硬盘操作详解：平均存取时间与层次存储系统架构

本资源是关于计算机系统基础第六章的内容，重点探讨了“平均存取时间”在硬盘操作中的作用。在讲解磁盘存储器时，平均存取时间被定义为包括平均寻道时间、平均旋转等待时间和数据传输时间的总和。平均寻道时间是指磁头寻找指定磁道所需的时间，大约为5毫秒；平均旋转等待时间则是指磁盘旋转到指定扇区下方的时间，根据不同转速（4200、5400、7200或10000rpm），这个时间可能在4到6毫秒之间。数据传输时间通常很短，约为0.01毫秒/扇区，这部分时间一般可以忽略。 硬盘的操作流程详细描述了如何根据扇区地址（磁头号、柱面号和扇区号）进行读写操作。首先，所有磁头同步寻道，接着选择对应的磁头，磁头等待扇区到达磁头下方，然后进行数据读写。这个过程中涉及到了磁头、磁道、旋转轴和碟片等关键概念。 此外，资源还提到了存储器体系结构中的几个重要概念，如层次结构存储系统。这一系统分为六个部分，涵盖了存储器概述、主存与CPU的连接、磁盘存储器、高速缓冲存储器（Cache）、虚拟存储器以及IA-32/Linux中的地址转换。层次结构存储系统的设计目的是通过缓存技术（如Cache）提高数据访问速度，通过虚拟存储器实现更大的有效地址空间，从而优化程序性能和内存管理。 在讲解中，强调了CPU执行指令时访存操作的重要性，包括取指、取数和存数过程。例如，在执行函数`add`时，每个指令都需要从主存读取，PUSH和POP指令涉及主存的进出操作，而MOV和ADD指令则涉及数据的读取和计算。同时，栈作为内存的一部分，是访存操作中的关键区域。 这个资源深入解析了计算机系统中存储器操作的核心原理，特别是平均存取时间在硬盘I/O中的作用，以及如何通过层次化存储结构提升数据访问效率。理解这些概念对于深入学习计算机系统架构和优化程序性能至关重要。