一.硬盘物理结构

微信截图_20230726190952.png

1.硬盘的数据结构

扇区：盘片被分为多个扇形区域，每个扇区存放512字节的数据（扇区越多容量越大）存放数据的最小单位 512字节
磁道：同一盘片不同半径的同心圆
柱面：不同盘片相同半径构成的圆（柱面和磁道数量相同）

微信截图_20230726191153.png

注：一个扇区 512 字节

2.硬盘存储容量

硬盘存储容量＝磁头数（8个2进制）×磁道（柱面）数×每道扇区数（6个二进制）×每扇区字节数

1柱面=512 * 扇区数/磁头数×磁道=51263255=7.84M
可以用柱面/磁头/扇区来唯一定位磁盘上每一个区域

3.硬盘接口类型

DE：133MB/s，并行接口，早期家用电脑
SCSI：640MB/s，并行接口，早期服务器
SATA：6Gbps，SATA数据端口与电源（长的电源，数据线短的）端口是分开的，即需要两条线，一条数据线，一条电源线
SAS：6Gbps，SAS是一整条线，数据端口与电源端口是一体化的，SAS中是包含供电线的，而SATA中不包含供电线。SATA标准其实是SAS标准的一个子集，二者可兼容，SATA硬盘可以插入SAS主板上，反之不行。
M.2：
光纤接口

服务器硬盘大小

LFF：3.5寸，一般见到的那种台式机硬盘的大小

SFF：Small Form Factor 小形状因数，2.5寸，注意不同于2.5寸的笔记本硬盘

L、S分别是大、小的意思，目前服务器或者盘柜采用sff规格的硬盘主要是考内虑增大单位密度内的磁盘容量、增强散热、减小功耗

机械与固态

机械硬盘（HDD）：Hard Disk Drive，即是传统普通硬盘，主要由：盘片，磁头，盘片转轴及控制电机，磁头控制器，数据转换器，接口，缓存等几个部分组成。机械硬盘中所有的盘片都装在一个旋转轴上，每张盘片之间是平行的，在每个盘片的存储面上有一个磁头，磁头与盘片之间的距离比头发丝的直径还小，所有的磁头联在一个磁头控制器上，由磁头控制器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向运动，加上盘片每分钟几千转的高速旋转，磁头就可以定位在盘片的指定位置上进行数据的读写操作。数据通过磁头由电磁流来改变极性方式被电磁流写到磁盘上，也可以通过相反方式读取。硬盘为精密设备，进入硬盘的空气必须过滤

固态硬盘（SSD）：Solid State Drive，用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存储单元（FLASH芯片、DRAM芯片）组成。固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同，在产品外形和尺寸上也与普通硬盘一致相较于HDD，SSD在防震抗摔、传输速率、功耗、重量、噪音上有明显优势，SSD传输速率性能是HDD 的2倍相较于SSD，HDD在价格、容量占有绝对优势硬盘有价，数据无价，目前SSD不能完全取代HHD

硬盘目录一般在/dev/目录下，如图所示。

微信截图_20230726193310.png

二.MBR与磁盘分区

1.为什么分区，有什么优点？

优化I/O性能读写
实现磁盘空间配额限制
采用不同文件系统

2.mbr与gpt有什么不同？

mbr支持2t以内硬盘（老技术），最大4个分区。

gpt支持2t以上硬盘（新技术），支持128个分区。

3.文件系统

文件系统的组成

内核中的模块：ext4, xfs, vfat
Linux的虚拟文件系统：VFS
用户空间的管理工具：mkfs.ext4, mkfs.xfs,mkfs.vfat

什么是文件系统？

答：是操作系统用于明确存储设备或分区上的文件的使用方法和数据结构；即在存储设备上组织使用文件的方法。操作系统中负责管理和存储文件信息的软件结构称为文件管理系统，简称文件系统从系统角度来看，文件系统是对文件存储设备的空间进行组织和分配，负责文件存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。具体地说，它负责为用户建立文件，存入、读出、修改、转储文件，控制文件的存取，安全控制，日志，压缩，加密等。