假设你做一些简单的操作,比如双击一个电子表格文件的图标。在许多计算机上,这个简单的操作可能需要20到30秒才能完成,而在这段时间里,硬盘会一直发出搅动声。硬盘访问指示灯会闪烁,驱动器可能会发出嗡嗡声、嘶嘶声或高频的尖啸声。如果驱动器中的机械装置很吵,你肯定知道有什么事情正在发生!
在文章硬盘如何工作中,你可以看到有一个机械臂用于固定读写头。这个机械臂可以将读写头移动到靠近盘片中心或边缘的磁道上。正常硬盘的直径约为5英寸(12.5厘米)。因此,这个机械臂可以在盘片表面上移动大约2英寸(5厘米)的距离。
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这个机械臂的移动速度令人惊叹。机械臂非常轻巧,其执行器功能强大且精确。如果需要,机械臂每秒可以在盘片表面上滑动数百次。
如果你思考一下扬声器的工作原理,你会发现它们之间没有太大区别。扬声器通过每秒数百次地来回移动轻质锥体来产生声音。随着硬盘机械臂的快速来回移动,它会产生振动,我们的耳朵将其听作声音。
为什么当你点击一个简单的电子表格文件时,磁盘的磁头需要移动如此之多(有时长达20或30秒的移动)?有三件事导致了所有这些移动:
- 要启动像Excel这样的电子表格应用程序,硬盘必须加载应用程序本身以及许多支持该应用程序的DLL(动态链接库)。所有这些不同文件的总大小可能为10到20兆字节,而且这些文件分散在磁盘的各个位置。加载20兆字节的数据需要很长时间,并且需要磁盘磁头移动数千次才能检索所有片段。
- 数据文件本身也需要加载。操作系统 (OS) 必须将磁头移动到驱动器的目录中以查找文件夹,确保文件名存在,然后发现文件的位置。然后,操作系统可能需要读取驱动器中分散的数十个磁道才能访问该文件。
- 如果物理内存已满,那么在加载过程中,操作系统将不得不卸载部分物理内存并将其保存到磁盘上的分页文件。因此,当操作系统试图加载电子表格应用程序、所有DLL和数据文件时,它同时也在尝试将数百万字节的数据写入分页文件,以为新应用程序腾出空间。驱动器磁头在磁盘上不断移动以完成这些交织的任务。有关详细信息,请参阅当日问题。
总而言之,点击一个图标可能会导致40到50兆字节的数据在驱动器和内存之间移动,在此过程中磁盘磁头会重新定位数千次。这就是为什么你会听到驱动器“搅动”的原因——它正在做大量工作!
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