某磁盘磁头从一个磁道移至另一个磁道需要10ms。文件在磁盘上非连续存放,逻辑上相邻数据块的平均移动距离为10个磁道,每块的旋转延迟时间及传输时间分别为100ms和2ms,则读取一个100块的文件需要()ms的时间。
A.10200
B.11000
C.11200
D.20200
参考答案:D
解析:
在硬盘中,信息分布呈以下层次:记录面、圆柱面、磁道和扇区,如图所示。
一台硬盘驱动器中有多个磁盘片,每个盘片有两个记录面,每个记录面对应一个磁头,所以记录面号就是磁头号,如图(a)所示。所有的磁头安装在一个公用的传动设备或支架上,磁头一致地沿盘面径向移动,单个磁头不能单独地移动。在记录面上,一条条磁道形成一组同心圆,最外圈的磁道为0号,往内则磁道号逐步增加,如图(b)所示。在一个盘组中,各记录面上相同编号(位置)的各磁道构成一个柱面,如图(c)所示。若每个磁盘片有m个磁道,则该硬盘共有m个柱面。
引入柱面的概念是为了提高硬盘的存储速度。当主机要存入一个较大的文件时,若一条磁道存不完,就需要存放在几条磁道上。这时,应首先将一个文件尽可能地存放在同一柱面中。如果仍存放不完,再存入相邻的柱面内。
通常将一条磁道划分为若干个段,每个段称为一个扇区或扇段,每个扇区存放一个定长信息块(例如,512个字节),如图(b)所示。一条磁道划分多少扇区,每个扇区可存放多少字节,一般由操作系统决定。磁道上的扇区编号从1开始,不像磁头或柱面编号从0开始。
主机向硬盘控制器送出有关寻址信息,硬盘地址一般表示为:驱动器号、柱面(磁道)号、记录面(磁头)号、扇区号。通常,主机通过一个硬盘控制器可以连接几台硬盘驱动器,所以需送出驱动器号。调用磁盘常以文件为单位,故寻址信息一般应当给出文件起始位置所在的柱面号与记录面号(这就确定了具体磁道)、起始扇区号,并给出扇区数(交换量)。
硬盘标称的容量是指格式化容量,即用户实际可以使用的存储容量,而非格式化容量是指磁记录介质上全部的磁化单元数,格式化容量一般约为非格式化容量的60%~70%。格式化存储容量的计算公式是:
存储容量=n×t×s×b
其中:n为保存数据的总记录面数,t为每面磁道数,s为每道的扇区数,b为每个扇区存储的字节数。
硬盘转速是硬盘主轴电机的旋转速度,它是决定硬盘内部传输速率的关键因素之一,在很大程度上直接影响到硬盘的速度。硬盘转速以每分钟多少转(RPM)来表示,RPM值越大,内部传输速率就越快,访问时间就越短,硬盘的整体性能也就越好。
记录密度是指硬盘存储器上单位长度或单位面积所存储的二进制信息量,通常以道密度和位密度表示。道密度是指沿半径方向上单位长度中的磁道数目,位密度是指沿磁道方向上单位长度中所记录的二进制信息的位数。
硬盘的存取时间主要包括三个部分:第一部分是指磁头从原先位置移动到目的磁道所需要的时间,称为寻道时间或查找时间;第二部分是指在到达目的磁道以后,等待被访问的记录块旋转到磁头下方的等待时间;第三部分是信息的读/写操作时间。由于寻找不同磁道和等待不同记录块所花的时间不同,所以通常取它们的平均值。因为读/写操作时间比较快,相对于平均寻道时间Ts和平均等待时间Tw来说,可以忽略不计。所以,磁盘的平均存取时间Ta为:
硬盘缓存存在的目的是为了解决硬盘内部与接口数据之间速度不匹配的问题,它可以提高硬盘的读/写速度。
硬盘的数据传输速率分为内部数据传输速率和外部数据传输速率。内部数据传输速率是指磁头与硬盘缓存之间的数据传输速率,它的高低是评价一个硬盘整体性能的决定性因素。外部数据传输速率指的是系统总线与硬盘缓存之间的数据传输速率,外部数据传输速率与硬盘接口类型和缓存大小有关。
硬盘接口是硬盘与主机系统之间的连接部件,不同的硬盘接口决定着硬盘与计算机之间的连接速度,在整个系统中,硬盘接口的优劣直接影响着程序运行的快慢和系统性能好坏。
在本题中,首先需要寻道,即将磁头定位于目标磁道,然后通过磁盘的旋转,定位于要读取的信息之上,最后读取并传输数据。所以读取每个数据需要耗费的平均时间为:10×10+100+2=202ms,100块的文件需要20200ms。