扇区相关的”盘面”、“磁道”、和“柱面”的关系

        盘面、磁道、柱面和扇区硬盘的读写是和扇区有着紧密关系的。在说扇区和读写原理之前先说一下和扇区相关的”盘面”、“磁道”、和“柱面”的关系吧。

1.扇区
操作系统以扇区(Sector)形式将信息存储在硬盘上，每个扇区包括512个字节的数据和一些其他信息。一个扇区有两个主要部分：存储数据地点的标识符和存储数据的数据段。扇区的第一个主要部分是标识符。标识符，就是扇区头标，包括组成扇区三维地址的三个数字：
盘面号：扇区所在的磁头(或盘面)
柱面号：磁道，确定磁头的径向方向。
扇区号：在磁道上的位置。也叫块号。确定了数据在盘片圆圈上的位置。
头标中还包括一个字段，其中有显示扇区是否能可靠存储数据，或者是否已发现某个故障因而不宜使用的标记。有些硬盘控制器在扇区头标中还记录有指示字，可在原扇区出错时指引磁盘转到替换扇区或磁道。最后，扇区头标以循环冗余校验(CRC)值作为结束，以供控制器检验扇区头标的读出情况，准确无误。
扇区的第二个主要部分是存储数据的数据段，可分为数据和保护数据的纠错码(ECC)。在初始准备期间，计算机用512个虚拟信息字节(实际数据的存放地)和与这些虚拟信息字节相应的ECC数字填入这个部分。

2.盘面
硬盘的盘片一般用铝合金材料做基片，高速硬盘也可能用玻璃做基片。硬盘的每一个盘片都有两个盘面(Side) ，即上、下盘面。一般每个盘面都会利用，都可以存储数据，成为有效盘片，也有极个别的硬盘盘面数为单数。每一个这样的有效盘面都有一个盘面号，按顺序从上至下从“0"开始依次编号。在硬盘系统中，盘面号又叫磁头号，因为每一个有效盘面都有一个对应的读写磁头。硬盘的盘片组在2~14片不等，通常有2~3个盘片，故盘面号(磁头号)为0-3或0~5.
3.柱面
所有盘面上的同一磁道构成一个圆柱，通常称做柱面(Cylinder) ，每个圆柱上的磁头由上而下从“0”开始编号。数据的读/写按柱面进行，即磁头读/写数据时首先在同一柱面内从“0"磁头开始进行操作，依次向下在同一柱面的不同盘面即磁头上进行操作，只有在同一柱面所有的磁头全部读/写完毕后磁头才转移到下一柱面(同心圆的再往里的柱面) ，因为选取磁头只需通过电子切换即可，而选取柱面则必须通过机械切换，电子切换相当快，比在机械上磁头向邻近磁道移动快得多，所以，
数据的读/写按柱面进行，而不按盘面进行。也就是说，一个磁道写满数据后，就在同一柱面的下一个盘面来写，一个柱面写满后，才移到下一个扇区开始写数据。读数据也按照这种方式进行，这样就提高了硬盘的读/写效率。一块硬盘驱动器的圆柱数(或每个盘面的磁道数)既取决于每条磁道的宽窄(同样，也与磁头的大小有关) ，也取决于定位机构所决定的磁道间步距的大小。

4.磁道
磁盘在格式化时被划分成许多同心圆，这些同心圆轨迹叫做磁道(Track) 。磁道从外向内从0开始顺序编号。硬盘的每一个盘面有300~1024个磁道，新式大容量硬盘每面的磁道数更多。信息以脉冲串的形式记录在这些轨迹中，这些同心圆不是连续记录数据，而是被划分成一段段的圆弧，这些圆弧的角速度一样。由于径向长度不一样，所以，线速度也不一样，外圈的线速度较内圈的线速度大，即同样的转速下，外圈在同样时间段里，划过的圆弧长度要比内圈划过的圆弧长度大。每段圆弧叫做一个扇区，扇区从"1”开始编号，每个扇区中的数据作为一个单元同时读出或写入。一个标准的3.5寸硬盘盘面通常有几百到几千条磁道。磁道是“看”不见的，只是盘面上以特殊形式磁化了的一些磁化区，在磁盘格式化时就已规划完毕。

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