摘要：第 5章. 儲存系統管理
第 5章. 儲存系統管理
如果說有哪件事情會耗去系統管理者大部分時間，那一定是管理儲存系統了。硬碟似乎永遠都不夠用、讀寫太頻繁而造成效率不彰、甚至無預警地就壞了。因此，要成為一個成功的系統管理者，擁有豐富的磁碟管理知識，是不可或缺的條件。
5.1. 儲存硬體的概觀
第 5章. 儲存系統管理
如果說有哪件事情會耗去系統管理者大部分時間，那一定是管理儲存系統了。硬碟似乎永遠都不夠用、讀寫太頻繁而造成效率不彰、甚至無預警地就壞了。因此，要成為一個成功的系統管理者，擁有豐富的磁碟管理知識，是不可或缺的條件。
5.1. 儲存硬體的概觀
在管理儲存系統之前，得先了解用來儲存資料的硬體。除非您已經擁有相關知識，否則當您遇到儲存系統方面的問題時，很容易因為相關知識的不足，發現自己有如霧裡看花，找不出問題出在哪裡。只有在深入了解硬體的運作方式之後，系統管理者才能一眼看穿，儲存子系統是不是處於正常的工作狀態下。
大部分大容量儲存裝置的內部，都使用圓形的轉動機制，讓系統得以隨機存取資料。這表示這些裝置多半擁有以下元件：
碟盤
資料讀寫裝置
存取臂
以下章節將詳細討論這些元件
5.1.1. 碟盤
幾乎所有的大容量儲存裝置都使用了一個以上、扁平、且呈圓形的碟盤，作為儲存資料的媒介。用來製作碟盤的原料不一，有鋁、玻璃、以及化合材料等等。
所有資料都儲存在碟盤的表面上，實際的運作方式則視資料儲存技術的不同，而稍有區別。利用物理學的磁性原理，是最常見的儲存方式：碟盤上佈滿了充滿磁性的化合物。
另一個常見的則是光學技術：碟盤上佈滿了可用光學方式改變物理特性的物質，讓資料得以寫到碟盤上面去。[1]
不管用的是哪一種儲存技術，碟盤都以旋轉的方式運作，讓另一個元件 — 資料讀寫裝置 — 掃過碟盤表面。
5.1.2. 資料讀寫裝置
資料讀寫裝置從電腦上接收 0 或 1 等位元（或位元組），再將這些資料轉成磁性或光學訊號，寫到碟盤的表面；或反過來，從碟盤上讀取磁性或光學訊號，再轉為電腦所使用的 0 或 1。
有時候，嚴苛的環境會對這些裝置造成極大的挑戰。例如在磁性環境中，讀寫裝置（又稱讀寫頭）要僅可能的靠近磁盤；但如果讀寫頭與磁盤接觸，又有可能對雙方造成嚴重的傷害。因此，讀寫頭與磁盤的表面都異常平滑，讀寫頭利用磁盤運轉所產生的氣流，浮在磁盤上方，「」飛行」高度低於一根頭髮的直徑。這正是硬碟對於撞擊、溫度劇變、或是空氣污染非常敏感的原因。
光學讀寫頭所面臨的挑戰，又跟磁性讀寫頭不同 — 光學讀寫頭跟碟盤一定要保持恆定的距離；否則的話，要在碟盤上聚焦的讀寫頭，就無法提供穩定且犀利的光源。
不管是何種技術，讀寫頭跟碟盤的接觸面都很小。碟盤在讀寫頭下方運轉，表面上可以說是刻劃出一條非常非常細的線。
如果這就是大量儲存系統的運作方式，那麼這表示 99% 的碟盤空間都浪費掉了。解決方法是在碟盤上增加讀寫頭；但如果要完全運用的碟盤的空間，那需要上千個讀寫頭。最好的方法，是讓讀寫頭可以在碟盤的表面上移動。
5.1.3. 存取臂
把讀寫頭放到一個可以在碟盤表面任意移動的存取臂上，就可以完全利用碟盤空間。不過，這讀寫臂必須達成兩項要求：
移動非常迅速
移動非常精準
存取臂必須僅可能地高速移動，因為把讀寫頭從一個地方移到另一個地方，時間都浪費掉了：除非存取臂停下來，否則讀寫頭是不能存取任何資料的[2]。
存取臂的移動，也必須高度精準。因為如之前所述，讀寫頭所使用的範圍很窄。要有效率的使用碟盤空間，存取臂就只要移動一點點距離，足夠寫入新的資料即可；但又不能太靠近，以免剛寫入的資料覆蓋舊資料。用比喻的方式，這就好像把碟盤的表面，分割成成千上萬個「同心圓」或「磁軌（tracks）」一樣。把存取臂從某個磁軌移動到另一個磁軌上，叫做「搜尋（seeking）」，而這移動時間，就稱為「搜尋時間（seek time）」。
通常我們會同時使用多個碟盤（或使用碟盤的兩面）來儲存資料，而每個碟盤的表面上方，都有存取臂。這些存取臂都是同步運作，同時存取不同碟盤上的同樣磁軌。想像一下，同一個位置的磁軌組合起來，就成為一個圓柱形；因此，我們把分佈在不同碟盤上，存取臂接觸的同樣磁軌，合稱為「磁柱（cylinder）」。
注
[1]
有些光學裝置 — 尤其是 CD-ROM（唯讀光碟機） — 使用了截然不同的資料儲存方式；這些不同處將在本章的其他地方詳述。
[2]
有些光學裝置（例如光碟機）的存取臂就持續不斷的移動，讓讀寫頭在碟盤上的軌跡呈螺旋狀。這是另一種資料儲存的典型例子，也反映出像音樂光碟這類的產品，用循序方式讀取音樂資料，會比隨機存取來得有效率。
