Linux File System (Disk)

本节主要介绍磁盘的结构
首先Disk是由磁道、扇区和磁头几个部分组成的，柱面其实是一个逻辑概念，是指某一个磁道在所有盘面上的位置构成的一个抽象的柱面。
一些参数的含义：

• 7200PRM：7200转每分钟
• 120Hz：一秒钟120转
• 转一圈是8.33ms
• 旋转延迟：把磁头移到指定扇区所耗时间的平均值。
• seek time：移动磁头的时间（很多年没有优化过了）

寻道时间是可以去优化的，比如电梯算法、本地命令重排等

简单了解一下本地命令重排（NCQ）
NCQ（Native Command Queuing）是一种硬盘内置的I/O优化技术。它允许硬盘控制器同时接收多个读写命令，并对这些命令进行智能重新排序，以获得最优的执行顺序。

主要工作原理：

硬盘缓存多个I/O请求
分析这些请求的物理位置关系
重新安排执行顺序，最小化磁头移动距离
减少寻道时间和旋转延迟
这项技术主要用于提升机械硬盘的随机读写性能，特别是在多线程高并发访问场景下。

可以看出机械硬盘的吞吐量和磁头所在位置相关，靠外侧吞吐量高一些，内侧低一点。下面这张图的盘面都是25寸的。

对比一下盘面大小不同，转速相同，所以盘面大的线速度肯定快一些，自然吞吐量就高，盘面小的反之。

磁盘故障率和磁盘错误率

• 故障率：表示硬盘完全失效或不可恢复损坏的概率
• 错误率：表示数据读写过程中出现位错误的概率

磁盘的故障率还是比我理解的高很多的。包括磁盘本身和他的controller的故障率。

总的来说这节就是比较high level的介绍了磁盘的各种特性和一些指标，为后面介绍文件系统设计做了铺垫。