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磁盘系统的存储方式

发布时间: 2022-11-06 01:52:33

‘壹’ 磁盘是用什么方式来储存的

硬盘是一种采用磁介质的数据存储设备,数据存储在密封于洁净的硬盘驱动器内腔的若干个磁盘片上。这些盘片一般是在以铝为主要成分的片基表面涂上磁性介质所形成,在磁盘片的每一面上,以转动轴为轴心、以一定的磁密度为间隔的若干个同心圆就被划分成磁道(track),每个磁道又被划分为若干个扇区(sector),数据就按扇区存放在硬盘上。在每一面上都相应地有一个读写磁头(head),所以不同磁头的所有相同位置的磁道就构成了所谓的柱面(cylinder)。传统的硬盘读写都是以柱面、磁头、扇区为寻址方式的(CHS寻址)。硬盘在上电后保持高速旋转(5400转/min以上),位于磁头臂上的磁头悬浮在磁盘表面,可以通过步进电机在不同柱面之间移动,对不同的柱面进行读写。所以在上电期间如果硬盘受到剧烈振荡,磁盘表面就容易被划伤,磁头也容易损坏,这都将给盘上存储的数据带来灾难性的后果。

硬盘的第一个扇区(0道0头1扇区)被保留为主引导扇区。在主引导区内主要有两项内容:主引导记录和硬盘分区表。主引导记录是一段程序代码,其作用主要是对硬盘上安装的操作系统进行引导;硬盘分区表则存储了硬盘的分区信息。计算机启动时将读取该扇区的数据,并对其合法性进行判断(扇区最后两个字节是否为0x55AA或0xAA55 ),如合法则跳转执行该扇区的第一条指令。所以硬盘的主引导区常常成为病毒攻击的对象,从而被篡改甚至被破坏。可引导标志:0x80为可引导分区类型标志;0表示未知;1为FAT12;4为FAT16;5为扩展分区等等。

硬盘信息与硬盘数据恢复

在计算机的CMOS中也存储了硬盘的信息,主要有硬盘类型、容量、柱面数、磁头数、每道扇区数、寻址方式等内容,对硬盘参数加以说明,以便计算机正确访问硬盘。当CMOS因故掉电或发生错误时,硬盘设置可能会丢失或错误,硬盘访问也就无法正确进行。这种情况我们就必须重新设置硬盘参数,如果事先已记下硬盘参数或者有某些防病毒软件事先备份的CMOS信息,只需手工恢复即可;否则也可使用BIOS设置(setup)中的“自动检测硬盘类型”(HD type auto detection)的功能,一般也能得到正确的结果。
硬盘故障大体上可以分为软故障和硬故障两大类,具体有硬盘操作系统被损坏、硬盘主引导区被破坏、 FAT表表被破坏、CMOS硬盘参数不正确、硬盘控制器与硬盘驱动器未能正常连接、硬盘驱动器或硬盘控制器硬件故障、主板故障等情况。比如:
开机自检过程中,屏幕提示“Hard disk drive failure”或类似信息,则可以判断为硬盘驱动器或硬盘控制器(提示“Hard drive controller failure”)硬件故障。
开机自检过程中,屏幕提示“Hard disk not present”或类似信息,则可能是CMOS硬盘参数设置错误或硬盘控制器与硬盘驱动器连接不正确。
开机自检过程中,屏幕提示“Missing operating system”、“Non OS” 、“Non system disk or disk error,replace disk and press a key to reboot”等类似信息,则可能是硬盘主引导区分区表被破坏、操作系统未正确安装或者CMOS硬盘参数设置错误等。
开机用软盘启动后无法进入C盘,可能是分区表被破坏,硬盘数据恢复是可以的。
参考资料:http://blog.cbe21.com/user1/351/archives/2006/6213.shtml

‘贰’ 硬盘的存储方式是怎么样的呢

如果仅仅是说分区,那么应该是从a面开始。
从速度上来说,一般相同容量,相同转速的硬盘,如果单碟能满足容量,那要比多碟得快些。
比如同是500gb
7200rpm的硬盘
单碟500g的要比用两张250g盘片的快些。
因为磁头都是联动的,你的磁盘存储密度越低,数据越分散,要找到同样的数据,磁头就需要更多的时间去读取。
但是硬盘的单碟容量一样的话,不同总容量的硬盘速度差别不大,比如电脑碟500gb
,500g的硬盘和1tb的硬盘速度差别很小。

‘叁’ 在磁盘中程序是以什么方式存储的

以 d.文件 方式存放的。
源程序,脚本程序 用文本文件,可执行程序用2进制文件存放。库程序一般也用2进制文件存放。

‘肆’ 硬盘如何实现信息的存储

一块小小的硬盘,储存的信息几乎可以相当于全世界图书馆的总和,是怎么做到的?

虽然硬盘在我们生活中已经随处可见,但他的储存方法和原理,却不是每人都了解的。

想象一架飞机以离地面1毫米的高度飞行,每25秒绕地球一圈,还能覆盖每一寸表面。

再将其缩小成手掌大小,你就会得到和现代硬盘差不多的东西,它所包含的信息比你们当地图书馆还要多。

那么它是如何在这么小的空间 储存这么多的信息呢?

多亏了一代又一代工程师,材料科学家,还有量子物理学家们的共同努力,这个拥有不可思议的能量, 无比精确的小工具才能在你手掌中旋转。

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‘伍’ 数据在内存和磁盘文件中的存储方式分别是什么

内存【RAM】中储存:临时储存
硬盘【ROM】中储存:永久储存

‘陆’ 数据存储形式有哪几种

【块存储】

典型设备:磁盘阵列,硬盘

块存储主要是将裸磁盘空间整个映射给主机使用的,就是说例如磁盘阵列里面有5块硬盘(为方便说明,假设每个硬盘1G),然后可以通过划逻辑盘、做Raid、或者LVM(逻辑卷)等种种方式逻辑划分出N个逻辑的硬盘。(假设划分完的逻辑盘也是5个,每个也是1G,但是这5个1G的逻辑盘已经于原来的5个物理硬盘意义完全不同了。例如第一个逻辑硬盘A里面,可能第一个200M是来自物理硬盘1,第二个200M是来自物理硬盘2,所以逻辑硬盘A是由多个物理硬盘逻辑虚构出来的硬盘。)

接着块存储会采用映射的方式将这几个逻辑盘映射给主机,主机上面的操作系统会识别到有5块硬盘,但是操作系统是区分不出到底是逻辑还是物理的,它一概就认为只是5块裸的物理硬盘而已,跟直接拿一块物理硬盘挂载到操作系统没有区别的,至少操作系统感知上没有区别。

此种方式下,操作系统还需要对挂载的裸硬盘进行分区、格式化后,才能使用,与平常主机内置硬盘的方式完全无异。

优点:

1、 这种方式的好处当然是因为通过了Raid与LVM等手段,对数据提供了保护。

2、 另外也可以将多块廉价的硬盘组合起来,成为一个大容量的逻辑盘对外提供服务,提高了容量。

3、 写入数据的时候,由于是多块磁盘组合出来的逻辑盘,所以几块磁盘可以并行写入的,提升了读写效率。

4、 很多时候块存储采用SAN架构组网,传输速率以及封装协议的原因,使得传输速度与读写速率得到提升。

缺点:

1、采用SAN架构组网时,需要额外为主机购买光纤通道卡,还要买光纤交换机,造价成本高。

2、主机之间的数据无法共享,在服务器不做集群的情况下,块存储裸盘映射给主机,再格式化使用后,对于主机来说相当于本地盘,那么主机A的本地盘根本不能给主机B去使用,无法共享数据。

3、不利于不同操作系统主机间的数据共享:另外一个原因是因为操作系统使用不同的文件系统,格式化完之后,不同文件系统间的数据是共享不了的。例如一台装了WIN7/XP,文件系统是FAT32/NTFS,而Linux是EXT4,EXT4是无法识别NTFS的文件系统的。就像一只NTFS格式的U盘,插进Linux的笔记本,根本无法识别出来。所以不利于文件共享。


【文件存储】

典型设备:FTP、NFS服务器

为了克服上述文件无法共享的问题,所以有了文件存储。

文件存储也有软硬一体化的设备,但是其实普通拿一台服务器/笔记本,只要装上合适的操作系统与软件,就可以架设FTP与NFS服务了,架上该类服务之后的服务器,就是文件存储的一种了。

主机A可以直接对文件存储进行文件的上传下载,与块存储不同,主机A是不需要再对文件存储进行格式化的,因为文件管理功能已经由文件存储自己搞定了。

优点:

1、造价交低:随便一台机器就可以了,另外普通以太网就可以,根本不需要专用的SAN网络,所以造价低。

2、方便文件共享:例如主机A(WIN7,NTFS文件系统),主机B(Linux,EXT4文件系统),想互拷一部电影,本来不行。加了个主机C(NFS服务器),然后可以先A拷到C,再C拷到B就OK了。(例子比较肤浅,请见谅……)

缺点:

读写速率低,传输速率慢:以太网,上传下载速度较慢,另外所有读写都要1台服务器里面的硬盘来承担,相比起磁盘阵列动不动就几十上百块硬盘同时读写,速率慢了许多。


【对象存储】

典型设备:内置大容量硬盘的分布式服务器

对象存储最常用的方案,就是多台服务器内置大容量硬盘,再装上对象存储软件,然后再额外搞几台服务作为管理节点,安装上对象存储管理软件。管理节点可以管理其他服务器对外提供读写访问功能。

之所以出现了对象存储这种东西,是为了克服块存储与文件存储各自的缺点,发扬它俩各自的优点。简单来说块存储读写快,不利于共享,文件存储读写慢,利于共享。能否弄一个读写快,利 于共享的出来呢。于是就有了对象存储。

首先,一个文件包含了了属性(术语叫metadata,元数据,例如该文件的大小、修改时间、存储路径等)以及内容(以下简称数据)。

以往像FAT32这种文件系统,是直接将一份文件的数据与metadata一起存储的,存储过程先将文件按照文件系统的最小块大小来打散(如4M的文件,假设文件系统要求一个块4K,那么就将文件打散成为1000个小块),再写进硬盘里面,过程中没有区分数据/metadata的。而每个块最后会告知你下一个要读取的块的地址,然后一直这样顺序地按图索骥,最后完成整份文件的所有块的读取。

这种情况下读写速率很慢,因为就算你有100个机械手臂在读写,但是由于你只有读取到第一个块,才能知道下一个块在哪里,其实相当于只能有1个机械手臂在实际工作。

而对象存储则将元数据独立了出来,控制节点叫元数据服务器(服务器+对象存储管理软件),里面主要负责存储对象的属性(主要是对象的数据被打散存放到了那几台分布式服务器中的信息),而其他负责存储数据的分布式服务器叫做OSD,主要负责存储文件的数据部分。当用户访问对象,会先访问元数据服务器,元数据服务器只负责反馈对象存储在哪些OSD,假设反馈文件A存储在B、C、D三台OSD,那么用户就会再次直接访问3台OSD服务器去读取数据。

这时候由于是3台OSD同时对外传输数据,所以传输的速度就加快了。当OSD服务器数量越多,这种读写速度的提升就越大,通过此种方式,实现了读写快的目的。

另一方面,对象存储软件是有专门的文件系统的,所以OSD对外又相当于文件服务器,那么就不存在文件共享方面的困难了,也解决了文件共享方面的问题。

所以对象存储的出现,很好地结合了块存储与文件存储的优点。

最后为什么对象存储兼具块存储与文件存储的好处,还要使用块存储或文件存储呢?

1、有一类应用是需要存储直接裸盘映射的,例如数据库。因为数据库需要存储裸盘映射给自己后,再根据自己的数据库文件系统来对裸盘进行格式化的,所以是不能够采用其他已经被格式化为某种文件系统的存储的。此类应用更适合使用块存储。

2、对象存储的成本比起普通的文件存储还是较高,需要购买专门的对象存储软件以及大容量硬盘。如果对数据量要求不是海量,只是为了做文件共享的时候,直接用文件存储的形式好了,性价比高。

‘柒’ 硬盘是怎么来存储数据的

硬盘不是直接存储我们现在人看到的数据,计算机中,通过2进制,将数据转化为可以用2进制表示的数字数据,再对应机器的高电平低电平等可以用两种机器物理状态的状态。

硬盘储存数据的原理和盒式磁带类似,只不过盒式磁带上存储是模拟格式的音乐,而硬盘上存储的是数字格式的数据。写入时,磁头线圈上加电,在周围产生磁场,磁化其下的磁性材料;电流的方向不同,所以磁场的方向也不同,可以表示 0 和 1 的区别。

读取时,磁头线圈切割磁场线产生感应电流,磁性材料的磁场方向不同,所以产生的感应电流方向也不同。

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硬盘使用注意事项:

1、在工作时不能突然关机。

硬盘当硬盘开始工作时,一般都处于高速旋转之中,如果我们中途突然关闭电源,可能会导致磁头与盘片猛烈磨擦而损坏硬盘,因此要避免突然关机。关机时一定要注意面板上的硬盘指示灯是否还在闪烁,只有在其指示灯停止闪烁、硬盘读写结束后方可关闭计算机的电源开关。

2、防止灰尘进入。

灰尘对硬盘的损害是非常大的,这是因为在灰尘严重的环境下,硬盘很容易吸引空气中的灰尘颗粒,使其长期积累在硬盘的内部电路元器件上,会影响电子元器件的热量散发,使得电路元器件的温度上升,产生漏电或烧坏元件。

3、要防止温度过高或过低。

温度对硬盘的寿命也是有影响的。硬盘工作时会产生一定热量,使用中存在散热问题。温度以20~25℃为宜,过高或过低都会使晶体振荡器的时钟主频发生改变。温度还会造成硬盘电路元器件失灵,磁介质也会因热胀效应而造成记录错误。

‘捌’ 固态硬盘的存储介质和原理是什么

1、固态硬盘原理是一种主要以闪存(NAND Flash)作为永久性存储器的计算机存储设备,此处固态主要相对于以机械臂带动磁头转动实现读写操作的磁盘而言,NAND或者其他固态存储以电位高低或者相位状态的不同记录0和1。

2、固态硬盘介质采用SATA 3、M.2或者PCI Express、mSATA、U.2、ZIF、IDE、CF、CFast等接口。但由于价格及存储空间与机械硬盘有巨大差距,固态硬盘当前仍无法完全取代机械式硬盘。

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固态硬盘特点

1、固态硬盘和机械硬盘相比读写速度远远胜出,这也是其最主要的功能,还具有低功耗、无噪音、抗震动、低热量的特点,这些特点可以延长靠电池供电的计算机设备运转时间。

2、固态硬盘防震抗摔性传统硬盘都是磁盘型的,数据储存在磁盘扇区里。而固态硬盘是使用闪存颗粒(即mp3、U盘等存储介质)制作而成,所以SSD固态硬盘内部不存在任何机械部件。

‘玖’ 光盘和硬盘的存储方式有什么不同

光盘和硬盘主要是前者用激光读写后者用电磁读写~光盘分只读cd
rom
和可写两大类,可写光盘又分一次可写cd
rw和可反复读写cd
ram
两种,储存方式采用激光对光盘进行读或写~硬盘采用微形磁头在磁性盘片的两面各有一个磁头来读写~

‘拾’ 硬盘分区的时候选择MBR还是GPT,这两个的区别是什么

首先不论是MBR还是GPT,都是文件系统的分区方式,只是表示文件在硬盘上的存储方式,这个都由操作系统管理,对用户是完全透明的,所以无论使用哪种,对硬盘都没有任何影响。
不过对于总容量小于或等于2TB的硬盘,分区表可以选择MBR,也可以选择GPT。从兼容性考虑的话,一般建议使用MBR分区表就可以满足使用要求了。
对于总容量大于2TB的硬盘,必须选择GPT分区表,才能识别所有的硬盘容量。MBR分区表由于自身设计的局限性,最大只能支持2TB的地址空间。对于超过2TB的大硬盘,如果使用MBR分区表,将无法识别和使用2TB后的空间。