硬盘存储之基础知识
硬盘陈列知识点归纳总结
硬盘陈列知识点归纳总结一、硬盘的基本概念硬盘是一种用来存储数据的设备，也叫做硬盘驱动器或硬盘存储器。
它采用磁记录技术，通过磁性材料在制造磁盘上进行记录、读取和擦除数据。
硬盘以其高速度、大容量、稳定性和耐用性成为现代计算机存储系统中的主要设备之一。
二、硬盘的分类和特点1.按内部技术分（1）机械硬盘：采用机械结构进行数据存储和读取。
（2）固态硬盘：采用固态存储芯片进行数据存储和读取。
2.按接口分（1）SATA硬盘：采用SATA接口进行数据传输。
（2）SCSI硬盘：采用SCSI接口进行数据传输。
（3）NVMe硬盘：采用NVMe接口进行数据传输。
3.按外形分（1）3.5英寸硬盘：一般用于台式机。
（2）2.5英寸硬盘：一般用于笔记本电脑和一些特殊设备。
4.硬盘的特点（1）高速度：硬盘读取数据的速度越快，计算机的运行速度也越快。
（2）大容量：目前硬盘的容量越来越大，能够存储更多的数据。
（3）稳定性：硬盘的稳定性非常重要，一般能够较长时间内保持数据的安全。
（4）耐用性：硬盘一般都能够承受一定的冲击和震动。
三、硬盘的使用注意事项1.防止震动硬盘内部组成复杂，其中有一些部件非常精密，比如读写头等。
如果硬盘长时间处在震动状态下，会对这些部件的正常工作造成严重伤害。
因此，在使用过程中要防止硬盘受到强大的震动。
2.防潮防尘硬盘内部的电子元件对潮湿和灰尘都非常敏感，因此尽可能地避免硬盘长时间处在潮湿和灰尘环境下。
3.适当散热硬盘在工作时，会产生一定的热量，如果长时间处在高温环境下，会加快硬盘的老化速度。
因此，在使用硬盘时，要保证散热良好。
4.定期清理硬盘内部存储的数据，随着时间的推移，可能会出现垃圾文件和无用数据，如果不定期清理，会影响硬盘的读取速度。
因此，要定期清理硬盘内存储的数据。
五、硬盘的维护方法1.定期备份硬盘作为存储设备，其存储的数据非常重要，而硬盘有可能会出现各种各样的故障。
因此，定期备份硬盘中的数据是非常重要的。
存储基础知识培训ppt课件
物理卷（RAID）
RAID、LUN的形成过程
物理磁盘
LUN
物理卷（RAID）
பைடு நூலகம்
分割
卷（Volume）
在LUN映射给主机的“物理硬盘”，对于主机系统来说就是一个“卷”，没有格式化的卷我们称为裸设备（裸卷），卷上创建一个或多个分区（如C盘，D盘等等），通过格式化以后创建文件系统（FAT32、NTFS、ext2/3/4等）VOLUME相对于主机是一个逻辑设备。
控制器
磁盘柜
磁盘电缆
磁盘阵列是把多个磁盘组成阵列（Array） ，以单一磁盘使用。磁盘阵列所利用的不同的技术，称为RAID level，不同的level 针对不同的系统及应用，以解决数据存储的安全、性能和容量的问题。阵列控制器是介于主机和磁盘之间的控制单元，配置有专门为I/O进行过优化的处理器以及一定数量的缓存（cache）。控制器上的CPU和cache共同实现对来自主机系统I/O请求的操作和对磁盘阵列的RAID管理。阵列上的cache则作为I/O缓冲池，大大提高磁盘阵列的读写响应速度，显著改善磁盘阵列的性能。传统磁盘阵列大多采用双控制器设计，从而充分体现了磁盘阵列的高可用特性。双控制器可配置成active-active或active-standby的工作模式，并且支持热插拔功能，能够实现简单的无单点故障，为用户提供的7*24不间断业务。 在配置了CPU和cache的磁盘阵列中，部分高端产品还可以运行基于磁盘阵列的存储软件，提供比较全面的基于磁盘阵列的解决方案。
常见磁盘阵列
光纤通道（FC）
HBA卡
WWN（World Wide Name）
SAN交换设备—交换机
FC交换机，内部为Fabric拓扑，每端口独占带宽，理论上可以连接1600万个设备
电脑硬盘的基本知识
电脑硬盘的基本知识1. 硬盘的定义电脑硬盘是一种用于存储数据的重要装置。
它由一组磁性材料制成，用于存储和检索数据。
硬盘通常被固定在计算机的机箱内，并通过数据线连接到主板上，以便计算机可以读取和写入数据。
在计算机中，硬盘是主要的永久性存储设备，用于存放操作系统、程序、文件等重要数据。
2. 硬盘的结构电脑硬盘由以下几个主要部分组成：2.1 磁盘片（Platter）磁盘片是硬盘的主体部分，由多个圆形盘片组成。
这些盘片上覆盖着磁性材料，并被划分成许多磁区（Tracks）和磁块（Sectors），每个磁块可以存储一定量的数据。
2.2 磁头（Read/Write Heads）磁头是用于读写数据的设备，每个磁盘片都有两个面，每个面上都有一个磁头，用于读取和写入数据。
磁头靠近磁盘片表面，通过浮动在空气动力学垫片之上，使得磁头能够迅速在盘面上移动，并与磁盘片表面的磁性材料进行接触。
2.3 磁头臂（Actuator Arm）磁头臂是连接磁头和硬盘驱动器的机械装置，通常由弹簧和电动马达驱动。
通过控制磁头臂的位置，可以使磁头在磁盘片上移动到特定位置，以读取和写入数据。
2.4 主轴（Spindle）主轴是硬盘驱动器的主要组件之一，用于旋转磁盘片。
主轴由电机驱动，并控制磁盘片的旋转速度。
通常情况下，硬盘的转速以每分钟转速（RPM）来衡量，常见的硬盘转速为5400RPM、7200RPM甚至更高。
2.5 控制器（Controller）硬盘控制器是硬盘的智能组件，它负责管理和控制硬盘的读写操作。
控制器通过与主板上的接口进行通信，控制磁头臂的移动，控制数据的写入和读取等操作。
3. 硬盘的工作原理电脑硬盘的工作原理可以简单概括如下：1.当计算机需要读取硬盘上的数据时，控制器会发送信号给磁头臂，使其移动到指定位置。
2.磁头臂定位到指定磁道后，磁头会靠近磁盘片表面，读取磁盘上的磁性材料。
3.磁头通过改变磁场来读取磁盘上的数据，将读取的数据传输给控制器。
硬盘的原理
硬盘的原理
硬盘是一种用于存储数据的存储设备。
它由多个盘片叠加在一起组成，并通过电机驱动转动。
每个盘片上都有许多数据磁道，这些磁道被划分成相等大小的扇区。
扇区是硬盘中最小的数据单元，通常为512字节或4KB。
硬盘的数据存储原理基于磁性材料的特性。
盘片表面覆盖着一个薄膜状的磁性层，这个层可以被磁化。
硬盘的读写头是用于读取和写入数据的装置，它位于盘片上方或下方的移动臂上。
读写头可以根据电磁信号来改变磁化方向，从而在磁性层上存储数据。
当需要写入数据时，硬盘的控制器会发送指令，让移动臂定位到正确的磁道上。
然后，读写头会被放置在正确的位置，以读取或写入数据。
要写入数据，控制器会发送电流来改变磁性层的磁化方向，以表示二进制位的0或1。
要读取数据，读写头
会检测磁性层上的磁场变化，并将其转换为电信号，然后传输给控制器。
硬盘还包括一个固定的启动区，它存储了引导记录和分区表等引导信息。
引导记录是一小段程序，用于引导操作系统的加载。
分区表则记录了硬盘上的逻辑分区信息，操作系统可以通过分区表来访问和管理硬盘上的数据。
总的来说，硬盘通过磁性材料的磁化来存储数据，通过读写头的移动来读取和写入数据。
控制器负责管理整个硬盘的读写操
作。
硬盘的存储原理使其成为计算机中重要的数据存储设备之一。
硬盘基础知识大全
硬盘基础知识大全硬盘是一个计算机系统的数据存储中心，我们运行计算机时使用的程序和数据目前绝大部分都存储在硬盘上。
下面就让小编带你去看看关于硬盘基础知识大全，希望能帮助到大家!关于硬盘的一些基础认识机械硬盘的认识硬盘的组成硬盘的物理结构磁头主要任务完成盘片上数据的读写操作，盘片在高速旋转时，磁头会飞行在盘面上方，而不是接触盘面每个盘片的两面都会有一个磁头，当然有的硬盘有可能只有一个磁头，磁头的编号从0开始机械臂使磁头部件作径向移动的装置，已完成磁道变换盘片含有磁性的合金盘片，用来存取写入的数据：每张盘片的容量成为单碟容量，而硬盘的容量就是所有盘片容量的总和;由于单碟容量的限制，通常一个硬盘会含有多张盘片盘片的厚度在0.5mm左右，盘片的转速与盘片大小有关每个盘片都会有上下两面，都可以被利用来存储数据;能存储数据的盘面成为有效盘面，每个盘面都会有一个盘面好，其和磁头编号是相对应的，从0开始编号盘片的逻辑划分扇区盘片在转动时，磁头在盘面上画过的一段圆弧，称扇区，即sector扇区并不是连续的，在磁道上被划分成一段一段的，从1开始编号是硬盘最小的物理存取单位，每个扇区为512byte磁道磁盘在格式化时被划分成许多同心圆，这些同心圆叫做磁道，即track磁道从外向内从0开始编号，盘面的容量越大，包含的磁道数越多磁道是看不见的，只是盘面上一些被磁化的区域柱面所有盘面上相同编号的磁道构成的圆柱，称为柱面，即cylinder每个柱面上的磁头由上到下从0开始编号数据的读写是按照柱面进行的，而非按照盘面进行柱面是分区的最小单位柱面是所有盘片表面上到中心主轴的距离相等的磁道集合数据的读写按柱面进行，即磁头读写数据时首先在同一柱面内从“0”磁头开始进行操作，依次向下在同一柱面的不同盘面即磁头上进行操作，只在同一柱面的所有磁头全部读写完毕后磁头才转移到下一柱面。
因为选取磁头只需要通过电子切换即可，而选取柱面则必须通过机械切换。
硬盘基础小知识
硬盘基础小知识硬盘基础小知识硬盘是存储中最基本的组件，您对它的结构和原理了解多少呢？下面带大家了解。
1、了解存储硬盘知识1.1、硬盘外部结构：电源接口和数据接口控制电路板固定面板1.2、硬盘内部结构：磁头组件磁头驱动机构磁盘片主轴组件前端控制电路1.3、硬盘控制电路：主控制芯片数据传输芯片高速数据缓存芯片1.4、硬盘的磁头：磁头是硬盘中最昂贵的部件，是硬盘技术最重要和关键的一环采用了非接触式结构，加电后悬浮在高速旋转的磁盘表面读写合一式磁头与分离式磁头1.5、硬盘的磁道：当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道。
1.6、硬盘的柱面：硬盘通常由重叠的一组盘片构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的“0”开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为磁盘的柱面。
1.7、硬盘的扇区：磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段就被称为磁盘的扇区。
2、理解硬盘的工作原理2.1、硬盘工作原理：硬盘利用特定的磁粒子的极性来记录数据在读取数据时，磁头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数据时，正好与此相反2.2、磁记录原理：3、了解硬盘容量、转速和缓存等参数3.1、硬盘的主要参数硬盘的容量和转速：硬盘容量（Capacity）à作为计算机系统的数据存储器，容量是硬盘最主要的参数à硬盘的容量以兆字节（MB）或千兆字节（GB）为单位硬盘转速（Rotationl Speed）à转速是指硬盘盘片每分钟转动的圈数，单位为rpm（Revolutions Per Minute）平均寻道时间和平均潜伏期：平均寻道时间（Average Seek Time）à指磁头移动到数据所在磁道需要的时间，这是衡量硬盘机械性能的重要指标平均潜伏期（Average Latency）à指当磁头移动到数据所在的磁道以后，等待指定的数据扇区转动到磁头下方的时间平均访问时间和数据传输率：平均访问时间（Average Access Time）à指从读/写指令发出到第一笔数据读/写实际开始所用的平均时间数据传输率（Data Transfer Rate ）à指硬盘读写数据的`速度，单位为兆字节每秒（MB/s）硬盘缓冲区：也称之为缓存（Cache）缓冲区的基本作用是平衡内部与外部的数据传输率为了减少主机的等待时间，硬盘会将读取的资料先存入缓冲区，等全部读完或缓冲区填满后再以接口速率快速向主机发送绿色小树草地分割线4、了解硬盘接口技术及其发展情况4.1、硬盘接口介绍硬盘的接口种类：IDE（Integrated Drive Electronics）SCSI（Small Computer System Interface)FC（Fibre Channel ）SATA（Serial ATA ）SAS（Serial Attached SCSI ）IDE接口：IDE（Integrated Drive Electronics，电子集成驱动器）的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。
硬盘基本知识（磁道、扇区、柱面、磁头数、簇、MBR、DBR）
硬盘基本知识（磁道、扇区、柱面、磁头数、簇、MBR、DBR）2010-09-25 10:32转载自 j2h3344最终编辑 sophejr硬盘的DOS管理结构1.磁道，扇区，柱面和磁头数硬盘最基本的组成部分是由坚硬金属材料制成的涂以磁性介质的盘片，不同容量硬盘的盘片数不等。
每个盘片有两面，都可记录信息。
盘片被分成许多扇形的区域，每个区域叫一个扇区，每个扇区可存储128×2的N次方（N＝0.1.2.3）字节信息。
在DOS中每扇区是128×2的2次方＝512字节，盘片表面上以盘片中心为圆心，不同半径的同心圆称为磁道。
硬盘中，不同盘片相同半径的磁道所组成的圆柱称为柱面。
磁道与柱面都是表示不同半径的圆，在许多场合，磁道和柱面可以互换使用，我们知道，每个磁盘有两个面，每个面都有一个磁头，习惯用磁头号来区分。
扇区，磁道（或柱面）和磁头数构成了硬盘结构的基本参数，帮这些参数可以得到硬盘的容量，基计算公式为：存储容量＝磁头数×磁道（柱面）数×每道扇区数×每扇区字节数要点：（1）硬盘有数个盘片，每盘片两个面，每个面一个磁头（2）盘片被划分为多个扇形区域即扇区（3）同一盘片不同半径的同心圆为磁道（4）不同盘片相同半径构成的圆柱面即柱面（5）公式：存储容量＝磁头数×磁道（柱面）数×每道扇区数×每扇区字节数（6）信息记录可表示为：××磁道（柱面），××磁头，××扇区磁道:当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道。
这些磁道用肉眼是根本看不到的，因为它们仅是盘面上以特殊方式磁化了的一些磁化区，磁盘上的信息便是沿着这样的轨道存放的。
相邻磁道之间并不是紧挨着的，这是因为磁化单元相隔太近时磁性会相互产生影响，同时也为磁头的读写带来困难。
存储基础(2)-硬盘篇
存储基础知识提纲：协议介绍硬盘知识主要厂商及产品一、硬盘结构介绍硬盘整体结构如图所示，分为：盘片、磁头停放区、基座、接口、传动部件、磁头、主轴马达等部件。
此为最为传统的机械式硬盘结构，其中盘片与磁头为核心部件，通过他们两个写与被写，配合传动、马达等，将接口部分接收到的命令记录到盘片上。
读写原理：概括地说，硬盘的工作原理是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。
另外，硬盘中还有一个存储缓冲区，这是为了协调硬盘与主机在数据处理速度上的差异而设的。
由于硬盘的结构比软盘复杂得多，所以它的格式化工作也比软盘要复杂，分为低级格式化，硬盘分区，高级格式化并建立文件管理系统。
硬盘驱动器加电正常工作后，利用控制电路中的单片机初始化模块进行初始化工作，此时磁头置于盘片中心位置，初始化完成后主轴电机将启动并以高速旋转，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。
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，驱动音圈电机发出磁信号，根据感应阻值变化的磁头对盘片数据信息进行正确定位，并将接收后的数据信息解码，通过放大控制电路传输到接口电路，反馈给主机系统完成指令操作。
结束硬盘操作的断电状态，在反力矩弹簧的作用下浮动磁头驻留到盘面中心。
硬盘的主要指标：1，容量：指硬盘能存储的数据量大小，以字节为基本单位。
2，单碟容量：硬盘都是由一个或几个盘片组成的，单碟容量就是指包括正反两面在内的单个盘片的总容量。
3，转速：即主轴马达转动速度，单位为RPM（Round Per Minute) 即每分钟盘片转动圈数。
4，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，它是硬盘内部盘片和外部接口之间的缓冲器。
5，平均访问时间：硬盘磁头找到目标数据所需的平均时间，包括平均寻道时间：磁头寻找目标数据所在磁道所需的平均时间，平均潜伏时间：当磁头移动到数据所在的磁道后，等待指定的数据扇区转动到磁头下方的时间。
ST-002 存储硬盘基础知识v2
SATA传输机制
利用单个路径串行一位一位传送数据，用另外一条路 径给发送端返回接收确认的信号
1500MHZ内嵌时钟*1（每个时钟周期一位）*80% (8b/10b编码效率/8（每字节8位)=150MB/s
SATA与PATA对比
SATA
数据电缆连接 刀片和梁式插头结构，4根信 号线，3根地线
PATA
通过CPU执行I/O端口指令来进行数据的读写的数据交换模式
DMA模式：Direct Memory Access 直接内存访问
不经过CPU而直接从内存了存取数据的数据交换模式
Ultra DMA：Ultra Direct Memory Access 高级直 接内存访问
增加了CRC（Cyclic Redundancy Check循环冗余码校验）技 术，提高数据传输过程中的准确
入(t)
使用寿命 耗损失效期
早期失效期
偶然失效期
t
生产 阶段
现场运行
MTBF＝ 8760 年返修率
温度对可靠性指标的影响
通常，硬盘的工作环境温度为25℃～40℃
1.1 1 0.9 0.8
温度应力因子
0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 25 26 30 34 38 42 46 50 54 58 62 66 70 环境温度（℃）
存储技术与产品基础• • • • •
硬件结构 工作原理 主要参数 硬盘接口及发展介绍 目前主要使用的硬盘及 型号编码
硬件结构
主轴马达 (Spindle Motor) 磁头
盘片 (Media)
磁头停放区 (Parking Zone)
传动部件
音圈马达 (Voice Coil Motor) 基座(Base Plate) 接口
硬盘 数据 原理
硬盘数据原理
硬盘是一种用于存储数据的电脑硬件设备，它利用磁性材料和机械装置来实现数据的读写。
硬盘的数据原理主要可以分为存储原理和读写原理两个方面。
存储原理是指硬盘通过磁性材料来存储数据。
硬盘内部包含一个或多个圆形的盘片，每个盘片都被划分成一个个的磁道，而磁道则进一步被分成一个个的扇区。
磁道和扇区是硬盘存储数据的最小单位。
硬盘上的存储原理基于磁化的现象。
盘片上的每个扇区都包含一个磁化的微小区域，这个区域可以表示一个二进制的0或1。
当扇区被磁化为0时，表示数据的一个状态；而当扇区被磁化为1时，表示另一个状态。
硬盘的读写过程就是通过改变磁性材料的磁化状态来实现的。
读写原理是指硬盘的读写头和盘片之间的互动。
硬盘的读写头位于一个机械臂上，它能够在盘片上移动。
当需要读取或写入数据时，硬盘的控制电路会通过控制机械臂的运动将读写头移动到相应的磁道上。
在读取数据时，读写头被定位到目标磁道上后，它会通过一个微小的电磁感应设备来检测该磁道上的磁场变化。
这个变化会转化为电信号，然后被传输到硬盘的控制电路中进行处理。
接着，硬盘的控制电路将所读取的数据转化为计算机可以识别的格式，并将其传输到计算机的内存中。
当需要写入数据时，硬盘的控制电路会将要写入的数据转换为磁场变化，并通过读写头将其写入到目标磁道上的扇区中。
写入操作类似于读取操作，只是方向相反。
总的来说，硬盘通过磁性材料的磁化来存储数据，同时利用读写头和盘片之间的互动来实现数据的读写操作。
它是计算机中最常见的存储设备之一，具有存储容量大、读写速度快等特点，广泛应用于个人计算机和服务器等领域。
存储基础知识培训
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存储阵列系统组成
存储阵列是把多个硬盘组成一个阵列，当作单一硬盘使用，它将数据以分段（striping）的方式储存在不同硬盘中，存 取数据时，阵列中的相关磁盘一起工作，大幅减低数据存取时间，同时有更佳的空间利用率。可以理解为存储阵列系统 由存储硬件、存储软件和解决方案三部分来组成。
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衡量硬盘性能的关键指标
主轴转速
• 15K rpm • 10K rpm • 7.2K rpm
吞吐带宽
• Throughput • XXX MB/s
IOPS
• 每秒钟的读写次 数
延时
• SAS 存储衡量 值20ms
• SSD 在1ms以 内
PS： 1、IOPS:以每秒处理的I/O请求数量为单位，I/O请求通常为读或写数据操作请求； 2、大文件持续传输型的应用需要的是充分的带宽性能，而小文件随机读写的应用则要求足够的I/O能力；
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硬盘接口类型
硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件，作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的硬盘接口决定 着硬盘与计算机之间的连接速度，接影响着程序运行快慢和系统性能好坏。
主流转速（RPM） 串行/并行
主流容量（TB） MTBF(h）
SATA
7,200 串行 1T/2T/3T 1,200,000
SAS专为满足高性能企业需求而设计，并且兼容 SATA硬盘。能够提供3.0Gbit/s的传输率，规划
到12.0Gbit/s
储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存 储单元（FLASH芯片、DRAM芯片）组成。 固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方 法上与普通硬盘的完全相同，在产品外形和
尺寸上也完全与普通硬盘一致。
存储基本知识
存储基本知识存储基本知识随着数字化时代的到来，人们对于存储数据的需求也越来越大。
无论是我们的文档、照片、音乐或者视频，我们都需要一个地方来存储它们。
存储是当今数字生活中不可或缺的部分，本文将为您介绍存储的基本知识，帮助您更好地了解存储的专业术语和概念。
1. 存储介质存储介质是存储设备的基本物理载体，可以将数据写入，然后读取回来。
常见的存储介质有硬盘、固态硬盘、光盘和闪存卡等。
硬盘：硬盘是一种机械存储介质，在硬盘中数据是通过磁盘披面的磁性来存储的。
硬盘容量大，可以存储更多的数据。
固态硬盘：固态硬盘也是一种存储介质，与传统的硬盘不同，它使用芯片来读取和写入数据。
固态硬盘的读写速度更快，通常也更可靠，而且不会像传统磁盘那样受到磁场的干扰。
光盘：光盘是一种具有只读或可写属性的存储介质，通常用于存储软件、音乐或电影。
还有一些高清蓝光光盘，可以存储更高质量的视频和音乐。
闪存卡：闪存卡也是一种存储介质，可用于存储照片和视频等文件。
闪存卡通常小巧轻便，适合用于移动设备上。
2. 存储容量存储容量指存储介质能够存储的数据量。
硬盘和固态硬盘的容量通常以GB（千兆字节）或TB（万亿字节）为单位计量。
闪存卡通常以MB （兆字节）或GB为单位计量。
3. 存储接口存储接口是将存储介质连接到其他设备的接口。
接口类型多种多样，包括IDE、SATA、USB、Thunderbolt和Fibre Channel等。
IDE：IDE是一种传统的存储接口，通常用于连接硬盘和固态硬盘等设备。
SATA：SATA是一种更为现代的存储接口，通常用于连接硬盘和固态硬盘，具有更高的数据传输速度。
USB：USB是一种通用的存储接口，可用于连接各种存储设备，包括移动硬盘、U盘和闪存卡等设备。
Thunderbolt：Thunderbolt是一种高速存储接口，通常用于连接固态硬盘和高性能外置盘等设备。
Fibre Channel：Fibre Channel是一种专业的存储接口，通常用于连接服务器和存储设备。
【精品】硬盘基本知识磁道、扇区、柱面、磁头数、簇、MBR、DBR
硬盘的DOS管理结构1.磁道，扇区，柱面和磁头数硬盘最基本的组成部分是由坚硬金属材料制成的涂以磁性介质的盘片，不同容量硬盘的盘片数不等。
每个盘片有两面，都可记录信息。
盘片被分成许多扇形的区域，每个区域叫一个扇区，每个扇区可存储128×2的N次方（N＝0.1.2.3）字节信息。
在DOS中每扇区是128×2的2次方＝512字节，盘片表面上以盘片中心为圆心，不同半径的同心圆称为磁道。
硬盘中，不同盘片相同半径的磁道所组成的圆柱称为柱面。
磁道与柱面都是表示不同半径的圆，在许多场合，磁道和柱面可以互换使用，我们知道，每个磁盘有两个面，每个面都有一个磁头，习惯用磁头号来区分。
扇区，磁道（或柱面）和磁头数构成了硬盘结构的基本参数，帮这些参数可以得到硬盘的容量，基计算公式为：存储容量＝磁头数×磁道（柱面）数×每道扇区数×每扇区字节数要点：（1）硬盘有数个盘片，每盘片两个面，每个面一个磁头（2）盘片被划分为多个扇形区域即扇区（3）同一盘片不同半径的同心圆为磁道（4）不同盘片相同半径构成的圆柱面即柱面（5）公式：存储容量＝磁头数×磁道（柱面）数×每道扇区数×每扇区字节数（6）信息记录可表示为：××磁道（柱面），××磁头，××扇区2.簇“簇”是DOS进行分配的最小单位。
当创建一个很小的文件时，如是一个字节，则它在磁盘上并不是只占一个字节的空间，而是占有整个一簇。
DOS视不同的存储介质（如软盘，硬盘），不同容量的硬盘，簇的大小也不一样。
簇的大小可在称为磁盘参数块（BPB）中获取。
簇的概念仅适用于数据区。
本点：（1）“簇”是DOS进行分配的最小单位。
（2）不同的存储介质，不同容量的硬盘，不同的DOS版本，簇的大小也不一样。
（3）簇的概念仅适用于数据区。
3.扇区编号定义：绝对扇区与DOS扇区由前面介绍可知，我们可以用柱面/磁头/扇区来唯一定位磁盘上每一个区域，或是说柱面/磁头/扇区与磁盘上每一个扇区有一一对应关系，通常DOS将“柱面/磁头/扇区”这样表示法称为“绝对扇区”表示法。
硬盘基本知识
硬盘基本知识硬盘基本知识大全在平时的学习中，相信大家一定都接触过知识点吧！知识点是知识中的最小单位，最具体的内容，有时候也叫“考点”。
想要一份整理好的知识点吗？下面是小编帮大家整理的硬盘基本知识大全，希望对大家有所帮助。
硬盘基本知识篇11.磁道，扇区，柱面和磁头数硬盘最基本的组成部分是由坚硬金属材料制成的涂以磁性介质的盘片，不同容量硬盘的盘片数不等。
每个盘片有两面，都可记录信息。
盘片被分成许多扇形的区域，每个区域叫一个扇区，每个扇区可存储128×2的N次方（N＝0.1.2.3）字节信息。
在DOS中每扇区是128×2的2次方＝512字节，盘片表面上以盘片中心为圆心，不同半径的同心圆称为磁道。
硬盘中，不同盘片相同半径的磁道所组成的圆柱称为柱面。
磁道与柱面都是表示不同半径的圆，在许多场合，磁道和柱面可以互换使用，我们知道，每个磁盘有两个面，每个面都有一个磁头，习惯用磁头号来区分。
扇区，磁道（或柱面）和磁头数构成了硬盘结构的基本参数，帮这些参数可以得到硬盘的容量，基计算公式为：存储容量＝磁头数×磁道（柱面）数×每道扇区数×每扇区字节数要点：（1）硬盘有数个盘片，每盘片两个面，每个面一个磁头（2）盘片被划分为多个扇形区域即扇区（3）同一盘片不同半径的同心圆为磁道（4）不同盘片相同半径构成的圆柱面即柱面（5）公式：存储容量＝磁头数×磁道（柱面）数×每道扇区数×每扇区字节数（6）信息记录可表示为：××磁道（柱面），××磁头，××扇区2.簇“簇”是DOS进行分配的最小单位。
当创建一个很小的文件时，如是一个字节，则它在磁盘上并不是只占一个字节的空间，而是占有整个一簇。
DOS视不同的存储介质（如软盘，硬盘），不同容量的硬盘，簇的大小也不一样。
簇的大小可在称为磁盘参数块（BPB）中获取。
硬盘存储
计算机科学术语
01 原理
03 分区方式 05 相关信息
目录
02 数据结构 04 存储原理
硬盘存储是计算机科学术语是一种采用磁介质的数据存储设备，数据存储在密封于洁净的硬盘驱动器内腔的若干个磁盘片上。这些 盘片一般是在以的片基表面涂上磁性介质所形成，在磁盘片的每一面上，以转动轴为轴心、以一定的磁密度为间 隔的若干个同心圆就被划分成磁道（track），每个磁道又被划分为若干个扇区（sector），数据就按扇区存放 在硬盘上。在每一面上都相应地有一个读写磁头（head），所以不同磁头的所有相同位置的磁道就构成了所谓的 柱面（cylinder）。传统的硬盘读写都是以柱面、磁头、扇区为寻址方式的（CHS寻址）。硬盘在上电后保持高 速旋转，位于磁头臂上的磁头悬浮在磁盘表面，可以通过步进电机在不同柱面之间移动，对不同的柱面进行读写。 所以在上电期间如果硬盘受到剧烈振荡，磁盘表面就容易被划伤，磁头也容易损坏，这都将给盘上存储的数据带 来灾难性的后果。
数据结构
初买来一块硬盘，我们是没有办法使用的，你需要将它分区、格式化，然后再安装上操作系统才可以使用。 就拿我们一直沿用到2015年的Win9x/Me系列来说，我们一般要将硬盘分成主引导扇区、操作系统引导扇区、FAT、 DIR和Data等五部分（其中只有主引导扇区是唯一的，其它的随你的分区数的增加而增加）。
谢谢观看
主引导扇区
主引导扇区位于整个硬盘的0磁道0柱面1扇区，包括硬盘主引导记录MBR（Main Boot Record）和分区表DPT （Disk Partition Table）。其中主引导记录的作用就是检查分区表是否正确以及确定哪个分区为引导分区， 并在程序结束时把该分区的启动程序（也就是操作系统引导扇区）调入内存加以执行。至于分区表，很多人都知 道，以80H或00H为开始标志，以55AAH为结束标志，共64字节，位于本扇区的最末端。值得一提的是，MBR是由分 区程序（例如DOS的Fdisk.exe）产生的，不同的操作系统可能这个扇区是不尽相同。如果你有这个意向也可以自 己去编写一个，只要它能完成前述的任务即可，这也是为什么能实现多系统启动的原因（说句题外话:正因为这个 主引导记录容易编写，所以才出现了很多的引导区病毒）。
硬盘存储知识
数据在硬盘上的存储/school/system//2001/06/26/70_4535.html硬盘是现在计算机上最常用的存储器。
我们都知道，计算机之所以神奇，是因为它具有高速分析处理数据的能力。
而这些数据都被以文件的形式存储在硬盘里。
不过，计算机可不像人那么聪明。
在读取相应的文件时，你必须要给出它相应的规则。
这就是分区概念的形成。
分区从实质上说就是对硬盘的一种格式化。
当我们创建分区时，就已经设置好了硬盘的各项物理参数，指定了硬盘主引导记录(即MasterBootRecord，一般简称为MBR)和引导记录备份的存放位置。
而对于文件系统以及其他操作系统管理硬盘所需要的信息则是通过之后的高级格式化，即Format命令来实现。
硬件分区后，将会被划分为面、磁道和扇区。
需要注意的是，这些只是个虚拟的概念，并不是真正在硬盘上划道子^_^。
先从面说起，硬盘一般是由一片或几片圆形薄膜叠加而成。
我们所说，每个圆形薄膜都有两个"面"(Side)，这两个面都是用来存储数据的。
按照面的多少，依次称为0面、1面、2面……由于每个面都专有一个读写磁头，也常用0头(head)、1头……称之。
按照硬盘容量和规格的不同，硬盘面数（或头数）也不一定相同，少的只有2面，多的可达数十面。
各面上磁道号相同的磁道合起来，称为一个柱面（cylinder）（见图1）。
图1上面我们提到了磁道的概念。
那么究竟何为磁道呢？大家都知道，读写硬盘时，磁头依靠磁盘的高速旋转引起的空气动力效应悬浮在盘面上，与盘面的距离不到1微米（约为头发直径的百分之一）。
由于磁盘是旋转的，则连续写入的数据是排列在一个圆周上的。
我们称这样的圆周为一个磁道（Track）。
（见图2）如果读写磁头沿着圆形薄膜的半径方向移动一段距离，以后写入的数据又排列在另外一个磁道上。
图2根据硬盘规格的不同，磁道数可以从几百到数千不等；一个磁道上可以容纳数KB的数据，而主机读写时往往并不需要一次读写那么多，于是，磁道又被划分成若干段，每段称为一个扇区（Sector）。
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上电时间对可靠性指标的影响
通常硬盘：2400小时/年（6.5小时/天）（见下表） 商用硬盘：4000小时/年（11小时/天） 高可靠性硬盘：8766小时/年（24小时/天）
2.5
2
MTBF倍数
1.5
1
0.5
0
492 1764 3036 4308 5580 6852 8124 1128 2400 3672 4944 6216 7488 8760
硬盘主要参数 --缓存
– 缓存 – 缓存是硬盘与外部总线交换数据的场所 – 硬盘上的记忆晶片用来暂时存放数据以增强硬 盘性能 – EDO、SDRAM
硬盘主要参数—平均访问时间
平均访问时间：硬盘磁头找到目标数据的平均时间。 平均寻道时间：硬盘磁头从一个柱面移动到另一个 柱 面所需要的平均时间。 平均潜伏时间(等待时间)：当磁头移动到数据所在 的磁道后，等待目标扇区可用的平均时间。平均潜 伏时间一般取盘片旋转一周所需时间的一半 平均访问时间 = 平均寻道时间 + 平均潜伏时间
Fanout Expander：连接64个“Edge Expander
SAS系统的极限容量就是“64×64＝4096”个终端设备
What are FC？
FC-AL(光纤通道仲裁环Fibre Channel Arbitrated Loop)，是一 种双端口的串行存储接口，支持全双工工作方式。利用类似于 SATA/SAS所用的4芯连接，提供一种单环拓扑结构，一个控 制器能访问126个硬盘
每年上电时间
Annualized Failure Rate (AFR)
MTBF值：数字游戏？ 举例：一个失效率是在“一年365天、一天24小时不间断”循 环工作条件下测出的，另一个是在“每天8小时不间断”循环 工作条件下测出的，两款产品的性能高低一下子就比较出来。 AFR，“按年计算的失效率” ，与MTBF不同的是，AFR能够 更合理地反映磁盘驱动器的失效率。
入(t)
使用寿命 耗损失效期
早期失效期
偶然失效期
t
生产 阶段
现场运行
MTBF＝ 8760 年返修率
温度对可靠性指标的影响
通常，硬盘的工作环境温度为25℃～40℃
1.1 1 0.9 0.8
温度应力因子
0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 25 26 30 34 38 42 46 50 54 58 62 66 70 环境温度（℃）
ST373405FC
Maxtor 硬盘及型号编码
X 1 XXXX 2 X 3 X 4
硬件结构：玻璃盘片和铝合金盘片
Aluminu m Media Glas s Medi a
玻璃盘片
优点
存储密度高,容量大 磁盘寿命长 抗冲击的可靠性高
铝合金盘片
优点
技术成熟 价格便宜
缺点:
价格昂贵 要使用磁头加载/卸载技术
缺点
对冲击较为敏感 对温度较为敏感
硬件结构：硬盘磁头技术
Power 连接器
M/S 跳线
40-pin 连接器
What are ATA？
ATA：Advanced Technology Attachment 高级技术附加装置 7个版本： ATA-1----ATA-7（ATA 133）速率基本上走到了极限
ATA数据传输模式
PIO模式：Programming Input/Output Model
每个通道2个硬盘（总线主/ 从方式） 无热插拔特性 外部最大传输率133MB/s
线缆长度
1米
18英寸
What are SCSI？
SCSI：Small Computer System Interface 小型计算机系统接口 。 特点：应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低，以及热插拔。 SCSI必须要有专门的SCSI控制器，也就是一块SCSI控制卡，才能 支持SCSI设备
SATA传输机制
利用单个路径串行一位一位传送数据，用另外一条路 径给发送端返回接收确认的信号
1500MHZ内嵌时钟*1（每个时钟周期一位）*80% (8b/10b编码效率/8（每字节8位)=150MB/s
SATA与PATA对比
SATA
数据电缆连接 刀片和梁式插头结构，4根信 号线，3根地线
PATA
扇区
– 磁头(Head) – 磁道(Track) – 柱面(Cylinder) – 扇区(Sector)
1磁道
0磁道 n磁道
硬件结构：磁头与柱面
硬件结构：硬盘受撞击
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硬件结构：磁道
1磁道
n磁道
硬件结构：扇区
扇区
工作原理
硬盘最基本的功能就是存储电脑資料, 并且当需要時读取出來供电脑运算与处理
磁性材料层 (Magnetic Film)
N S
Binary 1 (异性)
盘 片
硬盘主要参数
– – – – – – – 容量 转速 缓存 平均访问时间 寻道时间 内部数据传输率 外部数据传输率 –S.M.A.R.T.技术 –DFT技术 –MTBF –AFR
硬盘主要参数：容量
扇区
– 容量(Capacity) – 磁头(Head) – 磁道(Track) – 柱面(Cylinder) – 扇区(Sector)
硬盘主要参数--内部数据传输率
– 数据从磁盘表面传输到硬盘的缓存的速率 – 单位为每秒百万位元 (Mbits/sec)
磁盘表面 磁场资料 读写磁头
缓存
硬盘主要参数--外部数据传输率
数据由缓存经由介质传输到系统主机的速率 单位为 (Mbytes/sec)
一定比内部数据传输速率快
介面(Interface)
通过CPU执行I/O端口指令来进行数据的读写的数据交换模式
DMA模式：Direct Memory Access 直接内存访问
不经过CPU而直接从内存了存取数据的数据交换模式
Ultra DMA：Ultra Direct Memory Access 高级直 接内存访问
增加了CRC（Cyclic Redundancy Check循环冗余码校验）技 术，提高数据传输过程中的准确
DFT技术
–DFT（Drive Fitness Test，驱动器健康检测） –IBM公司为其PC硬盘开发的数据保护技术,通过使用 DFT程序访问IBM硬盘里的DFT微代码对硬盘进行检 测。
–DFT软件是一个独立的不依赖操作系统的软件，它可 以在用户其他任何软件失效的情况下运行。
可靠性指标-MTBF
引脚与插口结构，80根线
电源电缆连接 刀片和梁式结构，15针 3.3V/5V/12V电源连接器，宽 度为2.22cm
硬盘连接 热插拔特性 传输速率 每个通道1个硬盘（点对点连 接） 可热插拔，也可以插入背板或 设备插槽 目前SATAII为300MB/s
4针“D形”5V/12V电源连 接器，宽度为2.25cm
40-pin Male FC-SCA II Connector
典型连接方式
各接口的对比
各种类型应用
接口 应用 说明
FC
适用于在线、高可 用性、随机读 适用于在线、高可 用性、随机读 适用于近线、一般 可用性，连续读
适用于离线
适用于大型企业的关键数据，价格昂贵
SAS
适用于中型企业的关键数据，高性能， 高可扩展性，比FC价格低，并可兼 容SATA 低价格、高容量
AFR值是根据制造商每年回收的不合格产品占年度总产量的比 例计算出来的，企业级磁盘驱动器产品的AFR值一般都会控制 在1%以下
硬盘接口及发展介绍
ATA接口 SATA接口 SCSI接口 SAS接口 FC接口
What are IDE？
• IDE-Integrated Drive Electronics 电子集成驱动器
SATA
磁带
高容量，可离线保存
目前主要使用的硬盘
• Hitachi www. • Seagate • Fujitsu • Maxtor
Seagate 硬盘及型号编码
ST 1 X 2 XXX 3 XX 4 X 5
1--ST Seagate Technology (希捷) 2--Form Factor (外型规格) –1=3.5英寸，半高，1.6英寸(41mm) –3=3.5英寸，扁平型，1英寸(25.4mm) 3--硬盘容量(GB) –前两位代表整数部分 –最后一位代表小数部分 4--系列代号 5--Interface(接口类型) –A=Ultra ATA IDE/EIDE –FC=Fibre Channel光纤通道 –LC=热插拔Ultra160 SCSI –LW=非热插拔Ultra160 SCSI ST380011A ST336607LC
What are SCSI？
80-pin (SCA) SCSI 80-pin Male SCA Connector
SCSI 与ATA 区别
ATA： 桌面/笔记本 ATA磁盘中，如果用户提出数据传输请求，CPU先对该命令作 出响应后再传达给主板南桥或板载磁盘控制芯片上，之后再通 过ATA总线将数据操作命令传递给硬盘的主控芯片。 SCSI： 企业级 在SCSI系统有一块专门的SCSI控制芯片。负责管理SCSI总线 外，还承担设备读写的控制职能，管理所有SCSI相关的读写 请求、总线控制和数据传输职能，CPU要做的工作只是将起 始命令传递给SCSI控制芯片，之后便可彻底抛开不管做其他 事情。
缓存Cache)
S.M.A.R.T.技术
Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology –最早由Compaq 和 IBM推动, 目的是尽可能预测硬盘 的可靠性，在硬盘损坏之前给用户警告 很多由硬盘部件功能性衰减的问题是可以预测的，通 过以下参数 –磁头飞行高度 –信息输出效率 –旋转启动时间 –寻道失败率 –寻道时间的效率