硬磁盘驱动器和控制器
硬盘的名词解释
硬盘的名词解释硬盘是一种常见的计算机存储设备，用于存储和获取数据。
它是计算机系统中重要的组成部分，被广泛应用于个人电脑、服务器和其他电子设备中。
在本文中，我将详细解释硬盘的概念、工作原理以及不同类型的硬盘。
一、硬盘的概念硬盘，全称为“硬磁盘驱动器”，是一种数据存储设备，使用磁性材料在旋转的盘片上进行数据存储。
它由若干个圆形盘片叠合而成，在盘片上使用磁道和扇区的组合来储存和读取数据。
硬盘一般连接到计算机的主板上，并通过数据线和电源线与计算机进行通信。
二、硬盘的工作原理硬盘的工作原理基于磁储存技术。
硬盘表面覆盖着磁性材料，每个盘片上都有一个或多个磁道，每个磁道又被划分为多个扇区。
磁头是负责读写数据的装置，它位于硬盘机箱内部，并能在盘片的表面上非常接近的磁道进行移动。
当计算机需要读取硬盘上的数据时，首先通过操作系统的请求，硬盘控制器会将磁头定位在所需数据所在的磁道上。
然后，通过磁头上的读取器/写入器，可以读取或写入数据到扇区上，数据以磁信号的形式被记录在磁道上。
读取数据时，磁头会接触到硬盘旋转的盘片，通过感应磁场变化来读取数据。
三、硬盘的类型1. 机械硬盘（HDD）机械硬盘是目前使用最为广泛的硬盘类型。
它由磁盘驱动器和控制电路板组成，通过电动机驱动盘片旋转和臂式驱动器来读取和写入数据。
机械硬盘的优点是存储容量大、成本相对较低，但其读写速度相对较慢，且容易受到磁场干扰。
2. 固态硬盘（SSD）固态硬盘采用闪存芯片来存储数据，相比机械硬盘，它没有任何移动部件，因此具有更快的读写速度和更低的延迟。
SSD的存储单元是基于闪存芯片，使用电子电荷记录和读取数据。
固态硬盘体积小、重量轻、能耗低，但成本较高。
由于其高性能，SSD在高端计算机和服务器上得到广泛应用。
3. 混合硬盘（Hybrid HDD）混合硬盘结合了机械硬盘和固态硬盘的优点。
它在外观上与机械硬盘相似，但内部结构中嵌入了一小块闪存作为缓存。
这样设计的目的是通过将常用数据存储在闪存中，提高读取速度。
计算机组成原理第七章
磁记录原理
磁性材料的物理特性 磁表面存储器的读写原理
–
–
读操作：当磁头经过载磁体的磁化元时，由于磁头铁芯 读操作：当磁头经过载磁体的磁化元时， 是良好的导磁材料， 是良好的导磁材料，磁化元的磁力线很容易通过磁头而 形成闭合磁通回路。 形成闭合磁通回路。不同极性的磁化元在铁芯里的方向 是不同的。 是不同的。 写操作：当写线圈中通过一定方向的脉冲电流时， 写操作：当写线圈中通过一定方向的脉冲电流时，铁芯 内就产生一定方向的磁通。 内就产生一定方向的磁通。
磁表面存储
– –
用某些磁性材料薄薄地涂在金属铝或塑料表面作载磁体 存储信息 优点
存储容量大， 存储容量大，位价格低 记录介质可以重复使用 记录信息可以长期保存而不丢失 非破坏性读出， 非破坏性读出，读出时不需要再生信息
– –
缺点
存取速度慢，机械结构复杂， 存取速度慢，机械结构复杂，对工作环境要求高
通常用作辅助大容量存储器使用
磁盘存储器的技术指标
采用定长数据块格式， 【例题1解】：(4)采用定长数据块格式，直接寻址的最小单 例题 解 采用定长数据块格式 位是一个记录块(一个扇区 一个扇区)， 位是一个记录块 一个扇区 ，每个记录块记录固定字节数目 的信息，在定长记录的数据块中， 的信息，在定长记录的数据块中，活动头磁盘组的编址方式 可用如下格式： 可用如下格式：
第七章
外围设备
外围设备 磁记录原理 磁盘驱动器 磁盘控制器 磁盘存储器
教学要求
重点和难点
外围设备的一般功能 磁记录原理 磁盘的组成 磁盘驱动器和控制器 磁盘上的信息分布 磁盘存储器的技术指标
主要内容
外围设备概述 磁盘存储设备 磁盘存储设备的技术发展 磁带存储设备 光盘和磁光盘存储设备
RAID技术简介
RAID技术简介RAID是利用若干台小型硬磁盘驱动器加上控制器按一定的组合条件，而组成的一个大容量、快速响应、高可靠储子系统。
由于可有多台驱动器并行工作，大大提高了存储容量和数据传输率，而且由于采用了纠错技术，提可靠性。
硬盘阵列是视频网络系统中非常重要的一个环节，硬盘阵列的容量、速度、稳定性往往决定整个网络能。
RAID通常是由在硬盘阵列塔中的RAID控制器或电脑中的RAID卡来实现的。
在通常情况下，RAID有如分类：RAID0：由多个硬盘并发协同工作完成数据的读写，数据被均匀分布在各个硬盘上，一般情况下，使用的硬盘读写的速度越快。
RAID0的特点是读写速度快，并且价格便宜；缺点是安全性相对较差，因为在RAID0中的一盘出现故障时，整个阵列的数据将会丢失。
RAID0是最快和最有效的磁盘阵列类型，但没有容错功能。
RAID1：称为磁盘镜像。
原理是在两个硬盘之间建立完全的镜像，即所有数据会被同时存放到两个物理硬盘一个磁盘出故障时，仍可从另一个硬盘中读取数据，因此安全性得到保障。
但系统的成本大大提高，因为系统际有效硬盘空间仅为所有硬盘空间的一半。
RAID 0+1：为RAID0和RAID1的组合，即由两个完全相同配置的RAID0形成镜像关系，既提高了阵列的读度，又保障了阵列数据的安全性，当然，为此付出的代价同样是价格昂贵。
RAID3：是把数据分成多个“块”，按照一定的容错算法，存放在N+1个硬盘上，实际数据占用的有效空间为硬盘的空间总和，而第N+1个硬盘上存储的数据是校验容错信息，当这N+1个硬盘中的其中一个硬盘出现故从其它N个硬盘中的数据也可以恢复原始数据，这样，仅使用这N个硬盘也可以带伤继续工作（如采集和回放素当更换一个新硬盘后，系统可以重新恢复完整的校验容错信息。
由于在一个硬盘阵列中，多于一个硬盘同时出障率的几率很小，所以一般情况下，使用RAID3，安全性是可以得到保障的。
与RAID0相比，RAID3在读写速面相对较慢。
电脑硬盘选择指南HDDSSD和NVMe的优缺点
电脑硬盘选择指南HDDSSD和NVMe的优缺点电脑硬盘选择指南：HDD、SSD和NVMe的优缺点随着科技的进步和电脑存储需求的增加，人们对于硬盘的选择变得越来越重要。
本文将介绍传统硬盘（HDD）、固态硬盘（SSD）以及新一代存储设备NVMe的优缺点，帮助您在购买时做出明智的决策。
一、传统硬盘（HDD）传统硬盘，即硬盘驱动器（Hard Disk Drive，HDD），是目前仍然广泛使用的存储设备之一。
HDD使用旋转磁盘来存储数据，并通过磁头进行读写操作。
以下是HDD的一些优缺点：1. 优点a. 容量大：相对于其他硬盘类型，HDD的容量通常更大，可以满足大量数据存储的需求。
b. 价格低廉：与其他类型相比，HDD的价格相对较低，这使得它成为大多数用户的选择。
2. 缺点a. 速度较慢：相对于SSD和NVMe，HDD的读写速度较慢，这会导致系统的响应速度较慢。
b. 较大体积：HDD的机械结构使得它相对较大和笨重，不适合对电脑尺寸和便携性有要求的用户。
c. 耐用性差：由于机械组件的使用，HDD的耐用性相对较低，并且容易受到物理冲击的影响。
二、固态硬盘（SSD）固态硬盘，即固态驱动器（Solid State Drive，SSD），是一种使用闪存芯片存储数据的硬盘类型。
SSD在市场上的份额不断增长，其优点主要有以下几点：1. 优点a. 速度快：相对于HDD，SSD的读写速度更快，可以大大提高系统的响应速度和启动时间。
b. 体积小：SSD采用了无机械结构的设计，体积较小，适合超薄和轻薄型计算机。
c. 耐用性强：没有机械部件，SSD对震动和冲击的抵抗能力更强，具有更高的耐用性。
d. 低功耗：相对于HDD，SSD功耗更低，可以延长电池续航时间。
2. 缺点a. 价格相对较高：尽管SSD的价格不断下降，但它仍然比HDD昂贵，对于大容量需求的用户来说，成本较高。
b. 容量受限：与HDD相比，SSD目前的最高容量较低，无法满足某些大容量存储需求的用户。
硬盘物理结构及工作原理
硬盘的工作过程
硬盘驱动器加电后，硬盘电路板上的主控芯片中的DSP（数字信号处理器）开始 对硬盘进行初始化；即DSP首先运行ROM中的程序，部分硬盘会检查各部件的完整 性，然后盘片电机起转，当转速达到预定转速时，盘片转速引起一定的气流托起磁头， 磁头开始运动，并定位到盘片的固件区，读取硬盘的固件程序和坏道表（固件区在硬 盘上的物理位置并不是一定的，完全由硬盘的设计决定；同时，并不是所有的固件都 一定要写在盘片上，在硬盘的所有固件中，只有硬盘的密码是一定写在其固件区的）， 在固件被正常读出后，硬盘初始化完成。接着主轴电机将启动并带动磁盘高速旋转， 同时音圈电机启动，带动磁头移动到硬盘的0柱面0磁头1扇区（也就是我们常说的0 道），处于等待指令的启动状态。 接下来，电脑运行一个应用程序时，应用程序通过操作系统的API（Application Programming Interface，应用程序接口）发出调用数据请求到CPU，然后CPU发出指 令，当硬盘接口电路接收到电脑的CPU传来的指令信号后，通过硬盘微处理器向电机 驱动芯片发出控制信号，接着电机驱动芯片将此信号翻译成电压驱动信号，驱动主轴 电机和音圈电机转动，进而带动盘片转动，并将磁头移动到数据所在的扇区；这时根 据感应阻值变化的磁头会读取磁盘上的数据信息。同时将读取的数据信息传送到磁头 信号放大芯片，磁头芯片将信号放大后，再传送到前置信号处理器，前置信号处理器 将接收到的模拟信号解码后再传送到数字信号处理器，数字信号处理器再对数据信号 进行进一步加工，转为数字信号，之后传送到接口电路；接口电路将数据转换成电脑 能识别的接口数据信号后，反馈给电脑系统，完成指令操作。最后硬盘微处理器向磁 头发出归位控制信号，使磁头归位。磁头又处于等待指令的启动状态，如下图所示为 硬盘工作过程图。
硬盘内部结构
1、硬盘的组成硬盘大家一定不会陌生，我们可以把它比喻成是我们电脑储存数据和信息的大仓库。
一般说来，无论哪种硬盘，都是由盘片、磁头、盘片主轴、控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部份组成。
所有的盘片都固定在一个旋转轴上，这个轴即盘片主轴。
而所有盘片之间是绝对平行的，在每个盘片的存储面上都有一个磁头，磁头与盘片之间的距离比头发丝的直径还小。
所有的磁头连在一个磁头控制器上，由磁头控制器负责各个磁头的运动。
磁头可沿盘片的半径方向动作，而盘片以每分钟数千转到上万转的速度在高速旋转，这样磁头就能对盘片上的指定位置进行数据的读写操作。
由于硬盘是高精密设备，尘埃是其大敌，所以必须完全密封。
2、硬盘的工作原理硬盘在逻辑上被划分为磁道、柱面以及扇区.硬盘的每个盘片的每个面都有一个读写磁头，磁盘盘面区域的划分如图所示。
磁头靠近主轴接触的表面，即线速度最小的地方，是一个特殊的区域，它不存放任何数据，称为启停区或着陆区（Landing Zone），启停区外就是数据区。
在最外圈，离主轴最远的地方是“0”磁道，硬盘数据的存放就是从最外圈开始的。
那么，磁头是如何找到“0”磁道的位置的呢？在硬盘中还有一个叫“0”磁道检测器的构件，它是用来完成硬盘的初始定位。
“0”磁道是如此的重要，以致很多硬盘仅仅因为“0”磁道损坏就报废，这是非常可惜的。
早期的硬盘在每次关机之前需要运行一个被称为Parking的程序，其作用是让磁头回到启停区。
现代硬盘在设计上已摒弃了这个虽不复杂却很让人不愉快的小缺陷。
硬盘不工作时，磁头停留在启停区，当需要从硬盘读写数据时，磁盘开始旋转。
旋转速度达到额定的高速时，磁头就会因盘片旋转产生的气流而抬起，这时磁头才向盘片存放数据的区域移动。
盘片旋转产生的气流相当强，足以使磁头托起，并与盘面保持一个微小的距离。
这个距离越小，磁头读写数据的灵敏度就越高，当然对硬盘各部件的要求也越高。
早期设计的磁盘驱动器使磁头保持在盘面上方几微米处飞行。
计算机基础第1章练习题(答案)
一．对于计算机的出生与发展1.一般以为，世界上第一台电子数字计算机出生于 __A____。
2.以下对于世界上第一台电子计算机ENIAC的表达中，错误的选项是__D____。
C.它主要用于军事目的和科学计算，比如弹道计算[分析] ENIAC是第一台电子计算机的英文缩写。
从第二代计算机才开始引入高级程序语言BASIC和ForTran等，所以D是错的。
3.目前，微型计算机中宽泛采纳的电子元器件是__D____。
[分析]略4.初期的计算机体积大、耗电多、速度慢，其主要原由是限制于__D____。
D.元器件 -----初期的计算机元器件是电子管，其体积大、耗电多。
[分析]略二．计算机的分类1.计算机可分为数字计算机、模拟计算机和数模混淆计算机，这类分类是依照__B____。
B.办理数据的方式（或办理数据的种类）[分析]目前学习、办公和生活中使用的计算机属于电子数字计算机，但也有一些场合使用模拟计算机。
电子数字计算机办理的是失散数据（用“1”或“0”表示，即所谓的二进制数），模拟计算机办理的数据是连续（比如声音、温度等物理量）。
假如电子计算机按使用的用途或范围来分类，则能够分为“通用计算机和专用计算机”，我们此刻个人电脑都属于通用计算机。
2.电子计算机按规模和办理能力区分，能够分为__C___。
C.巨型计算机、中小型计算机和微型计算机D.科学与过程计算计算机、工业控制计算机和数据计算机[分析]巨型计算机体积大，速度快、储存容量大，而微型计算机相对而言体积小、办理速度、容量均小，我们工作学习中使用的计算机均属于微型计算机，又称为个人计算机即PC(Personal Computer)机。
3.个人计算机简称PC机，这类计算机属于__A___。
[分析] PC机全称是：Personal Computer。
三．计算机的主要特色1.计算机的主要特色是___C___。
A.运算速度快、储存容量大、性能价钱比低B.运算速度快、性能价钱比低、程序控制C.运算速度快、自动控制、靠谱性高D.性能价钱比低、功能全、体积小[分析]计算机的性能价钱比（即性价比）一般来说是比较高的。
san磁盘阵列的组成
san磁盘阵列的组成SAN（Storage Area Network）磁盘阵列是一种用于存储数据的高性能、高可靠性的存储解决方案。
它通常由多个硬盘驱动器组成，通过专用的网络连接到服务器，提供大容量、高速度的数据存储和访问。
SAN磁盘阵列的主要组成部分包括以下几个方面：1. 硬盘驱动器，SAN磁盘阵列通常由多个硬盘驱动器组成，这些硬盘驱动器可以是传统的机械硬盘或者固态硬盘。
它们提供了实际存储数据的物理介质。
2. RAID 控制器，RAID（Redundant Array of Independent Disks）控制器是SAN磁盘阵列中的重要组成部分，它负责管理硬盘驱动器的数据存储和保护。
RAID控制器可以根据不同的RAID级别（如RAID 0、RAID 1、RAID 5等）来实现数据的分布、备份和恢复，提高数据的可靠性和性能。
3. 存储网络，SAN磁盘阵列使用专门的存储网络连接到服务器，常见的存储网络技术包括光纤通道（Fibre Channel）和以太网技术（如iSCSI）。
存储网络可以提供高带宽、低延迟的数据传输，确保服务器能够快速、可靠地访问存储数据。
4. 存储交换机，存储交换机是连接SAN磁盘阵列和服务器的关键设备，它们负责数据在存储网络中的路由和转发，确保数据能够快速、安全地传输。
5. 存储管理软件，SAN磁盘阵列通常配备了专门的存储管理软件，用于管理和监控存储资源、实现数据备份和恢复、优化存储性能等功能。
总的来说，SAN磁盘阵列的组成包括硬盘驱动器、RAID控制器、存储网络、存储交换机和存储管理软件等多个组件，它们共同工作，为企业提供高性能、高可靠性的数据存储解决方案。
主板诊断卡代码大全
主板诊断卡代码大全2E 使硬磁盘驱动器和控制器作初始准备。
从视频ROM控制之后的处理复原;如果没有发现EGA／VGA就要进行显示器存储器读／写测试.检测视频ROM正在进行。
2F检测数学协处理器，并使之作初始准备。
没发现EGA／VGA;即将开始显示器存储器读／写测试。
.30 建立基本内存和扩展内存。
通过显示器存储器读／写测试;即将进行扫描检查.认为屏幕是可以工作的。
31 检测从C800：0至EFFF:0的选用ROM，并使之作初始准备。
显示器存储器读／写测试或扫描检查失败,即将进行另一种显示器存储器读／写测试。
单色监视器是可以工作的。
32 对主板上COM／LTP／FDD／声音设备等I／O芯片编程使之适合设置值。
通过另一种显示器存储器读／写测试;却将进行另一种显示器扫描检查。
彩色监视器（40列）是可以工作的。
33 。
视频显示器检查结束；将开始利用调节开关和实际插卡检验显示器的关型。
彩色监视器（80列）是可以工作的。
34 . 已检验显示器适配器；接着将调定显示方式.计时器滴答声中断测试正在进行或失灵。
35 。
完成调定显示方式;即将检查BIOS ROM的数据区.停机测试正在进行或失灵。
36 。
已检查BIOS ROM数据区；即将调定通电信息的游标.门电路中A－20失灵。
37 . 识别通电信息的游标调定已完成；即将显示通电信息。
保护方式中的意外中断。
38 . 完成显示通电信息;即将读出新的游标位置. RAM测试正在进行或者地址故障＞FFFFH。
39 。
已读出保存游标位置，即将显示引用信息串。
.3A 。
引用信息串显示结束；即将显示发现信息。
间隔计时器通道2测试或失灵.3B 用OPTI电路片（只是486）使辅助超高速缓冲存储器作初始准备。
已显示发现＜ESC ＞信息;虚拟方式，存储器测试即将开始。
按日计算的日历时钟测试正在进行或失灵。
3C建立允许进入CMOS设置的标志. 。
串行端口测试正在进行或失灵。
3D 初始化键盘／2鼠标／设备及总内存节点。
DEBUG灯常见的错误代码含义如下
常见的错误代码含义如下：1、“C1”内存读写测试，如果内存没有插上，或者频率太高，会被BIOS认为没有内存条，那么POST就会停留在“C1”处。
2、“0D”表示显卡没有插好或者没有显卡，此时，蜂鸣器也会发出嘟嘟声。
3、“2B”测试磁盘驱动器，软驱或硬盘控制器出现问题，都会显示“2B”。
4、“FF”表示对所有配件的一切检测都通过了。
但如果一开机就显示“FF”，这并不表示系统正常，而是主板的BIOS出现了故障。
导致的原因可能有：CPU没插好，CPU核心电压没调好、CPU频率过高、主板有问题等。
实战DEBUG灯——Award BIOS篇]DEBUG灯的使用也很简单，下面针对几种常见的故障代码和大家讨论一下解决问题的方法。
需说明的是，目前市场上的主板绝大部分使用的是AWARD BIOS或AMI BIOS，由于目前DEBUG 灯实际上是调用了主板BIOS的自检过程，所以主板BIOS程序的不同，DEBUG灯显示的代码也不同，解决问题的方法也不可一概而论。
因此我们也将分两个部分讨论。
以下的说明中将选择最常见的故障代码及解决方法，至于其他更详细的代码含义，请读者参考DEBUG灯的说明手册。
1. Award BIOS篇错误代码：00(FF)代码含义：主板没有正常自检解决方法：这种故障较麻烦，原因可能是主板或CPU没有正常工作。
一般遇到这种情况，可首先将电脑上除CPU外的所有部件全部取下，并检查主板电压、倍频和外频设置是否正确，然后再对CMOS进行放电处理，再开机检测故障是否排除。
如故障依旧，还可将CPU从主板上的插座上取下，仔细清理插座及其周围的灰尘，然后再将CPU安装好，并加以一定的压力，保证CPU与插座接触紧密，再将散热片安装妥当，然后开机测试。
如果故障依旧，则建议更换CPU测试。
另外，主板BIOS损坏也可造成这种现象，必要时可刷新主板BIOS后再试。
错误代码：01代码含义：处理器测试解决方法：说明CPU本身没有通过测试，这时应检查CPU相关设备。
磁盘控制器驱动程序，磁盘控制器（主板上），磁盘控制电路（磁盘驱动器上）
磁盘控制器驱动程序，磁盘控制器（主板上），磁盘控制电路
（磁盘驱动器上）
磁盘控制器：
磁盘通过标准的接⼝（如ATA，SCSI）和主板连接，这⾥对应的是每⼀种接⼝的物理上的不同，⽐如说：具体的针数，每⼀针的作⽤。
磁盘控制器参与的是底层总线初始化，仲裁的过程。
将最终结果形成⼀个简洁的接⼝，提供给驱动器。
驱动器控制电路：
驱动器控制电路位于磁盘驱动器上，驱动器通过驱动磁头臂运动来读写数据。
磁盘控制器位于主板上，专门向磁盘驱动器的控制电路发送指令，控制磁盘驱动器读写数据。
磁盘驱动器是电⼦计算机中的⼀部分，⽤来驱动磁盘稳速旋转，并控制在盘⾯磁层上按⼀定的记录格式和编码⽅式记录和读取信息，分、和三种。
CPU通过主板上的导线发送指令给磁盘控制器，磁盘控制器继⽽将指令发送给磁盘驱动器，让磁盘驱动器上的控制电路来控制磁头臂。
CPU操作控制器的指令叫做磁盘控制器驱动程序，CUP通过执⾏磁盘控制器的驱动程序，⽣成指令发送磁盘控制器，
磁盘控制器将改指令转换成另⼀种指令（如，ATA指令集，SCSI指令集），并且将这些指令发送给磁盘驱动器（对应的IDE磁盘驱动器，或者是SCSI磁盘驱动器等等）。
系统开机就会⾃检，这个⾃检程序是运⾏在主板上ROM芯⽚内固化的程序。
现在⾃检的内容包括对CPU，系统主板，内存，系统ROM BIOS内存的测试。
⾃检完成会从硬盘，光盘，或者⽹络服务器上寻找OS启动。
硬盘 寻道原理
硬盘寻道原理全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：硬盘，作为计算机的重要组成部分，在存储和读取数据时扮演着非常重要的角色。
硬盘的寻道原理是硬盘运作的基础，也是保证硬盘读写效率的关键。
本文将为您详细介绍硬盘的寻道原理及其工作过程。
一、硬盘的基本结构硬盘是一种使用磁性记录数据的存储设备，由磁盘驱动器、提供动力和数据连接的控制器、以及保护和固定硬盘的外壳等部件组成。
硬盘内部主要由盘片、读写磁头、主轴电机、马达和控制电路等部件构成。
硬盘的盘片是一个由磁性材料制成的薄圆盘，其表面被划分为许多同心的圆形磁道，每个磁道又被分为一定数量的扇区。
读写磁头通过与盘片表面非常接近的方式工作，来读取或写入数据。
二、硬盘的寻道原理硬盘的寻道是指磁头从一个磁道移动到另一个磁道的过程。
硬盘的磁头可以像一个类似于唱片机臂的机械臂一样在盘片表面上移动，实现对数据的读写操作。
在硬盘的工作过程中，数据往往是不连续存储在盘片上的，所以需要磁头进行寻道操作来读取或写入数据。
硬盘的寻道原理可以简单理解为磁头在盘片上移动时，要尽可能快地找到目标磁道。
硬盘的寻道原理主要包括以下几个方面：1. 磁头移动速度：硬盘的磁头移动速度是硬盘寻道的重要参数之一。
磁头的移动速度越快，实现寻道的时间就越短，硬盘的读写效率也就越高。
2. 磁头停止位置的精度：在磁头进行寻道操作时，要准确停留在目标磁道上。
硬盘磁头的停止位置精度越高，就能更准确地读取或写入数据。
3. 寻道算法：硬盘的控制电路会采用不同的寻道算法来确定磁头移动的路径。
常用的寻道算法包括先进先出（FIFO）、最短寻道时间优先（SSTF）、扫描（SCAN）等。
4. 磁道布局：硬盘的磁道布局也会影响寻道效率。
通常情况下，硬盘的磁道会按照某种规律排列，以便磁头可以更快地找到目标磁道。
三、硬盘的寻道工作过程当计算机需要读取或写入硬盘上的数据时，硬盘的磁头会先移动到目标磁道上，然后在该磁道上进行数据的读写操作。
第八章 硬盘驱动器
四,பைடு நூலகம்盘的主要性能指标
12,MTBF (平均无故障时间) 12, MTBF指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间,单位 MTBF指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间,单位 是H(小时).一盘硬盘的MTBF至少在30000或 (小时).一盘硬盘的MTBF至少在30000或 40000H.这项指标在一般的产品广告或常见的技术特 40000H.这项指标在一般的产品广告或常见的技术特 性表中并不提供,需要时可专门上网到具体生产该款硬 盘的公司网址中查询. 13,单碟容量 13,单碟容量 硬盘中的存储片一般有1~4片.每张盘片的储存密度 硬盘中的存储片一般有1~4片.每张盘片的储存密度 越高,则其达到相同容量所用的盘片就越少,其系统可 靠性也越高. 14,数据保护技术 14,数据保护技术 数据保护技术上硬盘的一项重要附加技术指标,现在的 硬盘除了有S.M.A.R.T外,一般都还有各自的一套数据 硬盘除了有S.M.A.R.T外,一般都还有各自的一套数据 保护系统.硬盘是一种可靠非常高的设备,它的平均无 故障工作时间可达10万小时以上,即使如此仍不能排除 故障工作时间可达10万小时以上,即使如此仍不能排除 硬盘发生故障的可能.
六,硬盘的安装
1,设置硬盘驱动器主,从跳线 在IDE或EIDE接口上通常可连接两台IDE设备.为于区 IDE或EIDE接口上通常可连接两台IDE设备.为于区 别,在每一台IDE设备上者有设置主(MASTER),从 别,在每一台IDE设备上者有设置主(MASTER),从 (SLAVE)方式的跳线,IDE硬盘在出厂时通常预设为 SLAVE)方式的跳线,IDE硬盘在出厂时通常预设为 MASTER,对于只有一个硬盘的微机系统可不必改变, MASTER,对于只有一个硬盘的微机系统可不必改变, 而对于在一个IDE口上连接两个硬盘的系统,必须将一 而对于在一个IDE口上连接两个硬盘的系统,必须将一 个硬盘设为主硬盘,另一个设为从硬盘,.不同厂家生 产的硬盘其跳线设置方式通常不同,在硬盘标签上一般 均注有跳线提示,这里以某常见硬盘为例加以说明.在 该硬盘贴有商标致 一面的外壳上有跳线状态图,在电源 插座与数据线插座之间有4 插座与数据线插座之间有4组跳线插针,出厂时设置为主 硬盘时的跳动线情况,若要作为从方式,则将跳线短路 块从该方式插到从方式的跳线上.硬盘上除了带有 MAASTER和SLAVE跳线外,还有一个数据线选择跳线. MAASTER和SLAVE跳线外,还有一个数据线选择跳线. 如果用户设置了这种跳线,那硬盘间的主从关系就会由 专用的数据线决定,这是一种较为少见的主从盘设置方 法.
计算机存储器的类型和读写原理
计算机存储器的类型和读写原理计算机存储器是计算机系统中的一种重要硬件组成部分，用于存储和读取数据以供运算使用。
根据存储介质的不同，计算机存储器可以分为多种类型，包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存存储器、硬盘驱动器以及光盘驱动器等。
本文将分别介绍这些存储器的类型和读写原理。
一、随机存取存储器（RAM）1. 类型：动态随机存储器(DRAM)和静态随机存储器(SRAM)。
2. 读写原理：- DRAM：DRAM是基于电容储存信息的存储器，数据的读取通过访问电容单元是否充电来判断。
首先，读取操作需要送出地址信号，通过地址线路选中对应的存储单元，然后通过电路放大器对电容的电压进行读取并进行放大，最后通过临界电平比较电路将放大后的信号转换成数字数据。
- SRAM：SRAM是基于双稳态电路实现存储和读写的存储器。
读取操作需要送出地址信号，通过地址线路选中对应的存储单元。
然后，通过地址译码器对地址进行解码，将选中的存储单元的数据进行读取并放大，最后通过写入数据线送出数据。
二、只读存储器（ROM）1. 类型：只读存储器包括只读存储器(ROM)和可编程只读存储器(PROM)。
2. 读写原理：- ROM：ROM是一种不可擦写的存储器，里面的数据是在制造过程中通过译码器将数据线连接到某个特定的字节位置上实现的。
因此，ROM的读取操作仅需要送出地址信号，通过地址线路选中对应的存储单元即可直接读取相应的数据。
- PROM：PROM是一种一次性可编程的存储器，它包含一个阵列存储单元。
在制造过程中，每个存储位置都被连接到一个可断开的开关。
通过打开和关闭这些开关来编程PROM，然后读取操作与ROM相同，通过地址信号选中对应的存储单元并读取数据。
三、闪存存储器1. 类型：闪存存储器包括NAND闪存和NOR闪存。
2. 读写原理：- NAND闪存：NAND闪存通过硅通道将数据储存在非易失性存储单元中。
数据的读取通过发送地址信号选择特定的存储块和页，然后通过电流发送器和放大器将电荷进行读取并放大。
硬盘接口类型
放大的磁头部分
硬盘的内部结构
2.磁头驱动机构：由音圈电机和磁头驱动小车组成，新型 大容量硬盘还具有高效的防震动机构。高精度的轻型磁头驱动 机构能够对磁头进行正确的驱动和定位，并在很短的时间内精 确定位系统指令指定的磁道，保证数据读写的可靠性。
放大了的磁线圈部分
硬盘的内部结构
3.盘片和主轴组件：盘片是硬盘存储数据的载体，现在的 盘片大都采用金属薄膜磁盘，这种金属薄膜较之软磁盘的不连 续颗粒载体具有更高的记录密度，同时还具有高剩磁和高矫顽 力的特点。主轴组件包括主轴部件如轴瓦和驱动电机等。随着 硬盘容量的扩大和速度的提高，主轴电机的速度也在不断提升， 有厂商开始采用精密机械工业的液态轴承电机技术。
盘片和主轴
硬盘的内部结构
4.前置控制电路：前置放大电路控制磁头感应的信号、主 轴电机调速、磁头驱动和伺服定位等，由于磁头读取的信号微 弱，将放大电路密封在腔体内可减少外来信号的干扰，提高操 作指令的准确性。
盘片和主轴
硬盘的工作原理（1）
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。
计算机的硬件组成部分
- 计算机的硬件组成部分介绍计算机硬件系统的基本组成（五大部件）：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
运算器和控制器统称中央处理器（CPU）。
存储器分成内存储器和外存储器两大类。
CPU、内存储器和连接输入输出设备的接口统称为主机。
微机的主机集成在主机板上。
外存储器、输入设备和输出设备统称为外部设备。
中央处理器（CPU）计算机的中央处理器又称为CPU，它是计算机的核心部分。
主要由运算器和控制器组成。
运算器：实现算术运算和逻辑运算的部件。
控制器：计算机的指挥系统。
控制器通过地址访问存储器，从存储器中取出指令，经译码器分析后，根据指令分析结果产生相应的操作控制信号作用于其他部件，使得各部件在控制器控制下有条不紊地协调工作。
指令：指挥计算机进行各种操作的命令。
指令系统：一台计算机所有指令的集合。
执行一条指令的四个基本操作：微机的CPU又称微处理器，更新换代快：4004→8008→8080→8088→80286→80386→80486→80586→奔腾Ⅱ→奔腾Ⅲ→奔腾Ⅳ→…CPU的性能指标决定于时钟频率（主频）和字长。
主频是指CPU的时钟频率。
主频越高，计算机的运算速度就越快。
奔腾Ⅲ主频可达866MHz 以上，奔腾Ⅳ则可达2.6GHz、2.8GHz。
字长是指一个字的长度。
字长越长，数的表示范围越大，运算精度越高，且在相同时钟频率下运算速度就越快。
微机字长经历了4位→8位→32位→64位四代变化。
计算机的存储机制存储器是计算机中用来存放所有数据和程序的记忆部件，它的基本功能是按指定的地址存（写）入或者取（读）出信息。
计算机中的存储器可分成两大类：一类是内存储器，简称内存或主存；另一类是外存储器（辅助存储器），简称外存或辅存。
存储器由若干个存储单元组成，每个存储单元都有一个地址，计算机通过地址对存储单元进行读写。
一个存储器所包含的字节数称为存储容量，单位有B、KB、MB、GB、TB等。
1 B = 8 bits （1字节= 8位）1 KB = 1024 B1 MB = 1024 KB1 GB = 1024 MB1 TB = 1024 GB计算机的存储机制－内存内存：用来存放当前正在使用的，或随时要用的程序或数据，包括ROM和RAM。
raid控制器是什么
raid控制器是什么昨天找朋友把电脑重装了，开机提示要我装raid控制器，对于我这种只会用电脑不了解电脑的人来说，raid控制器是个什么东西?那完全不知道，(raid控制器它有哪些特性、哟哪些优势、有哪些方便生活的地方，raid控制器分为哪几种?都是怎么安装的呢?)在这就顺便了解一下，店铺在这里向大家普及raid控制器知识。
Raid控制器是电脑中的硬件设备，或者说是软件程序，其作用是管理计算机中的硬盘驱动器。
在大学课本中学过，它是一种在操作系统和磁盘驱动器之间的抽象层次。
Raid控制器具有备份的功能，简单的说就是几块硬盘相互备份，用来保证你存储在电脑里边数据的安全性，同时也能提高系统性能。
平时有可能遇到电脑系统突然崩溃的问题，这个时候raid控制器的作用就显现出来了，它具有在多重物理设备上获取数据，并且备份的能力。
要是没有这个东西的话就很头痛了，很多得东西就可能丢失。
Raid控制器有两种，一种是基于软件的，一种是基于硬件的，这两种在功能上大同小异，但是据说基于软件的没有基于硬件的好。
计算机中有一个叫做bios的程序，英文"Basic Input Output System"的缩略词字面意思就是基本输入输出系统。
计算机的输入输出程序、开机时候的自检程序和系统自动启动程序就保存在bios中。
朋友是搞软件设计的，据说家里用的电脑一般都不需要raid控制器，一般可以从bios中去关闭raid控制器。
只有当计算机用做服务器的时候才会更多的去使用raid控制器。
特别是一些大的购物网站，比如淘宝啊、美团啊等等，在大的节庆日子，网站访问量是很大的，搞不好系统就崩溃了。
那raid控制器要怎么安装呢?既然遇到这个问题，就向朋友讨教了一下。
首先，找到bios中的开启与关闭选项，还有制作raid的raid bios的开关选项，把他们设置成开启状态。
在开机自检的时候，会有raid bios自检的界面。
第六章硬盘
第六章硬盘学习要点:一、硬盘的分类二、硬盘的接口类型三、硬盘的选购（性能指标）四、硬盘的品牌概述磁盘（磁盘驱动器）用来记录电脑中的各类数据、程序和信息，分为硬盘驱动器（ＨＤ）、软盘驱动器（ＦＤＤ）光盘驱动器。
近几年硬盘、光驱在容量以及数据传输速度上有很大的发展。
硬盘是电脑的主要外部存储设备（不可缺少的），由硬盘接口卡（数据线）、驱动器和硬磁盘（盘片）组成，它固定安装在机箱内部。
驱动器、和硬磁盘（盘片）封装在一个金属壳中，保证读／写精度，并能保护其中的机械结构和盘上的数据。
硬盘通过数据线和主机相连。
硬盘具有存储容量大、存取速度快、可靠性高的特点。
一、硬盘的分类１、按盘径尺寸分有5.25英寸（淘汰）、３.5英寸（台式机主流）、２.5/1.8英寸（笔记本电脑或精密仪器使用）２、按接口类型分●ＩＤＥ［集成驱动器（控制器与盘体）电子设备、ＥＩＤＥ（扩展ＩＤＥ）、ＰＡＴＡ、ＡＴＡ］：也叫并口硬盘，台式电脑中使用的硬盘，通过数据线与主板的ＩＤＥ口相连，数据线有40线、８０线两种，８０线的抗干扰能力强、数据传输速度快，按数据传输速度有ATA/33/66/100/130MB/S的硬盘，使用ATA/66/100/130硬盘时必须用80线的数据线才能发挥性能。
●ＳＡＴＡ（Ｓerial ATA）：也叫串口ＡＴＡ硬盘，外观与ＡＴＡ硬盘一样，但数据线与接口是4线（针）的，数据传输速度是ＡＴＡ的几倍，可达ATA/150－600MB/S。
●SCSI(小型计算机系统接口)：先是用在小型计算机中后移植到普通电脑上，使用50线数据线，特点是：ＣＰＵ占用率低、数据传输速度快，可连接设备多（３２个）、价贵，用于服务器、高档电脑中。
●ＵＳＢ（通用串行总线接口）：移动硬盘，支持热插拨，传输速度快（１２－４８０ＭＢ／Ｓ）二、硬盘的选购（性能指标）１、硬盘的接口类型：可供选择的有ＩＤＥ和ＳＡＴＡ（稍贵一点，大势所趋，资金允许可考虑，但注意主板要支持）。
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位置称为“索引”。索引标志在传感器检索下可产生脉冲信号，再通过磁 盘控制器处理，便可定出磁道起始位置。 磁盘存储器的每个扇区记录定长的数据，因此读／写操作是以扇区为单位 一位一位串行进行的。每一个扇区记录一个记录块。数据在磁盘上的记录 格式如下图所示。 每个扇区开始时由磁盘控制器产生一个扇标脉冲。扇标脉冲的出现即标志一 个扇区的开始。两个扇标脉冲之间的一段磁道区域即为一个扇区（一记录 块）。每个记录块由头部空白段、序标段、数据段、校验字段及尾部空白 段组成。其中空白段用来留出一定的时间作为磁盘控制器的读写准备时间， 序标被用来作为磁盘控制器的同步定时信号。序标之后即为本扇区所记录 的数据。数据之后是校验字，它用来校验磁盘读出的数据是否正确。
由于控制器与驱动器之间的任务分工没有明确的界限，因而控制器与驱动器之间 的交界面划分有多种方式。如果交界面设在A处，驱动器只完成读写和放大， 因而数据分离以后的控制逻辑构成磁盘控制器，例如 ST506磁盘控制器是插在 PC机总线上的一块电路板，控制器与设备之间就采用了这种形式的接口。如果 交界面设在B处，则在驱动器中包含数据分离器，而磁盘控增强型小型设备接口）属于这种形。第三种 方式是将接口交界面设在C处，磁盘控制器的功能全部转移到设备中，主机与 设备之间采用标准的通用接口。例如SCSI（小型计算机系统接口）、IPI（智能 外设接口）属于这种形式。 目前的发展趋势是采用B，C两种接口形式，增强设备的功能，以使设备相对独 立。
7.4.4 磁盘上信息的分布
盘片的上下两面都能记录信息，通常把磁盘片表面称为记录面 记录面。记录面上一系列 记录面 同心圆称为磁道 磁道。每个盘片表面通常有几十到几百个磁道，每个磁道又分为若干 磁道 个扇区。如下图所示。 磁道的编址是从外向内依次编号，最外一个同心圆叫0磁道，最里面的一个同心 圆叫n磁道，n磁道里面的圆面积并不用来记录信息。扇区的编号有多种方法，可 以连续编号，也可间隔编号。磁盘记录面经这样编址后，就可用n磁道 扇区 磁道m扇区 磁道 扇区的磁 盘地址找到实际磁盘上与之相对应的记录区。除了磁道号和扇区号之外，还有记 录面的面号 面号，以说明本次处理是在哪一个记录面上。例如对活动头磁盘组来说， 面号 磁盘地址是由记录面号(也称磁头号)、磁道号和扇区号三部分组成。 在磁道上，信息是按区存放的，每个区中存放一定数量的字或字节，各个区存放的 字或字节数是相同的。为进行读/写操作，要求定出磁道的起始位置，这个起始
在可移动磁头的磁盘驱动器中，驱动磁头沿盘面径向位置运动以寻找目标磁道 位置的机构叫磁头定位驱动系统，它由驱动部件、传动部件、运载部件（磁头 小车）组成。当磁盘存取数据时，磁头小车的平移运动驱动磁头进入指定磁道 的中心位置，并精确地跟踪该磁道。目前磁头小车的驱动方式主要采用步进电 机和音圈电机两种。步进电机靠脉冲信号驱动，控制简单，整个驱动定位系统 是开环控制，因此定位精度较低，一般用于软磁盘驱动器和道密度不高的硬磁 盘驱动器。音圈电机是线性电机，可以直接驱动磁头作直线运动，整个驱动定 位系统是一个带有速度和位置反馈的闭环控制系统，驱动速度快，定位精度高， 因此用于较先进的磁盘驱动器。 主轴系统的作用是安装盘片，并驱动它们以额定转速稳定旋转。其主要部件是主 轴电机和有关控制电路。 数据转换系统的作用是控制数据的写入和读出，包括磁头、磁头选择电路、读写 电路以及索引、区标电路等。
7.4.3 硬磁盘驱动器和控制器
1.磁盘驱动器 磁盘驱动器 磁盘驱动器
磁盘驱动器是一种精密的电子和机械装置，因此各部件的加工安装有严格的技 磁盘驱动器 术要求。对温盘驱动器，还要求在超净环境下组装。各类磁盘驱动器的具体结构 虽然有差别，但基本结构相同，主要由定位驱动系统、主轴系统和数据转换系统 定位驱动系统、 定位驱动系统 组成。图7.15是磁盘驱动器结构示意图。
2.磁盘控制器 磁盘控制器 磁盘控制器
磁盘控制器是主机与磁盘驱动器之间的接口。由于磁盘存储器是高速外存设备， 磁盘控制器 故与主机之间采用成批交换数据方式。作为主机与驱动器之间的控制器，它需 要有两个方面的接口：一 个是与主机的接口，控制外存与主机总线之间交换数 据；另一个是与设备的接口，根据主机 命令控制设备的操作。前者称为系统级 系统级 接口，后者称为设备级接口 设备级接口。 接口 设备级接口 主机与磁盘驱动器交换数据的控制逻辑如图所示： 磁盘上的信息经读磁头读出以后送读出放大器，然后进行数据与时钟的分离， 再进行串-并变换、格式变换，最后送入数据缓冲器，经DMA（直接存储器传送） 控制将数据传送到主机总线。