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怎样读取1和0(上)

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怎样读取1和0(上)课程教案、知识点、字幕

刚才

我们介绍了

记录数据的各类存储介质

各种存储技术

现在我们来进一步了解

如何通过存储设备

完成对存储介质

进行数据的写入操作

和读出操作

我们以硬盘驱动器为例

具体展开

我们看看屏幕上的这几个插图

问你一个问题

为什么硬盘不能像软盘光盘那样

把它的存储介质

和存储设备分开来呢

同样是磁存储介质

但相比只有1.44兆B的

这样的软盘来说

硬盘要想做到500GB

这样大的容量

而且还要保证一个

较快的读取速度

这就要求

硬盘的构造

要做一些改造

首先是在这盘面上

它的这个磁性的微小颗粒

要极其细微

并且要非常均匀的分布排列

只有高密度才能保证大容量

具体实现

它是通过一个叫溅镀的工艺

将极为细微的磁粉

均匀的涂在了盘面上

然后

就是要实现快速存取

为了能够让磁头

在读写盘片的数据的时候

一方面

能够高速的在盘片上

来回移动

寻找定位数据

一方面

它还不能划伤这个盘片

导致数据破坏丢失

所以

磁头是不能接触到盘片的

它完全是利用盘片

在高速旋转的时候

产生的气流

将磁头悬浮在盘片上

而且

这个悬浮高度

还很有讲究

既不能太低

以免触碰到盘片

又不能太高

以免信号太弱

读不到数据

要多高呢

一般是按几个微米来衡量

甚至是

0点0几个微米

相当于我们的头发丝的

千分之一

这样一解释

你就明白了

为什么硬盘的盘片

要被预先被封装在读写装置中

它得防尘

还得防震

这就是一块硬盘实物

可以看到盘片

和硬盘的驱动器

它们都被封装在一起了

看得到的

只有它的电源的插头

以及我们看到的数据的接口

所以

硬盘不仅需要无尘的封装起来

还需要稳稳的固定在

机箱支架上

以免震动打乱磁性颗粒的分布排列

导致数据的丢失

现在你知道

硬盘制造

是一个非常复杂的技术

一般企业可胜任不了

我们知道

数据是通过

改变盘面上微小颗粒的磁性

来存储0和1的

那是不是

一个比特的信息

0或者是1

就直接对应一个磁性颗粒呢

目前还做不到这么高的精度

要做到这样高的精度

需要将磁头做到原子探针这个级别

才能达到这个理想值

如果真的能够做到这样的一个精度啊

磁盘存储就会迎来

又一个春天

事实上

一个比特的信息

在磁盘上

它对应的是一片磁颗粒区域

前面我们解决了

如何在盘片上记录数据

但是

如果不事先在上面

规划好存放的位置

数据存放和读取就得像

磁带卷那样

采用流式存放

从头依次记录到尾

这样的流式存放

那么读取数据的时候

也得这么顺序的来

流式存放会有什么问题吗

从存放的角度来说

它没什么问题

写入数据的时候

顺序往下写很快

但是

问题出现在

当你读出数据的时候

问题就显著了

怎么让你的磁头

直接定位到

你要读出数据的位置呢

很难

我这时候说的是

直接找到具体的地方

因为由于是顺序记录

所以就缺乏位置信息

它无法按位置直接定位

磁头只能从头开始

一点一点的往下找

直到找到

再执行读取操作

下一次读出数据时

又得从头开始

这种读取方式

在小范围内还行

但在一个大范围内

这样找数据

问题就太明显了

为了解决这个问题

需要事先规划盘面空间

让它具备位置信息

然后才能定位

这个规划的过程就是

磁盘低级格式化的操作

就像我们在纸张上

画出行列构成的格子一样

我们先在圆盘上划出

一道一道同心圆

然后在每一道上划出格子

同心圆就是磁道

格子就是扇区

同心圆上的格子

它就是书写文字的最小的单位一样

所以

它就像稿子上的格子一样

扇区也就是硬盘存放数据的

最小的物理单位

约定好

一个扇区它能存放512个字节

现在有一个问题要思考一下

如果我们像现在这样

从圆心开始

辐射状的划格子

这外圈的扇区

和最里面的扇区

个头上看起来

是不是差距很大呢

那么想一想

它们存放的数据能一样多吗

一样还是不一样

答案是一样多

因为它们都只代表一个扇区

都只能存放512个字节

这样划格子的方法

比较浪费空间

还没有其他的方法吗

想一想

课后百度一下

我们来看一下

盘面上能划出多少个磁道

一般是300到1024个磁道

当然了

我也还能做的更多

磁道它的编号是从

最外圈开始

从0号开始编

然后依次往内道顺序编号

扇区它的编号是从1开始编号

所以数据在存放时

它就是从最外圈的

0磁道1扇区

开始进行存放

注意

数据在扇区这个小范围里

数据采用的是流式连续存放

但从整个盘面来看

磁头它是根据磁道

扇区的编号

来直接找到位置的

对硬盘来说

它是一个块式的存储设备

它把数据分成了一块一块

以块的方式

存放在盘面上

块的大小有多大呢

可以是单个扇区(字节口误)

这是最小的块

也可以由多个扇区(字节口误)来组成

刚才

我们讲的是一个盘面

但硬盘

一般来说

它都会由多个盘片组成

每个盘片

它的每一个面

都有一个读写头

因此

在我们的磁盘打格子的这个过程当中

我们不仅产生了一条一条的磁道

一个一个的扇区

还会产生一个一个的柱面

什么是柱面

你想象一下

把它再多出一个空间的维度

来看一看

我们把盘面上的

同一条磁道

统一起来看

它是不是又在竖直方向上

就构成了一个一个柱面呢

硬盘数据的读写

就是按柱面来进行的

这样最省时

它只有当一个磁道

写满数据后

接着它就会在同一个柱面上的

下一个盘面的同一个磁道上

继续写数据

只有当一个柱面

都写满数据了

读写磁头

才会移动到下一个磁道

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第4课:最熟悉的陌生人APP

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--操作系统的演变1

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-实践:如何利用注册表进行系统优化

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-第4课习题作业

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第5课:数据如何安好

-数字存储前言

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-怎样在存储介质上表示1和0?

--光盘怎样表示1和0

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-怎样从存储介质读取1和0?

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--怎样读取1和0(下)

-如何找到所需的数据?

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-实践:文章排版基本技能

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--排版的基本编辑对象

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--页面设置

--利用样式润色文件段落

--利用表格布局标题

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--设置页眉与页脚

--设置插图润色排版

--LaTeX入门

-第5课习题作业

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-演示文稿制作准备

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--实践前的环境准备

--参考上机练习完成制作

-制作演示文稿

--具体版式幻灯片制作1

--具体版式幻灯片制作2

--具体版式幻灯片制作3

--具体版式幻灯片制作4

--幻灯片切换动画效果

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--设置超链接按钮

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-作品赏析

--咖啡作品:演示效果的普适性

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-第6课习题作业

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第7课:从单机到联网

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第8课:+互联网

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