磁盘访问过程

逻辑块号映射

操作系统将磁盘视为连续的逻辑块号(Logical Block Number, LBN)序列,由磁盘控制器映射到物理位置(盘面/磁道/扇区)。

完整读取过程

  1. CPU 发起请求:CPU 向磁盘控制器发送命令(逻辑块号、操作类型)
  2. 磁盘控制器执行:控制器将 LBN 转换为物理地址,控制磁盘臂寻道、等待旋转、读写数据
  3. DMA 传输:数据通过 DMA(Direct Memory Access,直接内存访问)从磁盘控制器传输到主存,无需 CPU 参与
  4. 中断通知:DMA 完成后,磁盘控制器通过中断通知 CPU
  5. CPU 恢复执行:CPU 处理中断,继续执行后续指令

DMA 的优势

  • DMA 期间 CPU 可以执行其他指令
  • 实现 CPU 与 I/O 的并行工作
  • 显著提升系统吞吐量

关键时间点

CPU 发起请求 → 磁盘寻道 → 旋转延迟 → 数据传输
     ↓                              ↓
   CPU可做其他工作             DMA 传输+中断通知

相关笔记:

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