硬盘主要知识点介绍

一是
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• 6、平均寻道时间
•
磁头移到数据所在的磁道上所需要
的时间，
一般为10~6毫秒。
• 7、平均等待时间
•
指读写磁头移动至目标磁道后，等
待存储数
据的时间。
• 8、平均访问时间
•
硬盘的读写速度
• 2020/3/4 平均访问时间 =平均寻道时间＋平均等
• 9、内部传输率（Internal Transfer Rate）
•
一般也称为突发数据传输或接口传
输率。是
指硬盘缓存和电脑系统之间的数据传输率
。也
就是计算机通过硬盘接口从缓存中将数据
读出
交给相应的控制器的速率。平常硬盘所采
用的
ATA66、ATA100、ATA133等接口，是以
硬盘
2020/3/4 的理论最大外部数据传输率来表示的。
• 11、噪声
•
容量大、转速快造成噪声
• 结束阶段 2020/3/4 结束工作断电状态，浮动磁头
• 硬盘的数据结构
• 1、MBR（Master Boot Record）
•
主引导记录，位于0柱面、0磁道、1
扇区的
位置。它由分区命令Fdisk产生。主引导记
录中包含了硬盘的一系列参数和一段引导程
序 。硬盘引导程序的主要作用是检查分区
表是否正确
在高速旋
转时，读写磁头会按指定的方向靠近盘片
来读取
数据。硬盘中的磁头不只一个，一个盘片
对应一
个磁头，正常关机后，读写磁头会自动归
位。
• 4、传动手臂
• 2020/3/4
作用是定位读写磁头。以传动轴为
浮动磁头组件
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● 硬盘的工作原理 1、硬盘的工作原理：
利用特定的磁粒子的极性来记录数据。 磁头在读取数据时，将磁粒子的不同极性转 换成不同的电脉冲信号，再利用数据转换器 将这些原始信号变成电脑可以使用的数据， 写的操作正好与此相反。
• 12、发热
•
硬盘太热会使硬盘不稳定
• 13、数据安全：
•
S、M、A、R、T技术： 硬盘自分析、自检测、
自
报告技术，这是目前普遍采用的数据安全技术 。
•
RAID技术：独立磁盘冗余阵列技术将一个文件分
散
保存、读取，加快速度 。
• 14、MTBF
•
连续无故障时间，指硬盘开始工作到出现故障的时
间，以小时计算，时间越长，硬盘的稳定性越好。
• ◇ 1991年，IBM推出了MR磁头，这种磁头 采取磁感应写入、磁阻读取的方式，并由此诞 生了3.5寸的硬盘，容量首次达到了1GB。90 年代后期GMR磁头出现，磁盘的存储容量进 一步提高。
• ◇ 2019年9月7日，Maxtor宣布了首块单碟 容量高达10.2GB的ATA硬盘，从而把硬盘的 容量引入了一个新的里程碑。
•
数据区，主要负责硬盘中数据的存
储，当数
据复制到硬盘时，数据就存储在数据区中
。
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小结
• 一个物理磁盘只有一个ＭＢＲ（分区产生 ）
• 每一个分区都有一个ＤＢＲ（格式化产生 ）
• ＦＤＴ记录了文件的名字及起始地址；Ｆ ＡＴ记录了文件在磁盘上的具体位置.通过 FAT和FDT可以顺利地确定文件的位置并 读取它
• 4、磁头技术
•
目前硬盘的磁头技术主要采用磁阻
磁头技
2020/术3/4 、巨型磁阻磁头技术和光学辅助温式技
• 5、缓存
•
是硬盘控制器上的一块内存芯片，
具有极快
的存取速度，它是硬盘内部存储和外界接
口之间
的缓冲器。缓存的大小与速度是直接关系
到硬盘
的传输速度的重要因素，能够大幅度地提
高硬盘
整体性能。 硬盘的缓存主要起三种作用：
，其
中，ATA和SATA主要用于个人电脑，而
SCSI则
2020/主3/4 要用于服务器。
• （1）ATA接口
•
ATA接口又称为IDE接口。其传输
速率一
般为66MB/S、100MB/S和133MB/S，常
见的外
部传输模式为Ultra ATA/66、
UltraATA/100、
Ultra ATA/133，目前使用的最多的是后
两者。
• （2）SATA接口
•
串行ATA接口，其采用串行的方式
传输数 2020/3/4
• （3）SCSI接口
•
SCSI的英文全称为“Small
Computer System
Interface”（小型计算机系统接口），是同
IDE
（ATA）完全不同的接口，IDE接口是普
通PC
的标准接口，而SCSI并不是专门为硬盘
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主要知识点：
• 一、硬盘概述 • 二、硬盘的结构 • 三、硬盘的接口 • 四、硬盘的技术参数 • 五、硬盘的保护和选购
（了解） （掌握） （掌握） （掌握） （了解）
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• ●硬盘发展史
• ◇ 1956年9月，IBM的一个工程小组向世 界展示了第一台磁盘存储系统IBM 350 RAMAC（Random Access Method of Accounting and Control）这套系统的 总容量只有5MB，共使用了50个直径为 24英寸的磁盘。
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三 硬盘接口
202Байду номын сангаас/3/4
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蓝色接头 接主板
花边线
灰色接头接 从设备
黑色接头 接主设备
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三 硬盘接口
•
硬盘的后面就是硬盘的接口，接口主
要是数据接口和电源接口。
• 1、硬盘的数据接口
•
硬盘与主板连接部分称为硬盘的数
据接口，
• 常见的硬盘接口有：ATA、SATA和SCSI
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4、ＦＤＴ
• DIR（Directory）是根目录区，紧接着第二 FAT表（即备份的FAT表）之后，记录着根 目录下每个文件（目录）的起始单元，文 件的属性等。定位文件位置时，操作系统 根据DIR中的起始单元，结合FAT表就可以 知道文件在硬盘中的具体位置和大小了
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• 5、DATA
• 2、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硬盘接口则采用了15针的扁
平接口。
• 3、硬盘的跳线
• 第一组：Master:on；Slave:off将硬盘设为 主盘
（强制设置，与数据线设置无关）
。
• 2020/3/4 第二组：（Cable Select）用数据线决定
硬盘正面
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硬盘的内部结构
• 硬盘的物理结构
• 硬盘主要由盘片、主轴、读写磁头和传
动手臂等部件组成。
• 1、盘片
•
盘片是硬盘的存储数据的载体，现
在的硬盘
多采用金属薄膜材料。影响盘片多少的最
大因素
是单片容量。
• 2、主轴 2020/3/4
主轴组件
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• 3、读写磁头
•
作用是读取盘片中的数据，当盘片
• ◇ 2019年，新型硬盘出现混合硬盘和固 态硬盘出现。 2020/3/4
一 硬盘概述
•
硬盘是电脑中最重要的存储部件之
一，它将所有的数据都存储在硬盘中，当 计算机需要时，将其从硬盘中取出……
• 硬盘尺寸主要有5.25英寸和3.5英寸两种， 现在市场上普遍使用的是3.5英寸硬盘。用 于笔记本电脑中的有2.5英寸、1.8英寸和 0.9英寸等几种。
四 硬盘的技术参数
• 1、容量
•
容量是硬盘存储数据的多少，是硬
盘的一个
重要的技术指标。目前流行的硬盘容量多
为
500GB、1TB,2TB等（3.5英寸）。
• 2、转速
•
转速是影响硬盘性能最重要的因素
之一，目
2020/前3/4 市场上流行的是5400rpm（每分钟转数
• 3、硬盘接口技术 • IDE和SCSI
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• ◇ 1973年，IBM公司制造出第一台采用“ 温彻期特”技术的硬盘IBM 3340，采用 14英寸盘片。从此硬盘技术的发展有了 正确的结构基础。
温彻斯特技术核心内容：密封、固定并高速 旋转的镀磁盘片，磁头沿盘片径向运动，磁头悬 浮在高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触。
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• 选购时考虑的因素： • 1、容量 （总量 单碟） • 2、速度 （转速 缓存） • 3、接口技术（IDE、SATA、SCSI） • 4、价格因素 （迈拓价高 西部数据价低
） • 5、售后服务
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● 硬盘的日常维护
1、防震 硬盘工作时，严禁搬运和震动 。
2、防尘 开盖维修时，应在洁净室进行操作。
• 基本参数 • 适用类型 台式机 、硬盘尺寸 3.5英寸 、硬盘容量
1000GB 、缓存 32MB 、转速 7200rpm 、接口类型 SATA3.0（6Gbps） • 性能参数 • 平均寻道时间 纠错随机读取寻道时间：<8.5ms • 随机写入寻道时间：<9.5ms • 其他参数 • 产品尺寸 纠错146.99×101.6×26.1mm 、其他性能 纠错 保证的扇区数：1953525168、平均延迟时间：4.16ms、 最大启动电流，直流：2.0 • 其他特点 高度：26.1mm、宽度：101.6mm 、长度： 146.99mm、重量（典型）：622k
设计的
接口，是一种广泛应用于小型机上的高速
数据
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• （4）光纤通道
•
光纤通道的英文拼写是
Fibre Channel，是
为在像服务器这样的多硬盘系统环境而
设计，
能满足高端工作站、服务器、海量存储
子网
络、外设间通过集线器、交换机和点对
点连接
进行双向、串行数据通讯等系统对高数
据传输
率的要求。 2020/3/4
• ◇ 2000年2月23日，希捷发布了转速高达 120250/3/04 00RPM的Cheetah X15系列硬盘，其平均
• ◇ 2019年，日立环储和希捷都宣布了将开 始大量采用磁盘垂直写入技术（ perpendicular recording更充分地利用的 储存空间
• ◇ 2019年1月，日立公司率先发布了业 界首款TB容量PC硬盘产品 Deskstar 7K1000，首次将PC的存储 容量跨入1TB大关。
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• 2、硬盘的工作过程：
• 准备阶段 硬盘驱动器加电后，利用单片 机初始化模块进行初始化工作，此时磁头 置于盘片启停区，初始化完成后主轴电机 启动并以高速旋转，装载磁头的小车机构 移动，将浮动磁头置于盘片表面的00道， 处于等待指令的启动状态。
• 读写阶段 当接口电路接收到微机系统传 来的指令信号，通过前置放大控制电路， 驱动音圈电机工作，磁头准确定位并进行 数据的读写。
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五 硬盘的保护和选购
• 1、硬盘的保护
•
（1）保持硬盘使用清洁
•
（2）注意防静电和热插拔
•
（3）避免振动和冲击
•
（4）保持合理的温度（5~35℃）
• 2、选购品牌
•
希捷（Seagate）、迈拓（Maxtor）
、西部
2020/数3/4 据（Western Digital）、 三星（Samsung
•
是指硬盘磁头与缓存之间的数据传
输率，简
单的说就是硬盘将数据从盘片上读取出来
，然后
存储在缓存内的速度。其速度 取决于盘片
的转
速和盘片的线密度。目前各硬盘生产厂家
努力提
高硬盘的内部传输率，除了改进信号处理
技术、
提高转速以外，最主要的就是不断的提高
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• 10、外部传输率（External data Transfer Rate ）
3、防潮
4、防高温
5、防磁场 尽可能地远离磁场，以免硬盘里的数
据因磁化而丢失。
6、防静电
7、防病毒
8、切忌在硬盘工作时断电 注意面板上的硬盘指
示灯，确保硬盘完成读、写之后才关机。
9、要定期整理硬盘
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五 硬盘选购
• 希捷Barracuda 1TB SATA 6Gb/s 7200.12（ ST31000524AS）（ ￥370）
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硬盘的外部结构
• 在硬盘的正面都贴有硬盘的标签，标签上一 般都标注着与硬盘相关的信息，例如产品型 号、产地、出厂日期、产品序列号等。在硬 盘的一端有电源接口插座、主从设置跳线器 和数据线接口插座，而硬盘的背面则是控制 电路板。
• 总得来说，硬盘外部结构可以分成如下几个 部份：
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• 2、DBR（DOS Boot Record）
•
DOS引导记录，位于0柱面、1磁头
、1扇区
2020/的3/4 位置，它是由格式化命令Format产生的
• 3、FAT（File Allocation Table）
•
文件分配表，位于磁盘的0柱面、1磁头、2
扇区的位置，FAT表的大小由硬盘的容量决定。
• 同一个文件的数据并不一定完整地存放在磁盘的一个连续的 区域内，而往往会分成若干段，像一条链子一样存放。这种
存储方式称为文件的链式存储。 （如图）
• 为了实现文件的链式存储，硬盘上必须准确地记录哪些簇已 经被文件占用，还必须为每个已经占用的簇指明存储后继内 容的下一个簇的簇号，对一个文件的最后一簇，则要指明本 簇无后继簇。这些都是由FAT表来保存的，表中有很多表项 ，每项记录一个簇的信息。