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计算硬盘块模型读取时间

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计算硬盘块模型读取时间

我的教授发布了一张幻灯片，介绍如何使用块模型计算从硬盘检索数据。规格如下：

  • 7200 转/分
  • 5毫秒寻道
  • 80MB/s 传输速率
  • 区块模型：区块大小 4KB

我不明白他是如何进行以下计算的，或者其中一些数字从何而来：

5ms + 1000/240 ms + 0.05ms = 9.216ms 读取块。

谁能告诉我 1000/240 毫秒和 0.05 毫秒是从哪里来的？

编辑：如果数字完全错误，那么您会怎么做？

答案1

有问题的磁盘的传输速率为 80 MiB/s，即 81920 kiB/s，或者20480 块/秒。这里，我们将四舍五入为 20,000 块/秒，因为这似乎是你的教授做的。这相当于 0.05 毫秒来传输一个块，解释了等式中的最后一个项。

最后，除了寻道时间（将驱动器头移到轨道上的时间），还有旋转潜伏期磁盘本身需要处理。在 7200 RPM 下，在最坏的情况下，我们必须等待 1 整圈，但平均而言，我们必须等待半圈 - 或 4.166 毫秒（7200 RPM = 120 转/秒 = 8.333 毫秒/转）。

因此，要将一个块传输到计算机，我们必须等待等效的Seek Time++ ：Rotational LatencyTransfer Time

5 ms + 4.166 ms + 0.05 ms = 9.216 ms

请注意，对于固态硬盘，虽然没有考虑旋转延迟，但肯定仍然存在可测量的寻道时间（实际寻址闪存中扇区的内容）和传输时间（很大程度上受用于传输数据本身的总线的限制，例如 SATA）。

因此，一般来说，总访问时间阅读单一部门对于驱动器来说（忽略软件）：

Rotational/Hard Drive:  Seek Time + Rotational Latency + Transfer Time

Solid-State Drive:      Seek Time + Transfer Time

答案2

这5 毫秒寻道时间是硬盘将磁头移动到正确轨道的时间（并选择正确的磁头，这也需要时间，但你的教授忽略了这一点）。

一旦磁头位于正确的轨道上，它就需要等待正确的扇区通过 R/W 磁头下方。我们假设它是一个 7200 RPM 驱动器。这意味着：

  • 在最坏的情况下，数据刚刚传递完毕就必须等待一个完整的旋转。
  • 最好的情况是数据扇区刚刚到达。一切都很顺利。
  • 在里面平均的在这种情况下，驱动器需要等待半圈旋转。

要获取 7200 RPM 驱动器完整旋转一次的时间：

  • 每分钟 7200 转（又称 7200 RPM）
  • 或者每秒 7200/60 次。
  • 或者每秒 120 次。
  • 或者一次旋转需要1/120秒。
  • 即 8.3 毫秒

因此半次旋转应该花费一半的时间，即1/240秒。

1 秒是 1000 毫秒

这是你的1000 / 240多发性硬化症。

所有这些都是驱动器开始读取数据之前的时间。它仍然需要读取数据并将其传递给主机。

从驱动器读取通常比传递它要快得多，因此我将重点关注较慢的部分：

鉴于：

1）80 MB/s 传输速率
2）块模型：块大小 4KB

  • 一秒钟 80 MiB，或者一秒钟 80*1024 KiB，或者每秒 4 * 20 * 1024 KiB。
  • 除以 20480。
  • 每1/20480秒4 KB 。
  • 或者 0.488281 毫秒，这是你最近的 0.05 毫秒。

请注意，这个答案忽略了：

  1. 驱动器需要先读取数据才能传输，这会使其速度稍微慢一些。
  2. 但是没有关于从盘片读取数据的速度的信息。（这与旋转速度、要读取的数据长度、校验和数据的长度以及扇区间间隙有关。（4KiB 可以是 8 次“Header|data|checksum|gap”读取或一次读取。）
  3. 它还忽略了数据可能已经存在于驱动器缓存中。
  4. 并且它假设计算校验和几乎不需要任何时间。

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