5.2. 儲存的定址概念
將碟盤、讀寫頭、以及存取臂組合在一起,就可以涵蓋儲存系統的所有空間。但光是這樣,還是不夠的:我們必須為所有空間,指定不同、但編號方式一致的位址,(就好像給街道上的房子門牌號碼一樣),才能有效運用這些資源。
在 決定位址的時候,還有個問題必須考慮。想想所有磁柱裡的磁軌,因為直徑不一,所以圓周也不同。因此,每個磁軌能儲存的資料量不同,光用磁軌來定址是不夠的 — 舉例來說,第 0 軌(靠近中心)可能可以儲存 10,827 位元組; 而第 1,258 軌(靠近碟盤的邊緣)卻可能儲存多達 15,382 位元組。
5.2. 儲存的定址概念
將碟盤、讀寫頭、以及存取臂組合在一起,就可以涵蓋儲存系統的所有空間。但光是這樣,還是不夠的:我們必須為所有空間,指定不同、但編號方式一致的位址,(就好像給街道上的房子門牌號碼一樣),才能有效運用這些資源。
在 決定位址的時候,還有個問題必須考慮。想想所有磁柱裡的磁軌,因為直徑不一,所以圓周也不同。因此,每個磁軌能儲存的資料量不同,光用磁軌來定址是不夠的 — 舉例來說,第 0 軌(靠近中心)可能可以儲存 10,827 位元組; 而第 1,258 軌(靠近碟盤的邊緣)卻可能儲存多達 15,382 位元組。
解決方法是把每個磁軌,分成若干固定大小(通常是 512 位元組)的「磁區(sector 或 block)」。每個磁軌都包含一定數目[1]的磁區。
壞處是每個磁軌都有沒用到的空間 — 每個磁區之間的區域。雖然每個磁軌所包含的磁區數目都相同,但未使用區域的程度則不一 — 內圈磁軌的未使用空間的較少;外圈比較多。但不管是內圈還是外圈,由於這些空間不能拿來儲存資料,所以都算浪費掉了。
不過目前藉由更有效率的定址方式,我們可以降低空間的浪費。事實上,目前有兩種定址模式 — 幾何定址模式(geometry-based addressing)與磁區定址模式(block-based addressing)。
5.2.1. 幾何定址
幾何定址(geometry-based addressing)指得是儲存裝置將資料存放在特定的實體位置上。裝置中的三樣東西,可以決定碟盤上某個特定的點:
磁柱
讀寫頭
磁區
接下來的章節,將為您描述假設位址(hypothetical address)如何對應到儲存裝置的實體位置。
5.2.1.1. 磁柱
如之前所述,磁柱可以說是存取臂(或說讀寫頭)的所在位置。當我們指明某個磁柱時,就等於將其他磁柱忽略不計,讓我們的搜尋範圍停留在每個碟盤上的某個磁軌。
在表格 5-1中,幾何位址的起始部份會被填滿。另外的兩個部份 — 讀寫頭與磁區 — 則仍然未被定義。
5.2.1.2. 讀寫頭
每個碟盤上的表面都有一組專屬的讀寫頭,所以我們只選擇一個碟盤作為範例。但即使如此,直接想成使用一組讀寫頭,會比較容易一點。事實上,儲存裝置的電路設計是:在整個讀取的過程中,只會選擇一組讀寫頭運作,而不選擇其他讀寫頭。磁柱中的其他讀寫頭,都可以忽略不計。
在表格 5-2中,幾何定址模式的前兩個部份都會被填滿。唯一尚未被定義的,則是磁區。
5.2.1.3. 磁區
指定了特定的磁區後,我們就完成了定址程序,資料所在的磁區,終於有了獨一無二的識別標示。
在表格 5-3中,整個幾何位址都被填滿。這個位址可以在浩瀚的磁區中,明確指出某個特定的區塊。
5.2.2. 區塊定址
區塊定址(Block-based addressing)比幾何定址更為直接了當。每個區塊都直接賦予一個獨一無二的位址。當電腦要求讀取資料時,會把區塊位址傳到儲存裝置中,儲存裝置再把這區塊位址轉譯成幾何位址,讓硬體元件將資料讀出來。
由於這轉譯過程是由儲存裝置處理,所以能保持一致性,避免單純使用幾何位址所產生的問題。
注
[1] | 早期硬碟會為所有磁軌,指定相同數目的磁區;而新的硬碟則將磁柱分成不同的「區域(zones)」,其中每個磁軌所包括的磁區數目都不相同。後者可以更有效地運用外圍磁柱的空間,不至於浪費。 |
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