扇区

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我们知道，操作系统是以扇区(Sector)形式将信息存储在硬盘上的。每个扇区包括512字节的数据和一些其他信息。一个扇区有两个主要部分：即存储数据地点的标识符和存储数据的数据段。

标记符

标识符就是扇区头标，包括有组成扇区三维地址的三个数字：扇区所在的磁头(或盘面)、磁道(或柱面号)，以及扇区在磁道上的位置即扇区号。头标中还包括一个字段，其中有显示扇区是否能可靠存储数据，或者是否己发现某个故障因而不宜使用的标记。有些硬盘控制器相对应的ECC数字填入这个部分。

Image:Shanqu.jpg

扇区

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扇区头标

扇区头标包括有一个可识别磁道上该扇区的扇区号。有趣的是这些扇区号物理上并不是像我们想像的那样连续编号的，它们不必用任何特定的顺序指定。扇区头标的设计允许扇区号可以从1到某个最大值，某些情况下可达255。磁盘控制器并不关心上述范围中什么编号安排在哪一个扇区头标中。在很特殊的情况下，扇区还可以公用相同的编号。磁盘控制器甚至不管数据区有多大，它只管读出它所找到的数据，或者写入要求它写的数据。

给扇区编号的最简单方法是l、2、3、4、5、6等顺序编号。

如果扇区是按顺序绕着磁道依次编号，那么控制器在处理一个扇区的数据期间，磁盘旋转太远，超过了扇区间的间隔(这个间隔很小)，控制器要读出或写入的下一扇区已经通过了磁头，也许是相当大的一段距离。在这种情况下，磁盘控制器就只能等待磁盘再次旋转几乎一周，才能使得需要的扇区到达磁头下面。

显然，要解决这个问题，靠加大扇区间的间隔是不现实的，那会浪费许多磁盘空间。许多年前，IBM的一位杰出的工程师想出了一个绝妙的办法，那就是扇区不是顺序编号，而是使用一个交叉因子编号。例如，每磁道有17个扇区的磁盘按2：l的交叉因子编号就是：l、lO、2、ll、3、12、4、l 3、5、14、6、15、7、16、8、17、9，而按3：l的交叉因子编号就是：l、7、13、2、8、14、3、9、15、4、lO、16、5、ll、17、6、12。当设置l：l的交叉因子时，如果硬盘控制器处理信息足够快，那么读出磁道上的全部扇区只要求旋转一周，但如果硬盘控制器的后处理动作没有这样快，磁盘所转的圈数就等于一个磁道上的扇区数，才能读出每个磁道上的全部数据；将交叉因子设定为2：l时，磁头要读出磁道上的全部数据，磁盘就只须转两圈；如果2：l的交叉因子仍不够慢，磁盘也需转一个磁道上的扇区数那么多的圈数，这时，可将交叉因子调整为3：1，

Image:Shanqu01.jpg

扇区

图所示的是典型的MFM(Modified Frequency Modulation，改进型调频制编码)硬盘，每磁道有17个扇区。图2-26展现了用三种不同的扇区交叉因子编号的情况。最外圈的磁道(O号柱面)上的扇区用简单的顺序连续编号，相当扇区交叉因子是l：l。l号磁道(柱面)的扇区按2：1的交叉因子编号，而2号磁道就按3：l的扇区交叉因子编号。