磁盘低速的原因是因为它是一种机械装置,在磁盘中有一个或多个金属盘片,它们以5400,7200或10800rpm(RPM =revolutions per minute 每分钟多少转 )的速度旋转。从边缘开始有一个机械臂悬在盘面上,这类似于老式黑胶唱片机上的拾音臂。信息写在磁盘上的一些列的同心圆上,是一连串的2进制位(称为bit位),为了统计方便,8个bit称为一个字节bytes,1024bytes=1k,1024k=1M,1024M=1G,所以我们平时所说的磁盘容量最终指的就是磁盘能写多少个2进制位。
每个磁头可以读取一段环形区域,称为磁道。把一个机械手臂位置上所有的磁道合起来,组成一个柱面。每个磁道划成若干扇区,扇区典型的值是512字节。
数据都存放于一段一段的扇区,即磁道这个圆圈的一小段圆圈,从磁盘读取一段数据需要经历寻道时间和延迟时间。
平均寻道时间:
机械手臂从一个柱面随机移动到相邻的柱面的时间成为寻到时间,找到了磁道就以为着招到了数据所在的那个圈圈,但是还不知道数据具体这个圆圈的具体位置。
平均延迟时间:
机械臂到达正确的磁道之后还必须等待旋转到数据所在的扇区下,这段时间称为延迟时间。
虚拟内存:
许多计算机支持虚拟内存机制,该机制使计算机可以运行大于物理内存的程序,方法是将正在使用的程序放入内存取执行,而暂时不需要执行的程序放到磁盘的某块地方,这块地方称为虚拟内存,在linux中称为swap。这种机制的核心在于快速地映射内存地址,由cpu中的一个部件负责,称为存储器管理单元(Memory Management Unit ,MMU)。
PS:从一个程序切换到另外一个程序,称为上下文切换(context switch),缓存和MMU的出现提升了系统的性能,尤其是上下文切换。
图5