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有谁知道在调用 'seek' 和 'read' 时，硬盘驱动器的物理影响如何？

如果我更具体一点，我知道硬盘驱动器有某种磁针，用于从磁板上读取数据。所以我的问题是，针实际上是什么时候移动到阅读位置的？

它是在我们调用“seek”windowsApi 方法时移动（不管是否执行了实际读取），还是“seek”只记住了一个虚拟指针，并且只有在“read”方法时才执行针的物理移动叫做？

编辑：假设从硬盘驱动器请求的数据不存在于任何缓存中（硬盘驱动器缓存、Os Cache、Ram 以及其他任何可能的缓存）

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想从您的帖子中提出这个问题

指针何时实际移动到读取位置？

我认为简单的答案是“只要请求的数据尚未出现在任何数量的缓存中”。预测硬盘驱动器移动的问题是您必须考虑缓存从硬盘驱动器读取的数据的所有不同位置。如果数据存在于这些缓存中并且可以在请求数据的上下文中访问，则将使用缓存而不是实际读取硬盘驱动器。这里只是一些可以缓存硬盘数据的地方

  • 硬盘驱动器的内部缓存
  • 操作系统级缓存
  • 程序级缓存
  • API 级缓存

在不存在任何数据的情况下，它可能会在read通话期间从硬盘驱动器中读取。调用不太可能导致硬盘驱动器seek移动，因为您更改的不是物理硬盘驱动器指针，而是指向程序中文件的虚拟指针。

于 2009-05-03T15:17:59.797 回答
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硬盘驱动器磁头（针）开始移动，磁盘开始旋转（除非已经旋转）read。操作中没有头部移动或旋转seek。

请注意，即使您read按顺序读取文件，磁头也可能在磁盘上方不按顺序移动，即read第 2、3 等 512 字节块可能导致磁头移动很远，即使没有干预seeks. 这部分是因为文件在文件系统上被碎片化，或者因为固件具有扇区号重新映射（即逻辑扇区 5 不在逻辑扇区 4 和 6 之间）以补偿坏块错误。

于 2009-05-03T15:54:31.347 回答
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问题“假设从硬盘驱动器请求的数据不存在于任何缓存（硬盘驱动器缓存、Os Cache、Ram 和其他任何可能的）”问题中的假设很难假设并且相对罕见. 即使在这种情况下，用户模式文件 I/O 操作和物理存储设备操作之间也只有松散的关联。

各种 Windows 库中有许多用户模式文件 I/O 函数。一些最古老的是C 库低级 I/O 函数。还有C 库流 I/O 函数、C++ iostreams 类和管理 I/O 类。还有其他 I/O 接口是其他包的一部分。

通常，所有用户模式 ​​I/O 库都构建在Win32 文件 I/O 函数之上，包括CreateFile()、SetFilePointer()、ReadFile()和WriteFile()。

除非文件以非缓冲模式打开，否则操作系统可以缓存文件内容。这是在系统范围内完成的，而不是在每个文件的基础上完成的。因此，即使您的程序没有读取或写入文件，文件的 I/O 也可能会被缓存，并且不会导致任何物理存储设备 I/O。

有许多因素决定了文件 I/O 如何映射到物理设备上的实际 I/O 操作。这包括库级缓冲、操作系统缓存、设备驱动程序缓存、硬件级缓存、设备块大小、文件大小、硬件块/扇区重新映射和其他因素。

这里的简短故事是，您不能假设单个文件级别的读取或查找操作对应于物理设备操作，例如磁盘磁头查找。

当考虑写入时，这变得更加棘手。写入通常伴随着刷新 - 应用程序开发人员认为这会将数据一直推送到物理介质。开发人员通常假设，当刷新调用返回成功时，可以保证数据在存储设备上保持持久性。这远非如此，因为设备和驱动程序经常忽略刷新调用。

固态驱动器的复杂性更高，它不是机械的，因此没有“寻道”操作。在这里，其他物理特性表现出来，例如在写入块之前必须擦除块。

于 2009-05-03T19:37:47.567 回答