存储介质分为内存和外存
内存:1.速度快,容量小
2.存储正在运行的程序和数据
3.内存分为ROM和RAM,目前基本被闪存取代
外存:1.速度慢,容量大
2.磁存储器、电存储器和光存储器
3.机械硬盘最大容量可以达到20TB,速度15000转/分钟
4.电存储器密度高,速度快
5.光存储器的介质材料的光学性质(如反射率)的变化来表示1或0
外部存储介质:1.磁存储:磁带、软盘、机械硬盘
2.电存储:U盘、存储卡、固态硬盘
3.光存储:VCD、DVD、蓝光光盘
固态硬盘(SSD)
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| 固态硬盘物理结构图 |
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| | 主控芯片 | | 缓存(DRAM) | |
| | (Controller) | | (Cache) | |
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| | 闪存芯片 (NAND Flash) | |
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| | 接口(SATA/PCIe/NVMe) | |
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机械硬盘

1.硬盘里有多张盘片安装在主轴电机上
2.每张盘片的容量称为单碟容量
3.硬盘的容量就是所有盘片容量的总和
固态硬盘SSD的优点
1.读写速度快
2.防震抗摔性
3.低功耗
4.无噪音
5.工作温度范围大
6.轻便
缺点:寿命短、价格贵
机械硬盘的逻辑结构
数据的读/写按柱面进行,而不按盘面进行。也就是说,一个磁道写满数据后,就在同一柱面的下一个盘面来写,一个柱面写满后,才移动到下一个扇区开始写数据。
这样的设计原因是什么?
按柱面进行数据的读写设计主要是为了减少寻道次数,提升顺序读写效率,以及充分利用多盘面结构的优势。这种方式避免了频繁的磁头臂移动,从而提高了机械硬盘的整体性能。
分区的优点
1.便于硬盘的管理、文件的管理
2.可有效地利用磁盘空间
3.便于为不同的用户分配不同的权限
4.安装多个操作系统时,文件类型不同时,只能在不同的分区上实现
硬盘分区结构(数据结构)
MBR结构:主启动记录 (Master Boot Record) 结构
GPT结构:GPT(Globally Unique Identifier Partition Table Format)。允许每个磁盘有多达 128 个分区,支持高达 18 千兆兆字节的卷大小,允许将主磁盘分区表和备份磁盘分区表用于冗余。
MBR硬盘结构

MBR是是系统主板的BIOS向操作系统交接系统控制权的入口。主引导扇区不属于任何操作系统,它先于操作系统调入内存,根据分区表信息管理硬盘,然后才将控制权教给活动分区内的操作系统。
为什么MBR只用1个扇区,却给它预留了63个扇区甚至更多?当初设计的人是怎么考虑的?
出于对数据安全和磁盘结构完整性的综合考虑,设计者为MBR留出了额外的扇区。这些扇区被称为保留扇区或隐藏扇区。
1. 防止误操作:在磁盘的开始部分留出一定的空间,可以降低由于误操作导致的MBR损坏风险。 2.备份引导记录:在这些保留的扇区中,可以存放MBR的备份
3.扩展功能
4.兼容性和标准化:为了保持软件和硬件之间的兼容性,磁盘的物理结构需要有一定的标准化。
主引导扇区MBR的结构
在MBR分区表中最多4个主分区或者3个主分区+1个扩展分区,也就是说扩展分区只能有一个,然后可以再细分为多个逻辑分区
扩展MBR——EBR
EBR,也叫做扩展MBR。如果一个MBR上有多于4个分区,扩展分区的扩展信息就要采用扩展MBR(EBR)来存放。
MBR分区结构有哪些缺陷?
1.主分区不能超过4个
2.每个分区的大小不能超过2TB
GPT 硬盘分区结构
GPT分区优点:
1.对分区数量无限制(Windows最大仅支持128个GPT分区)
2.GPT可管理硬盘大小达到了18EB。
3.分区表有备份,更加安全
GPT结构示意图
GPT头---EFI信息区结构
每个分区表项的128B的含义如下:
example:
① ESP分区:EFI system partition,该分区用于采用了EFI BIOS的电脑系统,用来启动操作系统。分区内存放引导管理程序、驱动程序、系统维护工具等。用来存储操作系统与机器硬件的一些必要信息文件的,一般用户不可操作。
② MSR分区:即微软保留分区,是GPT磁盘上用于保留空间以备用的分区,例如在将磁盘转换为动态磁盘时需要使用这些分区空间。 还有的会多出128MB小分区,提供给操作系统对分区进行大小调整时保护分区数据,以方便GPT分区大小、数量的简单调整操作,而不至于丢失数据。