当设置1﹕l的交叉因子时,如果硬盘控制器处理信息足够快,那么,读出磁道上的全部扇区只需要旋转一周;但如果硬盘控制器的后处理动作没有这么快,磁盘所转的圈数就等于一个磁道上的扇区数,才能读出每个磁道上的全部数据。将交叉因子设定为2﹕1时,磁头要读出磁道上的全部数据,磁盘只需转两周。如果2﹕1的交叉因子仍不够慢,磁盘旋转的周数约为磁道的扇区数,这时,可将交叉因子调整为3﹕1,如图1-10所示。
图1-10 不同交叉因子的效果示例
图1-10所示的是典型的MFM(Modified Frequency Modulation,改进型调频制编码)硬盘,每磁道有17个扇区,画出了用三种不同的扇区交叉因子编号的情况。最外圈的磁道(0号柱面)上的扇区用简单的顺序连续编号,相当于扇区交叉因子是1﹕1。1号磁道(柱面)的扇区按2﹕1的交叉因子编号,而2号磁道按3﹕1的扇区交叉因子编号。
早期的硬盘管理工作中,设置交叉因子需要用户自己完成。用BIOS中的低级格式化程序对硬盘进行低级格式化时,就需要指定交叉因子,有时还需要设置几种不同的值来比较其性能,而后确定一个比较好的值,以期硬盘的性能较好。现在的硬盘BIOS已经自己解决这个问题,所以,一般低级格式化程序不再提供这一选项设置。
系统将文件存储到磁盘上时,按柱面、磁头、扇区的方式进行,即最先是第1磁道的第一磁头下(也就是第1盘面的第一磁道)的所有扇区,然后,是同一柱面的下一磁头,……,一个柱面存储满后就推进到下一个柱面,直到把文件内容全部写入磁盘。系统也以相同的顺序读出数据。读出数据时通过告诉磁盘控制器要读出扇区所在的柱面号、磁头号和扇区号(物理地址的三个组成部分)进行。磁盘控制器则直接使磁头部件步进到相应的柱面,选通相应的磁头,等待要求的扇区移动到磁头下。在扇区到来时,磁盘控制器读出每个扇区的头标,把这些头标中的地址信息与期待检出的磁头和柱面号做比较(即寻道),然后,寻找要求的扇区号。待磁盘控制器找到该扇区头标时,根据其任务是写扇区还是读扇区,来决定是转换写电路,还是读出数据和尾部记录。找到扇区后,磁盘控制器必须在继续寻找下一个扇区之前对该扇区的信息进行后处理。如果是读数据,控制器计算此数据的ECC码,然后,把ECC码与已记录的ECC码相比较。如果是写数据,控制器计算出此数据的ECC码,与数据一起存储。在控制器对此扇区中的数据进行必要处理期间,磁盘继续旋转。由于对信息的后处理需要耗费一定的时间,在这段时间内,磁盘已转了相当的角度。
交叉因子的确定是一个系统级的问题。