硬盘的内部结构图

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硬盘

2．SCSI接口的硬盘 SCSI（Small Computer System Interface，小型计算机系统接口）最早研制于20世纪70年代末。经过不断的发展，今天的SCSI已划分为SCSI-1，SCSI-2以及最新的SCSI-3三个类型。不过，目前最为流行的版本是SCSI-2。
目前，SCSI硬盘接口有三种，分别是50针、68针和 80针。我们常见的硬盘型号上标有“N”“W”“SCA”，就是表示接口针数的。N即窄口（Narrow），50针；W即宽口（Wide），68针；SCA即单接头（Single ConnectorAttachment），80针。其中80针的SCSI硬盘一般支持热插拔。
四、硬盘的主要参数硬盘的主要参数有磁头数、柱面、每磁道扇区数和交错因子。（1）磁头数。硬盘的每一个盘片均有两个磁面，每个磁面都有一个磁头，磁头数的多少与硬盘内部的盘片数有关。一般情况下，磁头数数量是盘片数的两倍。（2）柱面。硬盘由一组重叠的盘片组成，每个盘面都被划分为数量相等的磁道，最外圈是0磁道，内部的磁道编号依次加1。具有相同磁道编号的磁道形成一个圆柱，因而磁道数就等于柱面数。
图5.1.6 浮动磁头装置
3．主轴组件主轴组件包括轴承、马达等。用户存取的资料是通过马达的转动被带到磁头下方的，因而马达的转速越快，用户存取数据的时间就越短，磁盘马达的转速决定了硬盘最终的速度。
三、硬盘的性能指标我们只有熟悉硬盘的性能指标，才能根据这些指标来判断硬盘品质的优劣，硬盘的性能指标很多，其中主要的几个性能指标如下：（1）主轴转速。硬盘主轴马达带动盘片高速旋转，产生浮力使磁头源浮在盘片上方，将所要存取资料的扇区带到磁头下方来进行数据的存取。转速越快，数据传输率就越高，硬盘性能就越好。目前的硬盘转速有5 400 r/m和7 200 r/m，也有一些高端硬盘达到了10 000 r/m，甚至15 000 r/m。

硬盘物理结构

硬盘物理结构先看下硬盘物理结构1 硬盘物理结构硬盘物理上主要是盘片、机械手臂、磁头、和主轴等组成. 在盘片逻辑划分上又分为磁道、扇区, 例如下图:2 盘片磁道、扇区磁道:当硬盘盘片旋转时, 磁头若保持在一个位置上, 则磁头会在盘片表面划出一个圆形轨迹, 这些圆形轨迹就叫做磁道. 以盘片中心为圆心, 由此可以划分出很多磁道来, 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, 硬盘上的信息便是沿着这样的轨道存放的, 盘片上的磁道由外向内依次从“0”开始进行编号.柱面:由于硬盘可以由很多盘片组成, 不同盘片的相同磁道就组成了柱面(cylinder), 如图1所示.磁头:假设有N个盘片组成的硬盘, 那么有2N个盘面(一个盘片有2面), 那么磁头也就有2N个, 即每个盘面有一个磁头.扇区:早期的硬盘盘片的盘面以圆心开始向外放射状将磁道分割成等分的弧段, 这些弧段便是硬盘的扇区(如图2). 每个扇区一般规定大小为512byte, 这里大家应该比较疑惑, 外圈周长很明显比内圈要长, 怎么可能每个扇区都是512byte?其实答案早期硬盘外圈存储比内圈存储密度低一些, 所以外圈很长但是仍然只能存储512byte, 因此如果我们知道了柱面数(磁道数) Cylinders、磁头数Heads、扇区数Sectors, 基本上硬盘的容量我们能够计算出来硬盘总容量= Cylinders * Heads * Sectors * 512byte. 但是由于早期硬盘外圈密度低, 导致盘片利用率不高, 现在的硬盘盘片则采用内外存储密度一致的方式, 每个磁道都划分成以512byte大小的弧段, 这样也造成了内外磁道上扇区数量会不一样, 外圈上的扇区数要多于内圈扇区数.硬盘寻址方式硬盘存取、读取数据, 首先要做的就是寻址, 即定位到数据所在的物理地址, 在硬盘上就要找到对应的柱面、磁头以及对应的扇区, 那么怎么寻址呢？有两种方式: CHS和LBACHS模式:CHS（Cylinder/Head/Sector）寻址模式也称为3D模式, 是硬盘最早采用的寻址模式, 它是在硬盘容量较小的前提下产生的.硬盘的C/H/S 3D参数既可以计算出硬盘的容量, 也可以确定数据所在的具体位置. 这是因为扇区的三维物理地址与硬盘上的物理扇区一一对应, 即三维物理地址可完全确定硬盘上的物理扇区. 三维物理地址通常以C/H/S的次序来书写, 如C/H/S为0/1/1, 则第一个数字0指0柱面, 第二个数字1指1磁头（盘面）, 第三个数字1指1扇区, 表示该数据位于硬盘1盘面上的0磁道1扇区. 现在定位已完成, 硬盘内部的参数和主板BIOS之间进行协议, 正确发出寻址信号, 从而正确定位数据位置.早期硬盘一个磁道上分63个扇区, 物理磁头最多16个（8个盘片, 盘片多了硬盘那就真要加厚了）. 采用8位寻址方式, 8位二进制位的最大值是256（0-255）, 可以表示磁头数, 而扇区只有63个（1-63）, 只需要其中6个二进制位即可表示, 剩下2位拿去表示柱面, 柱面数用10(8+2)位来表达, 达到1024个柱面（0-1023）, 因此总扇区数（1024×16×63）. 前面说一个扇区大小为512byte, 这也就是说, 如果以C/H/S寻址模式寻址, 则IDE硬盘的最大容量只能为1024×16×63×512B= 500MB左右.可以思考下, 在8位寻址模式下, 其实可以寻址的硬盘最大容量为1024×256×63×512B =8G,那为啥CHS模式硬盘只支持到500MB呢？原因很简单, 我们的硬盘盘片不可能让128片盘片重叠起来吧, 那会是多厚？？如果采用28位寻址方式, 那么可以寻址137G, 盘片也不可能一直堆叠下去.LBA(Logical Block Addressing)经常去买硬盘的人都知道, 目前硬盘经常都说单碟、双碟, 其实意思就是说硬盘盘片只有1个或者2个, 而且都只是用一面, 单碟一个磁头而已, 但是硬盘容量确是几百G, 而且硬盘柱面往往都大于1024个柱面, CHS是无法寻址利用完这些硬盘容量的.另外由于老硬盘的扇区划分方式对硬盘利用率不高, 因此出现了现在的等密度盘, 外圈的扇区数要比内圈多, 原来的3D寻址方式也就不能适应这种方式, 因此也就出现了新的寻址方式LBA, 这是以扇区为单位进行的线性寻址方式, 即从最外圈柱面0开始, 依次将扇区号编为0、1….等等, 举个例子, 假设硬盘有1024个柱面, 由于是等密度硬盘, 柱面0(最外圈)假设有128个扇区, 依次编号为0-127, 柱面1有120个扇区, 则依次编号为127-246, …..依次最内圈柱面127只有扇区64个, 则编号到最后.因此要定位到硬盘某个位置, 只需要给出LBA 数即可, 这个就是逻辑数.在LBA 模式下, 为了保留原来CHS时的概念, 也可以设置柱面、磁头、扇区等参数, 但是他们并不是实际硬盘的物理参数, 只是为了计算方便而出的一个概念, 1023之前的柱面号都一一物理对应, 而1023以后的所有柱面号都记录成1023磁头最大数可以设置为255, 而扇区数一般是每磁道63个, 硬盘控制器会把由柱面、磁头、扇区等参数确定的地址转换为LBA 数. 这里我们再此明确两个概念:物理扇区号:一般我们称CHS模式下的扇区号为物理扇区号, 扇区编号开始位置是1逻辑扇区号:LBA下的编号, 扇区编号是从0开始.CHS模式转换到逻辑扇区号LBA计算公式LBA(逻辑扇区号)=磁头数×每磁道扇区数×当前所在柱面号+ 每磁道扇区数×当前所在磁头号+ 当前所在扇区号–1例如: CHS=0/0/1, 则根据公式LBA=255 ×63 ×0 + 63 ×0 + 1 –1= 0也就是说物理0柱面0磁头1扇区, 是逻辑0扇区.硬盘分区我们知道, 一般使用硬盘, 我们首先会对硬盘进行分区, 然后对分区使用某个文件系统格式(NTFS、FAT、ext2/ext3)进行分区格式化, 然后才能正常使用. 那么分区是怎么回事呢？我们常见的windows中说到的c、d、e盘是怎么划分出来的呢？其实, 在装windows系统过程中, 一般我们只需要填写每个分区的大小, 看不出来分区过程的实际工作情况, 我们可以从linux系统分区过程反而能反应底层实际分区情况.柱面是分区的最小单位, 即分区是以某个某个柱面号开始到某个柱面号结束的.如图, 柱面1~200我们可以分为一个区, 柱面201~500再划分为一个区, 501~1000再划分为一个区, 以此类推. 大家可以看到, 柱面0没有在任何分区里面, 为何？这里说说, 前面说到硬盘从外圈(柱面0)到内圈扇区是依次编号, 看似各个扇区没有什么区别, 但是这里硬盘的柱面0的第一个扇区(逻辑扇区0, CHS表示应该是0/0/1)却是最重要的, 因为硬盘的第一个扇区记录了整个硬盘的重要信息, 第一个扇区(512个字节)主要记录了两部分:①MBR(Master Boot Record): 主引导程序就放在这里, 主引导程序是引导操作系统的一个程序, 但是这部分只占446字节.②DPT(Disk Partition table): 硬盘分区表也在这里, 分区表就是用来记录硬盘的分区情况的, 例如c盘是1~200柱面, d盘是201~500柱面, 分区表总共只占64字节, 可以看出, 分区其实很简单, 就是在这个表里面修改一下记录就重新分区了, 但是由于只有64字节, 而一条记录就要占用16字节, 这个分区表最多只能记录4个分区信息, 为了继续分出更多分区来, 引入了扩展分区的概念, 也就是说, 在这4个分区中, 可以使用其中一条记录来记录扩展分区的信息, 然后在扩展分区中再继续划分逻辑分区, 而逻辑分区的分区记录则记录在扩展分区的第一个扇区中, 如此则可以像链表一样划分出很多分区来. 但是请注意, 一个分区表中可以有1~4条主分区, 但是最多只能有1个扩展分区.举例, 主分区可以是P1:1~200, 扩展分区P2: 2~1400, 扩展分区开始的第一个扇区可以用来记录扩展分区中划分出来的逻辑分区.分区表链分区表之间是如何关联的, 详细讲一下, 分区表是一个单向链表, 第一个分区表, 也就是位于硬盘第一个扇区中的DPT, 可以有一项记录扩展分区的起始位置柱面, 类似于指针的概念, 指向扩展分区(图3), 根据这项记录我们可以找到扩展分区的某柱面0磁头1扇区(CHS), 而这个扇区中又存放了第二个分区表, 第二个分区表第一项记录一般表述了当前所在的逻辑分区的起始/终止柱面, 第二项记录表述了下一个逻辑分区所在的0磁头1扇区(CHS),第三、第四项记录不存任何信息(图4).请看下图, 主引导记录/分区表所在的是硬盘第一个分区, 基本分区1、基本分2、基本分区3都是主分区、扩展分区内有2个逻辑分区, 每个逻辑分区的第一个扇区都是分区表, 至于引导扇区(DBR), 在系统启动一节中会提及.系统启动:之前提到MBR中安装的引导加载程序, 他的作用是什么？①提供开机菜单选项: 可以供用户选择启动哪个操作系统, 这是多重引导功能.②加载操作系统内核: 每个操作系统都有自己的内核, 需要引导程序来加载③转交给其他引导程序: 可以将工作移交给其他引导程序来进行上述操作.其实引导加载程序除了可以安装在MBR中, 还可以直接安装在每个分区的引导扇区(DBR)中, 注意下, 每个分区(主分区、逻辑分区)都有一个自己的启动扇区, 专门用来安装引导加载程序, 如上图标3结构图.系统启动过程:①首先,BIOS启动后, 读取硬盘第一个扇区MBR中的引导加载程序(可能是windows或者linux 的grub)②MBR中的引导程序提供开机菜单, 你可以选择1)直接加载windows 内核2)将工作转交给windows 分区内的引导扇区中的加载程序, 让他自己去加载内核3)转交给linux分区内引导扇区, 让他去加载linux.③根据用户选择的选项和引导加载程序中记录的分区, 到分区表找对应的分区柱面号等分区信息, 启动内核或者分区加载程序.Window安装时默认会自动将MBR和windows所在分区的引导扇区都装上引导程序, 而不会提供任何选项给用户选择, 因此如果之前装过其他操作系统, 然后再另外装一个windows时, 会把公用的MBR覆盖掉, 如此, 原来的操作系统就无法启动了. 如果先装windows, 然后装linux, linux会覆盖MBR, 然后让用户选择是否将windows等其他操作系统的启动项添加进来, 如果你选择了添加进来, 那么你在开机时就会有两个选项让用户进行选择了.后记l 这里讨论的全部是硬盘相关的东西, 光盘不在此列, 而且光盘的磁道并不是从外圈到内圈编号, 而是从内圈开始编号, 这点注意.l 硬盘第一个扇区是由MBR和分区表占据, 因此0柱面0磁头上剩下的62个扇区一般会空出来保留（这部分保留称为隐藏扇区, 因为操作系统读取不到这部分扇区, 这部分扇区是提供给BIOS读取的）, 而系统分区则从0柱面1磁头1扇区开始, 折算成LBA=255 ×63 ×0 + 63 ×1 + 1 –1= 63, 即从LBA 63号扇区开始分区. 不过查阅有的资料提及到另外一种说法, 那就是有的硬盘可能0柱面全部空下来, 如果真是这样, 那浪费可就真的大了.l 对于扩展分区的分区表我们知道也是由扩展分区的第一个扇区开始写, 而且是写到每个逻辑驱动器的第一个扇区, 同样, 扩展分区内的第一个扇区所在的磁道剩余的扇区也会全部空余出来, 这些保留的扇区操作系统也是无法读取的, 注意在扩展分区的第一个扇区里面是没有引导加载记录的. 引导加载记录都是放在隐藏扇区后面的. 可以看图3, 图4。

外存储器

基于DRAM的固态硬盘：采用DRAM作为存储介质，它仿效传统硬盘的设计，它是一种高性能的存储器，而且使用寿命很长，美中不足的是需要独立电源来保护数据安全。DRAM固态硬盘属于比较非主流的设备，主要用于服务器中。
第五章外存储器
5.1.5 固态硬盘（SSD）
优点：读写速度快：采用闪存作为存储介质，读取速度相对机械硬盘更快。固态硬盘不用磁头，寻道时间几乎为0。固态硬盘的快绝不仅仅体现在持续读写上，随机读写速度快才是固态硬盘的终极特色，这最直接体现在绝大部分的日常操作中。最常见的 7200转机械硬盘的寻道时间一般为12-14毫秒，而SSD可达到0.1 毫秒甚至更低。
第五章外存储器
5.2.4
1．保持光驱、光盘清洁；
2．定期清洁保养激光头； 3．保持光驱水平放置；
光驱的维护
4．养成关机前及时取盘的习惯； 5．减少光驱的工作时间； 6．少用盗版光盘，多用正版光盘； 7．正确开关盘盒； 8．利用程序进行开关盘盒；
9．谨慎小心维修；
10．尽量少放影碟；
第五章外存储器
固态硬盘的存储介质分为两种，一种是采用闪存（FLASH芯片）作为存储介质，另外一种是采用DRAM 作为存储介质。
第五章外存储器
5.1.5 固态硬盘（SSD）
基于闪存类基于闪存的固态硬盘：采用FLASH芯片作为存储介质，这也是通常所说的SSD。它的外观可以被制作成多种模样，例如：笔记本硬盘、微硬盘、存储卡、U盘等样式。这种SSD固态硬盘最大的优点就是可以移动，而且数据保护不受电源控制，能适应于各种环境，但是使用年限不高，适合于个人用户使用。基于DRAM类
第五章外存储器
5.4.2 软盘驱动器
1976年世界上第一台5.25英寸软盘驱动器由Shugart Assaciates公司为IBM的大型机研发成功，1980年索尼公司推出了3.5英寸软驱，1.44MB、125KB/s传输速度、300rpm转速、容易损坏。

硬盘物理结构和逻辑结构

硬盘内部结构
硬盘磁道(Track)
硬盘内部结构
硬盘磁头(Head) 磁头是硬盘中最昂贵的部件，是硬盘技术中最重要
和最关键的一环，是硬盘中对盘片进行读写工作的工具。
磁头解剖图
硬盘内部结构
数据恢复开盘环境
硬盘内部结构
硬盘扇区(Sector)
磁道、柱面、扇区
硬盘内部结构
硬盘固件(Firmware) 固件(Firmware)是固化在硬件中的软件.
硬盘内部结构
硬盘的SMART 硬盘的SMART是S.M.A.R.T.的缩写，全称是
“Self-Monitoring，Analysis and Reporting Technology”，中表面介质材料等进行监测，力求及时分析出硬盘可能发出的问题，并发出警告，从而保护数据不受损失。
硬盘物理结构和逻辑结构
硬盘的发展史硬盘基本参数硬盘内部结构硬盘外部结构硬盘寻址方式
硬盘内部结构
硬盘盘片(Platter) 多数为铝合金
硬盘内部结构
硬盘内部结构图
硬盘内部结构
硬盘柱面(Cylinder) 上下一串盘片中，相同半径的磁道所组成的一个圆柱
型的环壁，就称为柱面。
现代硬盘三大生产厂商
希捷(seagate)
现代硬盘三大生产厂商
西部数据（Western Digital）
现代硬盘三大生产厂商日立
硬盘物理结构和逻辑结构
➢硬盘的发展史 ➢硬盘基本参数 ➢硬盘内部结构 ➢硬盘外部结构 ➢硬盘寻址方式
硬盘基本参数
➢容目前硬盘的容量有36GB、40GB、量 45GB、60GB、75GB、80GB、
ATA/IDE接口 SATA接口 SAS接口
硬盘物理结构和逻辑结构

存储基础知识培训ppt课件

物理磁盘
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

机械硬盘磁头的结构及制造过程

机械硬盘磁头的结构及制造过程①认识硬盘磁头机械硬盘里面通常由磁头臂组件和数个磁头弹片组件组成读写系统，其中Slider集成了读写单元，悬浮在磁碟的表面，完成磁碟信号的读取和写入。

HDD HGA磁碟回转方向Slider硬盘工作时，主轴马达带动磁碟高速旋转，在磁碟表面产生气流，使磁头组件悬浮在磁碟表面，维持在一个固定的高度气流磁碟主轴马达Slider 飞行高度(F/H) =~10nm支撑弹片ABS 面（Air Bearing Surface)前导面气流回转方向磁碟飞行高度~10nm 相当于一架喷气式飞机在离地1米的高度飞行如下示意图，磁头组件维持在磁头表面10nm 高度飞行，相当与一架喷气式客机在离地1米的高度飞行Slider如下示意图，磁头表面刻蚀出来的的凹凸面形成了ABS 面，使磁头能利用气流的作用飞行起来ABS 面气流②硬盘磁头的读写元件磁头读写元件分为读头和写头，读头由磁阻元件组成，写头由线圈和磁极组成，读头和写头相互分离读写元件磁头读写元件构造示意图磁头写入信号的方式主要有两种，一种是磁碟表面磁极呈水平方向分布，另一种是磁碟表面磁极呈垂直方向分布磁极呈垂直方向分布，磁盘表面的信号密度可以更大，磁盘的记录容量更高当磁碟表面的磁极信号经过磁头读取元件时，元件内部会产生感应电流，从而可以识别和读取到磁碟上所记录的数据信号③硬盘磁头的制造过程磁头制造过程分为前工程和后工程，前工程是晶圆的制备过程，后工程是对晶圆切粒及后续的组装测试过程前工程后工程晶圆的制备结合了光刻等多种图像成型技术的应用，如下所示线圈的制备过程晶圆制备完成后，会进入切割的过程，一步一步的进行分割，最终切割为单粒的磁头（在切割成单条后，会进行ABS面的成型，之后再切割为单粒磁头）Slider完成磁头的切割和检测后，把磁头和弹片组装在一起，形成磁头弹片组件将Slider固定在弹片上，并使slider上的导电端子和弹片上的导电端子导通（通常使用金球焊接或者锡球焊接）最后把数个磁头弹片组件和磁头臂组装在一起，共同形成磁头组件最终磁头组件经过测试后会安装到机械硬盘内部。

硬盘构造

硬盘的构造追溯历史从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）至今，磁盘存储系统已经历了近半个世纪的发展。

经历了这45年，磁盘的变化可以说是非常巨大得，最早的那台RAMAC 容量只有5MB，然而却需要使用50个直径为24英寸的磁盘。

但现在一块容量高达100GB的硬盘只需要3张磁盘片即可。

电+脑*维+修-知.识_网(w_ww*dnw_xzs*co_m)当然，IBM 350 RAMAC与现在的硬盘有很大的差距，它只能算是硬盘的开山鼻祖。

现代硬盘的真正原形，可以追溯到1973年，那时IBM公司推出的Winchester（温氏）硬盘，它的特点是：“工作时，磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触。

使用时，磁头沿高速旋转的盘片上做径向移动”，这便是现在所有硬盘的雏形。

今天高端硬盘容量虽然高达上百GB，但它却仍然没有脱离“温彻斯特”的动作模式。

电+脑*维+修-知.识_网(w_ww*dnw_xzs*co_m)下面是两张IBM公司于1980年在IBM-XT上的一块10M的硬盘图，可以看出，除了外型略大，无论外观还是内部结构和现在最先进的硬盘并无大的差别。

电+脑*维+修-知.识_网(w_ww*dnw_xzs*co_m)图1：IBM 10MB硬盘的内部结构图图2：IBM 10MB硬盘的外观图技术的前进，总是将电脑系统朝人们喜欢的方面发展，而体积更小、速度更快、容量更大、使用更安全就是广大用户对硬盘的最大期望。

出于这样的目的，硬盘工程师们为其做出了许多努力，例如研究读写更灵敏的磁头、更先进的接口类型、存储密度更高的磁盘盘片及更有效的数据保持技术等。

这些技术上的突破使得硬盘不仅越来越先进，而且也更加稳定，这些也就是现在的硬盘与图1 中所示硬盘的最大区别。

电+脑*维+修-知.识_网(w_ww*dnw_xzs*co_m)深入了解硬盘之外部结构二、深入了解硬盘先了解一些硬盘结构理论知识。

硬盘硬盘硬盘

硬盘的维护及选购
4.3
硬盘的选购：（1）重视硬盘的单碟容量，因为其值越高，所需要的碟片数量就越少，硬盘的磁头数量就会减少，发热量也会减少，从而稳定性就越高。（2）当前主流转速是7200转，比5400转有了不小的提升。（3）稳定性：购买主流产品，稳定性最高。（4）缓存：大容量缓存可以很明显的提高硬盘性能。（5）质保：各品牌的盒装硬盘一般提供三年或五年的质量保证。
吐举止、知识能力等方面做出积极、准确的评价吗？ • A 不能B 很难说C 我想可以
• 5 你说话时姿态是否丰富？
• A 偶尔做些手势B 从不指手画脚C 我常用姿势补充言语表达
• 6 若别人谈到了你兴味索然的话题，你将：
• A 打断别人，另起一题B 显得沉默、忍耐C 仍然认真听，从中寻找乐趣
• 7 你是否在寒暄之后，很快就能找到双方共同感兴趣的话题？
• A 是的，对此我很敏锐B 我觉得这很难C 必须经过较长一段时间才能找到
• 8 你和别人告别时，下次相会的时间地点是： • A对方提出的B谁也没有提这事C我提议的
• 9 你讲话的速度怎么样？
• A频率相当高B十分缓慢C节律适中
• 10 你同他(她)谈话时，眼睛望着何处？
• A直视对方眼睛B看着其他的东西或人C盯着自己的纽扣，不停玩弄
• 11 会面时你说话的音量总是：
• A 很低，以致别人听得较困难B 柔和而低沉C 声音高亢热情
• 12 通常第一次交谈，你们分别所占用的时间是：
•
A 差不多B 他多我少C 我多于他
• 12～22分：第一印象差 • 也许你会感到吃惊，因为很可能你只是依着自己的习惯行事而
已。也许你本来是很愿意给别人留下一个美好的印象，可是你的不经心或缺乏体贴、或言语无趣，无形中却让来人做出关于你的错误的勾勒。你必须记住交往是种艺术，而艺术是不能不修边幅的。 • 23～46分：第一印象一般 • 你的表现中存在着某些令人愉快的成分，但同时又偶有不够精彩之处，这使得别人不会对你印象恶劣，却也不会产生很强的吸引力。如果你希望提高自己的魅力，首先必须从心理上重视，努力在“交锋”的第一回合中显示出自己的最佳形象。 • 47～60分：第一印象好 • 你的适度、温和、合作给第一次见到你的人留下了深刻的印象。无论对方是你工作范围抑或私人生活中的接触者，他们无疑都有与你进一步接触的愿望。你的问题只在于注意那些单向的对你“一见钟情”者。

硬盘结构原理磁道,扇区和柱面图示

硬盘结构原理磁道,扇区和柱面图示我们知道硬盘中是由一片片的磁盘组成的,大家可能没有打开过硬盘,没见过它具体是什么样.不过这不要紧.我们只要理解了什么是磁道,扇区和柱面就够了.在下图中,我们可以看到一圈圈被分成18(假设)等分的同心圆,这些同心圆就是磁道(见图).不过真打开硬盘你可看不到.它实际上是被磁头磁化的同心圆.如图可以说是被放大了的磁盘片.那么扇区就是每一个磁道中被分成若干等分的区域.相邻磁道是有间隔的,这是因为磁化单元太近会产生干扰.一个小软盘有80个磁道,硬盘嘛要远远大于此值,有成千上万的磁道.每个柱面包括512个字节。

那么什么是柱面呢?看下图,我们假设它只有3片.每一片中的磁道数是相等的.从外圈开始,磁道被分成0磁道,1磁道,2磁道......具有相同磁道编号的同心圆组成柱面,那么这柱面就像一个没了底的铁桶.哈哈,这么一说,你也知道了,柱面数就是磁盘上的磁道数.每个磁面都有自己的磁头.也就是说,磁面数等于磁头数.硬盘的容量=柱面数(CYLINDER)*磁头数(HEAD)*扇区数(SECTOR)*512B. 这下你也可以计算硬盘的一些参数了.什么是簇？文件系统是操作系统与驱动器之间的接口，当操作系统请求从硬盘里读取一个文件时，会请求相应的文件系统（FAT 16/32/NTFS）打开文件。

扇区是磁盘最小的物理存储单元，但由于操作系统无法对数目众多的扇区进行寻址，所以操作系统就将相邻的扇区组合在一起，形成一个簇，然后再对簇进行管理。

每个簇可以包括2、4、8、16、32或64个扇区。

显然，簇是操作系统所使用的逻辑概念，而非磁盘的物理特性。

为了更好地管理磁盘空间和更高效地从硬盘读取数据，操作系统规定一个簇中只能放置一个文件的内容，因此文件所占用的空间，只能是簇的整数倍；而如果文件实际大小小于一簇，它也要占一簇的空间。

所以，一般情况下文件所占空间要略大于文件的实际大小，只有在少数情况下，即文件的实际大小恰好是簇的整数倍时，文件的实际大小才会与所占空间完全一致。

硬盘分区

6
硬盘的IO
硬盘读写的时候都是以扇区为最小寻址单位，也就是说不可能往某某扇区的前半部分写入某某数据。一个扇区的大小是512B，每次磁头连续读写的时候，只能以扇区为单位，即使一次只写了一个字节的数据，那么下一次就不能再向这个扇区剩余部分来接着写入，只能再寻找一个空扇区来写。对于磁盘来说，一次磁头的连续读或者写叫做一次IO，而一次连续读或者写的过程，不管读写了几个扇区，扇区剩余部分均不能再使用。目前4KB大小扇区的硬盘已经发布了。因为操作系统的Page、文件系统的 Block一般都是4KB。影响硬盘性能的因素：转速、寻道速度、单碟容量、接口速度
5
硬盘的机械结构
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。只有在同一柱面所有的磁头全部读写完毕后磁头才转移到下一柱面。因为选取磁头只需通过电子切换即可，而选取柱面必须通过机械切换，即寻道。因为寻道时间较长，才有了后来的磁盘队列技术。
硬盘和分区
硬盘的机械结构
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。通常每扇区为 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，由于每个硬盘有两个面，每个面都有一个磁头，所以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，通过这些参数可以得到硬盘的容量，其计算公式为：存储容量＝磁头数×磁道（柱面）数×每道扇区数×每扇区字节数（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）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

计算机常用外存设备

CF 卡
CF卡（Compact Flash）最初是一种用于便携式电子设备的数据存储设备，后来也使用了闪存，于1994年首次由SanDisk公司生产并制定了相关规范。 CF接口也广泛用于PDA、笔记本电脑、数码相机和包括台式机在内的各种设备，目前CF的最大容量达到256GB。 CF卡有下列规范： CF2.0：数据传输率到16MB/s CF3.0：数据传输率最高66MB/s CF4.0：数据传输率最高100MB/s CF4.1：数据传输率最高133MB/s CF5.0：数据传输率最高133MB/s CF6.0：数据传输率最高167MB/s
硬
盘
硬盘：硬盘是计算机最主要的外存设备，根据硬盘存储介质和存储原理不同，硬盘可分为机械硬盘（HDD）、固态硬盘（SSD）和混合硬盘三类。机械硬盘是经历多年的传统硬盘技术，采用磁性涂有磁性材料金属盘片作为存储数据。优点是稳定，缺点是读写速度不快。固态硬盘是近几年发展起来的新型硬盘，它采用闪存颗粒来存储数据；其特点是读写速度快，适合安装操作系统和各种软件。缺点是易损坏，存储数据不安全。混合硬盘是基于传统机械硬盘诞生出来的新硬盘，除了机械硬盘必备的盘片、马达、磁头等等，还内置了闪存颗粒，这颗颗粒将用户经常访问的数据进行储存，可以达到如SSD效果的读取性能。
SD
卡
根据数据传输速度，SD有不同的等级。 SD2.0的规范中对 SD卡的速度分级方法是：普通卡和高速卡的速率定义为Class2、 Class4、Class6 和Class 10 四个等级。 SD3.01规范被称为超高速卡，速率定义为UHS-I和UHS-II。目前已上市的有UHS-I卡较多，UHS-II则还很少。UHS-I卡的速度等级有UHS-Class10和UHS-U1、 UHS-U3等标准，其中U3标准的写入速度可达80MB/s以上，读取可达90MB/s以上。UHS-I的 Class和SD2.0的Class不同，分为UHS-Class10 写入速度可达 45MB/s，读取速度可达90MB/s。

(电脑硬件知识)第7章硬盘驱动器

4. 硬盘缓存容量缓存的容量和速度直接关系到硬盘的传输速度。所以我们在选购硬盘时应首先考虑大容量缓存的硬盘，目前 500GB 容量的 SATA 接口的硬盘缓存容量一般是32MB。容量一般是32MB。 5. 单碟容量硬盘中的存储盘片一般有1 硬盘中的存储盘片一般有1～4片。单张盘片的存储密度越高，则其达到相同容量所用的盘片就越少，其系统可靠性也就越高。同时，高密度盘片可使硬盘在读取相同数据量时，磁头的寻道动作和移动距离减少，从而使平均寻道时间减少，加快硬盘速度。
2．按存储介质分类新型的硬盘采用半导体存储技术，即固态硬盘（solid新型的硬盘采用半导体存储技术，即固态硬盘（solid-state disk，SSD）。三星电子、TDK、SanDisk、PQI、 Data等 disk，SSD）。三星电子、TDK、SanDisk、PQI、A-Data等公司采用Flash芯片制造了32GB、64GB、128GB等容量，公司采用Flash芯片制造了32GB、64GB、128GB等容量，使用IDE、SATA接口的SSD固态硬盘，这种产品主要用于使用IDE、SATA接口的SSD固态硬盘，这种产品主要用于小型笔记本电脑（UMPC）、平板电脑（Tablet PC）等。小型笔记本电脑（UMPC）、平板电脑（Tablet PC）等。固态硬盘有许多优势，但目前价格太贵。SSD的外观如图固态硬盘有许多优势，但目前价格太贵。SSD的外观如图 7-2所示。
2．硬盘接口 3．硬盘转速硬盘的转速是指硬盘盘片每分钟转过的圈数，即硬盘内主轴的转动速度，单位为r/min。数值越大，硬盘内主轴的转动速度，单位为r/min。数值越大，内部传输率就越快，访问时间就越短，硬盘的整体性能就越好。一般硬盘的转速都可达到 5400r/min，目前台式微机硬盘的主流转速是 5400r/min，目前台式微机硬盘的主流转速是 7200r/min，有些SCSI硬盘使用了液态轴承技术， 7200r/min，有些SCSI硬盘使用了液态轴承技术，转速可达10000～15000r/min。转速可达10000～15000r/min。

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.

第6章外部存储设备

第6章外部存储设备微机的外部存储器主要包扩硬盘、软盘驱动器、光盘驱动器以及移动存储设备。

硬盘驱动器简称硬盘，是微机系统中最重要的外部存储设备，由于硬盘的存储容量极大，速度在所有外部设备中是最快的，所以，操作系统及所有的应用软件等都存储在硬盘中。

6.1 硬盘驱动器硬盘驱动器的盘片是涂有金属氧化物的刚性金属盘片，所以称为硬盘。

它与软盘最明显的区别是，硬盘的生产过程是在无尘环境中进行的，盘片和磁头全部被密封在驱动器内腔的金属盒子中，因此它的容量在出厂之前就已经固定了。

1968年，IBM公司在美国加州坎贝尔市温彻斯特大街的研究所首次提出温彻斯特(Winchester)技术，探讨对硬盘进行技术改造。

1973年，IBM公司制造出了第一台采用温彻斯特技术的硬盘，此后硬盘的发展一直沿用这种技术。

温彻斯特技术的特点是：在工作时，磁头悬浮在高速旋转的盘片上方，而不与盘片直接接触，磁头沿盘片做径向移动。

这也是现代绝大多数硬盘的工作原理。

6.1.1 硬盘的工作原理和结构硬盘基片一般是以钢或铝为主要成分的合金材料，在基片表面涂上磁性介质就形成了磁盘。

大多数硬盘中有2～4个盘片，在盘片的每一面上都有一个读写磁头，所有盘片相同位置的磁道就构成了所谓的柱面。

1．硬盘的工作原理硬盘驱动器加电正常工作后，利用控制电路中的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，主轴电机启动并高速旋转，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。

当主机下达存取盘片的命令时，通过前置放大控制电路，发出驱动电机运动的信号，控制磁头定位机构移动磁头，搜寻定位磁道扇区位置，进行数据读写。

2．硬盘的外部结构硬盘的外观如图6-1所示，在外部结构上可分为三大部分：（1）接口接口包括电源接口插座和数据接口插座两部分，其中电源接口插座与主机电源插头相连接；数据接口插座则是硬盘数据与主板控制芯片之间进行数据传输交换的通道，通过数据线与主板的IDE接口或SATA接口相连接。

机械硬盘和固态硬盘的工作原理和区别-文档

简单地说，NAND可以视作是由很多很多个电容器组成的集成电路。NAND分为SLC（Single Level Cell）、MLC（Multi-Level Cell）、TLC（Trinary-Level Cell）等等（目前只有这三种）。从名字就可以看出区别：SLC是“单层”，MLC是“双层”， TLC是“三层”。事实上可以这样理解：SLC是指分别将电容器的充电状态（有电荷）和放电状态（无电荷）视为0和1；MLC 则是电荷全满、电荷2/3、电荷1/3、无电荷这四种状态，定义成 00、01、10、11；TLC则是又增加了几个中间值，有000至111这八种定义。那么SLC的一个Cell（一个“电容器”）只能存储 1bit，MLC是2bit，TLC则是3bit。同时也很自然地可以明白，
AND FLASH的数据储存原理
根据NAND的物理结构，NAND是通过绝缘层存储数据的。当你要写入数据，需要施加电压并形成一个电场，这样电子就可以通过绝缘体进入到存储单元，此时完成写入数据。如果要删除存储单元(数据)，则要再次施加电压让电子穿过绝闪存的存储单元缘为层三，端从器而件离，开与存场储效单应元管。有相同的名称：源所极以、，漏N极A和N栅D闪极存。在栅重极新与写硅入衬新底数之据间之有前二必氧须化要硅删绝除缘原层来，数用来保护浮置栅极中的电荷不据会。泄漏。采用这种结构，使得存储单元具有了电荷保持能力，就像是装进瓶子里的水，当你倒入水后，水位就一直保持在那里，直到你再次倒入或倒出，
到这里你们或许要问：为什么使用固态硬盘的电脑普遍比使用机械硬盘的电脑反应快呢？
这是因为，系统分区在日常中进行的读写操作绝大部分都是随机文件读写，这正是机械硬盘的软肋所在，因为机械硬盘在这种情况下花费在寻道这件事上的时间非常多，其他硬件不得不停下来等待。如果你使用机械硬盘作为非系统盘，那么性能和固态硬盘的差别不大——比如一部电影放在SSD和HDD

机械硬盘内部硬件结构和工作原理详解

一般硬盘正面贴有产品标签，主要包括厂家信息和产品信息，如商标、型号、序列号、生产日期、容量、参数和主从设置方法等。

这些信息是正确使用硬盘的基本依据，下面将逐步介绍它们的含义。

硬盘主要由盘体、控制电路板和接口部件等组成，如图1-1所示。

盘体是一个密封的腔体。

硬盘的内部结构通常是指盘体的内部结构；控制电路板上主要有硬盘BIOS、硬盘缓存（即CACHE）和主控制芯片等单元，如图1-2所示；硬盘接口包括电源插座、数据接口和主、从跳线，如图1-3所示。

图1-1 硬盘的外观图1-2 控制电路板图1-3 硬盘接口电源插座连接电源，为硬盘工作提供电力保证。

数据接口是硬盘与主板、内存之间进行数据交换的通道，使用一根40针40线（早期）或40针80线（当前）的IDE接口电缆进行连接。

新增加的40线是信号屏蔽线，用于屏蔽高速高频数据传输过程中的串扰。

中间的主、从盘跳线插座，用以设置主、从硬盘，即设置硬盘驱动器的访问顺序。

其设置方法一般标注在盘体外的标签上，也有一些标注在接口处，早期的硬盘还可能印在电路板上。

此外，在硬盘表面有一个透气孔（见图1-1），它的作用是使硬盘内部气压与外部大气压保持一致。

由于盘体是密封的，所以，这个透气孔不直接和内部相通，而是经由一个高效过滤器和盘体相通，用以保证盘体内部的洁净无尘，使用中注意不要将它盖住。

1.2 硬盘的内部结构硬盘的内部结构通常专指盘体的内部结构。

盘体是一个密封的腔体，里面密封着磁头、盘片（磁片、碟片）等部件，如图1-4所示。

图1-4 硬盘内部结构硬盘的盘片是硬质磁性合金盘片，片厚一般在0.5mm左右，直径主要有1.8in（1in=25.4mm）、2.5in、3.5in和5.25in 4种，其中2.5in和3.5in盘片应用最广。

盘片的转速与盘片大小有关，考虑到惯性及盘片的稳定性，盘片越大转速越低。

一般来讲，2.5in硬盘的转速在5 400r/min～7 200 r/ min之间；3.5in硬盘的转速在4 500 r/min～5 400 r/min之间；而5.25in硬盘转速则在3 600 r/min～4 500 r/min之间。