🎉欢迎 👍点赞✍评论⭐收藏

🚀前言

外存储器(External Storage or Secondary Storage)指的是除了计算机的主存储器(通常是RAM)之外用于存储数据和程序的设备。与主存相比,外存储器提供了更大的存储容量和持久存储能力,但访问速度较慢。外存储器主要用于保存不需要立即访问的数据,以及在系统关闭后仍需要保留的信息。

🔎1.常见类型的外存储器包括:

  1. 硬盘驱动器(HDD)

    • 硬盘驱动器是一种传统的外存储设备,使用磁盘来存储数据。它们提供了大量的存储空间,成本相对较低,但访问数据的速度比固态驱动器(SSD)慢。
  2. 固态驱动器(SSD)

    • 固态驱动器使用闪存技术,没有机械部件,因此读写速度快,抗震性好。SSD的价格高于HDD,但性能更优,功耗更低。
  3. 光盘(CD、DVD、Blu-ray)

    • 这些是使用激光技术读写数据的光学存储介质。它们主要用于数据备份、音乐和视频的存储。虽然容量不如硬盘大,但便于携带和共享。
  4. USB闪存驱动器

    • 便携式存储设备,使用USB接口连接计算机。它们体积小,便于携带,适用于快速数据传输和临时存储。
  5. 磁带存储

    • 磁带是一种用于数据备份和归档的长期存储解决方案。虽然访问速度慢,但成本低,容量大,适合大量数据的备份。

🔎2.特点和用途

  • 大容量和持久性:外存储器可以存储大量数据,即使在计算机关闭或断电的情况下也能保持数据不丢失。
  • 成本效益:相比于RAM,外存储器通常提供更高的成本效益,特别是对于大量数据存储的需求。
  • 数据备份和共享:外存储器常用于数据备份和共享,便于数据的长期保存和在不同设备间的传输。

外存储器是计算机系统不可或缺的部分,它补充了主存储器的功能,使得用户能够存储、备份和传输大量的数据。随着技术的进步,外存储器的种类和性能也在不断发展和改进。

🚀一、磁盘(外存储器)

🔎1.概念

磁盘是一种用于存储和检索数字数据的设备,它利用磁性记录的原理来存储数据。数据通过磁头写入到磁性材料制成的盘片上,并且可以通过磁头读取存储在盘片上的数据。磁盘主要分为两大类:硬盘驱动器(HDD)和固态驱动器(SSD),但在传统意义上,当我们提到“磁盘”时,通常指的是硬盘驱动器。

🦋1.1 硬盘驱动器(HDD)

硬盘驱动器利用旋转的盘片和移动的磁头来存取数据。它们的主要特点包括:

  • 存储容量:硬盘驱动器可以提供从几十GB到几TB甚至更高的存储容量。
  • 持久性:数据被永久保存在磁盘上,即使在断电的情况下也不会丢失。
  • 成本效益:与固态驱动器相比,硬盘驱动器通常提供更低的成本per GB,使其成为大容量数据存储的经济选择。
  • 速度:硬盘驱动器的数据传输速度通常比固态驱动器慢,速度受到盘片旋转速度(RPM)和磁头移动速度的影响。

在这里插入图片描述
机械磁盘存在两组运动:
◎ 磁盘的旋转运动
◎ 机械臂控制磁头沿半经方向的直线运动

存取时间=寻道时间+等待时间
◎ 寻道时间:指磁头移动到磁道所需的时间
◎ 等待时间:等待读写的扇区转到磁头下方所用的时间

🦋1.2 固态驱动器(SSD)

固态驱动器使用非易失性闪存技术来存储数据,没有移动部件,因此提供了更快的读写速度。尽管SSD在技术上也被视为“磁盘”,但它们并不使用磁性记录技术。

🦋1.3 磁盘的应用

  • 数据存储:磁盘是个人计算机、服务器和数据中心存储大量数据的关键组件。
  • 操作系统:操作系统通常安装在磁盘上,包括硬盘或固态驱动器。
  • 数据备份和恢复:磁盘用于备份重要数据,以便在数据丢失或系统故障时进行恢复。
  • 多媒体存储:用于存储大量的多媒体内容,如视频、音乐和图片。

🦋1.4 磁盘的发展

随着技术的发展,固态驱动器因其出色的性能和可靠性逐渐成为许多应用的首选,尽管如此,由于其高容量和成本效益,硬盘驱动器仍然在大数据存储和备份方面扮演着重要角色。随着数据需求的不断增长,磁盘存储技术也在不断进步,以满足不断变化的存储需求。

🔎2.练习

1、在磁盘调度管理中,通常( )(2019下半年试题)
A.先进行旋转调度,再进行移臂调度
B.在访问不同柱面的信息时,只需要进行旋转调度
C.先进行移臂调度,再进行旋转调度
D.在访问同一磁道的信息时,只需要进行移臂调度

解析:

磁盘调度管理涉及两个主要的物理动作:移臂调度和旋转调度。移臂调度是指移动磁盘的读写头到达目标柱面的过程,而旋转调度则是指在读写头到达指定的柱面后,等待磁盘旋转到目标扇区下方以便进行数据读写的过程。

A. 先进行旋转调度,再进行移臂调度

  • 这个顺序是不合逻辑的,因为在磁头没有移动到指定的柱面之前,旋转调度是没有意义的。

B. 在访问不同柱面的信息时,只需要进行旋转调度

  • 这是错误的。访问不同柱面的信息首先需要移动磁头到目标柱面(移臂调度),然后再进行旋转调度。

C. 先进行移臂调度,再进行旋转调度

  • 这是正确的顺序。首先,磁头需要移动到目标柱面上(移臂调度),然后等待磁盘旋转,使目标扇区旋转到磁头下方(旋转调度)以进行数据的读写。

D. 在访问同一磁道的信息时,只需要进行移臂调度

  • 这个说法不正确。在访问同一磁道的信息时,如果磁头已经位于该磁道上,通常不需要进行移臂调度,但可能需要进行旋转调度,以等待目标扇区旋转到磁头下方。

因此,正确答案是 C. 先进行移臂调度,再进行旋转调度。这反映了磁盘访问过程中的自然顺序,首先是磁头移动到正确的柱面上,然后磁盘旋转到正确的位置以访问数据。这个过程是优化磁盘访问时间和提高磁盘I/O性能的关键。


🚀感谢:给读者的一封信

亲爱的读者,

我在这篇文章中投入了大量的心血和时间,希望为您提供有价值的内容。这篇文章包含了深入的研究和个人经验,我相信这些信息对您非常有帮助。

如果您觉得这篇文章对您有所帮助,我诚恳地请求您考虑赞赏1元钱的支持。这个金额不会对您的财务状况造成负担,但它会对我继续创作高质量的内容产生积极的影响。

我之所以写这篇文章,是因为我热爱分享有用的知识和见解。您的支持将帮助我继续这个使命,也鼓励我花更多的时间和精力创作更多有价值的内容。

如果您愿意支持我的创作,请扫描下面二维码,您的支持将不胜感激。同时,如果您有任何反馈或建议,也欢迎与我分享。

在这里插入图片描述

再次感谢您的阅读和支持!

最诚挚的问候, “愚公搬代码”

【版权声明】本文为华为云社区用户原创内容,转载时必须标注文章的来源(华为云社区)、文章链接、文章作者等基本信息, 否则作者和本社区有权追究责任。如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容,欢迎发送邮件进行举报,并提供相关证据,一经查实,本社区将立刻删除涉嫌侵权内容,举报邮箱: cloudbbs@huaweicloud.com
  • 点赞
  • 收藏
  • 关注作者

评论(0

0/1000
抱歉,系统识别当前为高风险访问,暂不支持该操作

全部回复

上滑加载中

设置昵称

在此一键设置昵称,即可参与社区互动!

*长度不超过10个汉字或20个英文字符,设置后3个月内不可修改。

*长度不超过10个汉字或20个英文字符,设置后3个月内不可修改。