第07章 硬盘

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3．硬盘的电源接口
ATA硬盘的电源接口是一个4针的“D型” 电源接口，SATA硬盘电源接口则采用了 15针的扁平接口。硬盘的电源接口连接电 源，直接从电源处获取工作所需的电压。
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7.1.4 硬盘的性能参数
了解硬盘的性能参数后，在选购硬盘时就可以知道 硬盘的好坏了。硬盘的性能参数有单碟容量、硬盘 转速、硬盘缓存、平均寻道时间、平均潜伏时间、 平均访问时间、内部数据传输率和外部数据传输率 等。
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7.1.3 硬盘的接口
硬盘上的接口包括数据接口、跳线和电源 接口，下面将分别进行介绍。
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7.1.3 硬盘的接口
1．硬盘的数据接口 2．硬盘的跳线 3．硬盘的电源接口
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1．硬盘的数据接口
硬盘与主板的连接部分称为硬盘的数据接 口Байду номын сангаас目前常见的硬盘接口有ATA，SATA 和SCSI。其中ATA和SATA主要用于个人 计算机，而SCSI则主要用于服务器。
5）3D保护系统
3D保护系统（3D Defense System）技术是 美国希捷公司独有的一项硬盘保护技术， 主要包括磁盘保护（Drive Defense）、数 据保护（Data Defense）和诊断保护 （Diagnostic Defense）三方面的内容。
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7.2 硬盘选购指南
硬盘的保护技术主要有防震技术和数据保 护技术，下面将分别进行介绍。
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7.1.5 硬盘的保护技术
1．防震技术 2．数据保护技术
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1．防震技术
目前硬盘的防震技术主要有SPS防震保护 系统和Shock Block防震保护系统。
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硬盘的背面
集成电路板
电源接口 跳线
ID E 接 口
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7.1.1 硬盘的内部结构
如果磁头碰到高速旋转的磁片，会破坏表 面的涂层和存储的数据，磁头也会损坏， 所以在硬盘通电的情况下不要移动主机。 硬盘对密封性要求很高，硬盘的盘片和磁 头之间只有很小的间隙。当硬盘工作时盘 片会高速转动，如果硬盘内部存在灰尘， 那么小小的灰尘将会使高速旋转的盘片受 到毁灭性的破坏。因此绝对不允许轻易打 开硬盘导致灰尘进入。
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4）S.M.A.R.T技术
S.M.A.R.T技术就是人们常说的“自动检 测分析及报告技术”，是目前绝大多数硬 盘已经普遍采用的通用安全技术，这种技 术可以对硬盘进行监测，当S.M.A.R.T监 测并分析出硬盘可能出现问题时会及时向 用户报警，以避免计算机数据受到损失。
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7.1.4 硬盘的性能参数


平均访问时间（Average Access Time）：指磁头找到 指定数据的平均时间，计算单位为毫秒（ms），通 常是平均寻道时间与平均潜伏时间之和。平均访问时 间越短越好，一般硬盘的平均访问时间在11~18ms之 间，现在选购硬盘时应该选择平均访问时间低于 15ms的产品。 内部数据传输率（Internal Transfer Rate）：也称为最 大/最小持续传输率（Sustained Transfer Rate），单位 Mb/s，指硬盘将目标数据记录在盘片上的速度，一般 取决于硬盘的盘片转速和盘片数据线密度。
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7.1.4 硬盘的性能参数

外部数据传输率（External Transfer Rate）： 指计算机通过接口将数据交给硬盘的传输速 度。其速度比内部数据传输率快得多，在宣 传或硬盘特性表中常以数据接口速率代替， 单位为MB/s。
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7.1.5 硬盘的保护技术
第7课
本章要点 具体要求 本章导读
硬盘
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本章要点
硬盘的工作模式 硬盘的性能参数 硬盘的保护技术 硬盘的选购
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具体要求
掌握硬盘的工作模式 掌握硬盘的性能参数 了解硬盘的保护技术 了解硬盘的选购方法
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2．硬盘的跳线


Master with a non-ATA compatible slave：主驱 动器不为ATA时为第二驱动器。 Cable select：电缆选择，采用特殊处理后的 数据线设置主盘或从盘，即使用数据线中的 一根为选择线，有选择线则为主盘，否则为 从盘。
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7.1.1 硬盘的内部结构
硬盘的外观就像一个方形盒子，硬盘的正面是 它的铭牌，记录了硬盘的型号、产品序列号等 信息。在硬盘的背面可以看到硬盘的控制芯片 和集成电路。 在硬盘内部，盘片被固定在主轴电机上并随主 轴电机一起旋转，磁头不停地做径向运动，进 行数据的读写操作。在硬盘中，每个磁片的上 下两面各有一个磁头，它们与磁片并不接触， 磁头和盘片之间的距离极其微小，比一根头发 丝的直径还要小
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2）Max Safe
Max Safe的核心是将附加的ECC校验位保 存在硬盘上，使硬盘在读写过程中，每一 步都要经过严格的校验，以此来保证硬盘 数据的完整性。
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3）DPS
DPS（数据保护系统）的工作原理是在硬 盘的前300MB内存放操作系统等的重要信 息，DPS可在系统出现问题后的90秒内自 动检测并恢复系统数据。如果不行，则启 用随硬盘附送的DPS软盘，进入程序后 DPS系统模式会自动分析造成故障的原因， 尽量保证用户硬盘中的数据不受损失。
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3）SCSI接口
SCSI接口（Small Computer System Interface），即小型计算机系统接口，属 于专用服务器接口。不过目前也有部分个 人计算机用户在使用SCSI接口的硬盘。 SCSI接口的硬盘需要用户另购一块SCSI控 制卡插在PCI插槽中。
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2．硬盘的跳线
硬盘的跳线主要用于控制硬盘的主、从盘 状态，一般IDE设备上都有跳线设置。硬 盘的正面一般印有硬盘跳线的设置说明。


Master or single drive：设置驱动器为主盘， 即将硬盘设置为主驱动器。 Drive is slave：设置驱动器为从盘，即将硬盘 设置为第二驱动器。
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7.1.4 硬盘的性能参数


平均寻道时间（Average Seek Time）：指硬盘磁头移 动到相应数据所在磁道时所用的时间，以毫秒（ms） 为计算单位，现大多数硬盘的平均寻道时间在 6~14ms之间。注意它与平均访问时间的差别，平均 寻道时间越小越好，现在选购硬盘时应该选择平均寻 道时间低于9ms的产品。 平均潜伏时间（Average Latency Time）：指当磁头 移动到目标数据所在的磁道后，等待所要的数据块继 续转动（半圈或多些、少些）到磁头下的时间，计算 单位为毫秒（ms），一般在2~6ms之间。
7.1.4 硬盘的性能参数


硬盘转速：是指硬盘内主轴电机的转动速度， 理论上来说是转速越快，硬盘读取数据的速 度也就越快，但是速度的提升会产生更大的 噪音和热量，所以硬盘的转速是有一定限制 的。 硬盘缓存：指硬盘内部的高速存储器。目前 主流硬盘的缓存主要有2MB和8MB两种，而 在SCSI硬盘中最高的数据缓存已经达到了 16MB。一般拥有较大缓存的硬盘在性能上会 有更突出的表现。
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2．数据保护技术
数据保护技术有数据卫士、Max Safe、 DPS、S.M.A.R.T技术和3D保护系统等几 种。
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1）数据卫士
该技术是西部数据（WD）公司独有的， 它能够在硬盘工作的空余时间里，每8个 小时便自动执行硬盘扫描、检测、修复盘 片的各扇区等步骤，其操作完全是自动运 行，无需用户干预与控制，特别是对初级 用户与不懂硬盘维护的用户十分适用。
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2）SATA接口
SATA接口的传输速率为150MB/s，其在 传输速率上比ATA接口具有更多优势。随 着技术的发展，SATA接口的传输速率还 将会进一步提高。SATA接口采用串行的 方式传输数据，并采用了点对点的传输协 议，这样可以让SATA驱动器独享带宽。 SATA接口的另一特点是支持SATA设备的 热插拔功能，而ATA接口不支持热插拔功 能。
硬盘是存储计算机中大容量的数据的设备， 因此其工作的速度和稳定性都影响着计算 机的整体性能，下面将介绍硬盘的选购方 法。
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7.2 硬盘选购指南
7.2.1 知识讲解 7.2.2 典型案例
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硬盘的内部结构
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7.1.2 硬盘的工作模式
硬盘的工作模式主要有NORMAL，LBA 和LARGE三种。

NORMAL模式：这是老式硬盘常使用的工作 模式。在这种模式下对硬盘进行访问时， BIOS和IDE控制器对参数不做任何转换。该 模式支持的硬盘参数为：最大柱面数为1024， 最大磁头数为16，最大扇区数为63，每扇区 字节数为512，即支持的最大容量为528MB （512×63×16×1024）。
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7.1 硬 盘 概 述
硬盘是计算机中容量最大的存储设备。计 算机运行时必需的操作系统、大量的应用 程序和数据等资料都是保存在硬盘中的。
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7.1 硬 盘 概 述
7.1.1 7.1.2 7.1.3 7.1.4 7.1.5 硬盘的内部结构 硬盘的工作模式 硬盘的接口 硬盘的性能参数 硬盘的保护技术
1）SPS防震保护系统
SPS防震保护系统主要是分散外来冲击能 量，尽量避免硬盘磁头和盘片之间的意外 撞击，使硬盘能够承受10 000N以上的意 外冲击力。
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2）Shock Block防震保护系统
Shock Block防震保护系统是Maxtor公司的 专利技术，采用分散外来的冲击能量的方 法，尽量避免磁头和盘片相互撞击，它能 承受的最大冲击力可以达到15 000N甚至 更高。
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1）ATA接口
ATA接口又被称为IDE接口。其传输速率 一般可分为66MB/s，100MB/s，133MB/s， 常见的外部传输速率模式为Ultra ATA/66， Ultra ATA/100和Ultra ATA/133，目前使用 得较多的是Ultra ATA/133。连接ATA接口 的数据线一般被称为IDE数据线。
本章导读
硬盘是计算机系统中用来存储大容量数据 的设备，可以把它看做是计算机系统的仓 库，其存储信息量大，安全系数也比较高， 是长期保存数据的首选设备。本课将介绍 硬盘的相关知识，包括硬盘的工作模式、 硬盘接口的作用、硬盘的参数对性能的影 响、保护硬盘数据常使用的一些技术以及 如何选购一款合适的硬盘。
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7.1.2 硬盘的工作模式


LBA模式：LBA（Logical Block Addressing） 即“逻辑块寻址模式”。在这种模式下操作 系统访问硬盘时，会由IDE控制器把柱面、扇 区、磁头等参数的逻辑地址转换为实际地址， 该模式支持的硬盘最大容量为8.4GB （512×63×255×1024）。 LARGE模式：LARGE称为“超大硬盘管理模 式”，是目前普遍使用的一种模式，这种模 式可支持容量超过8.4GB的硬盘，主要应用于 柱面超过1024而LBA模式又不支持的硬盘上。

单碟容量：一张盘片具有正、反两个存储面，两个存储面的 存储容量之和就是硬盘的单碟容量。硬盘的单碟容量取决于 盘片的平滑程度、盘片表面磁性物质质量和磁头类型，一般 情况下盘片表面越光滑，表面磁性物质的质量就越好，磁头 技术就越先进，单碟容量就越大。目前，单碟容量已经达到 200GB以上。
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