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柱面(Cylinder)：各个盘面上同一编号磁道的组合。
外圈磁道 中圈 磁道 内圈 磁道
单个 扇区
硬盘系统
3. 记录格式 每一扇区除存放512字节的用户数据外，
还存放着用于同步、数据定位、数据校验等 作用的辅助数据，这些数据一般只作用于硬 盘内部。
硬盘系统
4 . 硬盘的基本工作原理 初始化：加电正常工作后，利用控制电路中的单片机初始化模
硬盘系统
以后的发展历程：
体积：5.25英寸/全高 → 3.5英寸/半高(PC) 2.5英寸(笔记本)
容量： 10~40MB(8086/286) →100~500MB(386/486) → 1~1TB(目前)
传 输 速 率 ： 100KB/s→50MB/s→600MB/s (Serial ATA 3.0 ) 平均寻道时间： 80ms → 5mቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 转速： 3600转/s → 15000转/s
3)．高速缓存：高速缓存指在硬盘内部的高速存
储器，目前硬盘的高速缓存为8～16 MB，SCSI硬 盘的高速缓存更大，购买时应选高速缓存较大的 硬盘。
硬盘的主要性能指标
4) ．寻道时间：寻道时间是指硬盘磁头移动到数据 所在磁道而所用的时间，其单位为毫秒（ms）。
5)．平均寻道时间：平均寻道时间是指磁头移动到 正中间的磁道需要的时间，一般选用平均寻道时间 为9 ms以下的硬盘。
和内存相比，外存的特点：容量大(单位容量成 本低)、具有非易失性、寻址和访问速度慢等。
硬盘系统
硬盘的发展----雏形
1956年9月 著名的IBM的公司的一个工程小 组将世界上首个“硬盘”展示给了大家，它 并不是我们现在所说的完整意义上的硬盘， 它仅仅是一个磁盘储存系统，现在来看较为 落后的机械组件，庞大的占地面积，不由让 人胆寒。他的名字叫做IBM 350 RAMAC （Random Access Method of Accounting and Control）。
硬盘系统
2. 磁道、扇区和柱面
盘体： 盘体由多个同轴盘片组成，每个盘片都是双面存储， 第一个盘片的第一面为0磁面，下一个为1磁面；第二个盘 片的第一面为2磁面，以此类推。
磁道(Track)： 磁面上均匀分布的同心圆存储轨迹。最外层 为0磁道。
扇区(Sector)：磁道上等弧度划分的扇段。一般一个扇区 的存储容量为512字节。
硬盘系统
图中左边机柜 中间的一个圆 柱体容器，就 是我们现在硬 盘盘片的雏形
特点：
5M容量 占地面积大
机械组件
硬盘系统
一共使用了50个直 径为24英寸的磁盘， 这些盘片表面涂有 一层磁性物质，并 且堆叠在一起，通 过一个传动轴承是 他可以顺利的工作。 盘片由一台电动机 带动，只有一个磁 头，磁头上下前后 运动寻找要读写的 磁道。
硬盘系统
硬盘的分类
根据接口技术的不同来划分的，我们可以 把硬盘分为
IDE硬盘 高端的SCSI硬盘 更为先进的Serial ATA硬盘
硬盘系统
硬盘的结构
1. 内部结构 硬盘内部包括浮动磁 头组件、磁头驱动机 构、盘体及主轴驱动 机构、前置读写控制 电路和接口电路等。 封装在硬盘的净化腔 体内。
硬盘系统
盘片上每平方英寸的数据密度只有 2000bit，数据处理能力为1.1KB/s。
他的磁头可以直接移动到盘片上的任何一 块存储区域，从而成功地实现了随机存储， 此原理是后来的温彻斯特盘的基础 。
售价是35000美元，平均每M要有7000美 元的成本，而现在250G的才410元。
硬盘系统
硬盘系统
1973年IBM终于推出了使用温彻斯特技术的第一块硬 盘，型号为3340，它采用14英寸的规格，由两个分 离的盘片构成(一个固定的和一个可移动的)，每张盘 片容量为30MB。并且硬盘首次使用了封闭的内部环 境，并进一步发展了气动学磁头技术，将磁头与盘片 之间的距离缩短到了17微英寸。
1979年，IBM再次发明了薄膜磁头，为进一步减小硬 盘体积、增大容量、提高读写速度提供了可能。同期 IBM的两位员工AlanShugart和FinisConner离开 IBM后成立了希捷公司(Shugart Technology公司， 也就是后来的Seagate希捷公司)，之后便推出了像 5.25英寸大小的硬盘驱动器。
块进行初始化工作，此时磁头置于盘片中心。
启动：主轴电动机将启动并以高速旋转，装载磁头的悬臂机构 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：当接口电路接收到微机系统传来的指令信号后，通过 前置放大控制电路，驱动音圈电动机发出磁信号，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。
断电：硬盘断电时，在力矩反弹的作用下，浮动磁头驻留到盘 面中心。
硬盘的主要性能指标
1)．硬盘容量：硬盘容量用来描述硬盘能够存储 多少数据，一般以GB为计量单位，目前主流硬盘 容量为80 GB～400 GB。
2)．主轴转速： 主轴转速是决定硬盘数据传输率 的因素之一，其单位为RPM（Rotate Per Minute， 转/分钟），一般市场硬盘转速有5400 r/m，7200 r/m，10000 r/m，15000 r/m。
第6章 外部存储器
硬盘 光盘储存系统
外部存储器概述
计算机存储器系统分类
计
内
算
存
机
存
储 系 统
外 存
磁存储 器
光存储 器
半导体存 储器
磁盘 磁带
软磁盘 硬磁盘
其他磁盘存储器
CD VCD
CD-R ….
DVD DVD-R ….
Flash电子盘
外部存储器概述
硬盘是电脑的数据存储中心，电脑没有了硬盘， 也许能够开机启动，但却无法保存你操作的任 何步骤。
硬盘的发展----温盘
在1968年，IBM颠覆了之前自己的设计，重新 提出了“温彻斯特”（Winchester）技术的可 行性，这次的提出的技术则奠定了以后硬盘所 发展的方向。
“温彻斯特”技术的精隋在于提出了：“密封、 固定并高速旋转的镀磁盘片，磁头沿盘片径向 移动，磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不 与盘片直接接触”，这也同样是我们现在硬盘 所走的道路。
外圈磁道 中圈 磁道 内圈 磁道
单个 扇区
硬盘系统
3. 记录格式 每一扇区除存放512字节的用户数据外，
还存放着用于同步、数据定位、数据校验等 作用的辅助数据，这些数据一般只作用于硬 盘内部。
硬盘系统
4 . 硬盘的基本工作原理 初始化：加电正常工作后，利用控制电路中的单片机初始化模
硬盘系统
以后的发展历程：
体积：5.25英寸/全高 → 3.5英寸/半高(PC) 2.5英寸(笔记本)
容量： 10~40MB(8086/286) →100~500MB(386/486) → 1~1TB(目前)
传 输 速 率 ： 100KB/s→50MB/s→600MB/s (Serial ATA 3.0 ) 平均寻道时间： 80ms → 5mቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 转速： 3600转/s → 15000转/s
3)．高速缓存：高速缓存指在硬盘内部的高速存
储器，目前硬盘的高速缓存为8～16 MB，SCSI硬 盘的高速缓存更大，购买时应选高速缓存较大的 硬盘。
硬盘的主要性能指标
4) ．寻道时间：寻道时间是指硬盘磁头移动到数据 所在磁道而所用的时间，其单位为毫秒（ms）。
5)．平均寻道时间：平均寻道时间是指磁头移动到 正中间的磁道需要的时间，一般选用平均寻道时间 为9 ms以下的硬盘。
和内存相比，外存的特点：容量大(单位容量成 本低)、具有非易失性、寻址和访问速度慢等。
硬盘系统
硬盘的发展----雏形
1956年9月 著名的IBM的公司的一个工程小 组将世界上首个“硬盘”展示给了大家，它 并不是我们现在所说的完整意义上的硬盘， 它仅仅是一个磁盘储存系统，现在来看较为 落后的机械组件，庞大的占地面积，不由让 人胆寒。他的名字叫做IBM 350 RAMAC （Random Access Method of Accounting and Control）。
硬盘系统
2. 磁道、扇区和柱面
盘体： 盘体由多个同轴盘片组成，每个盘片都是双面存储， 第一个盘片的第一面为0磁面，下一个为1磁面；第二个盘 片的第一面为2磁面，以此类推。
磁道(Track)： 磁面上均匀分布的同心圆存储轨迹。最外层 为0磁道。
扇区(Sector)：磁道上等弧度划分的扇段。一般一个扇区 的存储容量为512字节。
硬盘系统
图中左边机柜 中间的一个圆 柱体容器，就 是我们现在硬 盘盘片的雏形
特点：
5M容量 占地面积大
机械组件
硬盘系统
一共使用了50个直 径为24英寸的磁盘， 这些盘片表面涂有 一层磁性物质，并 且堆叠在一起，通 过一个传动轴承是 他可以顺利的工作。 盘片由一台电动机 带动，只有一个磁 头，磁头上下前后 运动寻找要读写的 磁道。
硬盘系统
硬盘的分类
根据接口技术的不同来划分的，我们可以 把硬盘分为
IDE硬盘 高端的SCSI硬盘 更为先进的Serial ATA硬盘
硬盘系统
硬盘的结构
1. 内部结构 硬盘内部包括浮动磁 头组件、磁头驱动机 构、盘体及主轴驱动 机构、前置读写控制 电路和接口电路等。 封装在硬盘的净化腔 体内。
硬盘系统
盘片上每平方英寸的数据密度只有 2000bit，数据处理能力为1.1KB/s。
他的磁头可以直接移动到盘片上的任何一 块存储区域，从而成功地实现了随机存储， 此原理是后来的温彻斯特盘的基础 。
售价是35000美元，平均每M要有7000美 元的成本，而现在250G的才410元。
硬盘系统
硬盘系统
1973年IBM终于推出了使用温彻斯特技术的第一块硬 盘，型号为3340，它采用14英寸的规格，由两个分 离的盘片构成(一个固定的和一个可移动的)，每张盘 片容量为30MB。并且硬盘首次使用了封闭的内部环 境，并进一步发展了气动学磁头技术，将磁头与盘片 之间的距离缩短到了17微英寸。
1979年，IBM再次发明了薄膜磁头，为进一步减小硬 盘体积、增大容量、提高读写速度提供了可能。同期 IBM的两位员工AlanShugart和FinisConner离开 IBM后成立了希捷公司(Shugart Technology公司， 也就是后来的Seagate希捷公司)，之后便推出了像 5.25英寸大小的硬盘驱动器。
块进行初始化工作，此时磁头置于盘片中心。
启动：主轴电动机将启动并以高速旋转，装载磁头的悬臂机构 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：当接口电路接收到微机系统传来的指令信号后，通过 前置放大控制电路，驱动音圈电动机发出磁信号，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。
断电：硬盘断电时，在力矩反弹的作用下，浮动磁头驻留到盘 面中心。
硬盘的主要性能指标
1)．硬盘容量：硬盘容量用来描述硬盘能够存储 多少数据，一般以GB为计量单位，目前主流硬盘 容量为80 GB～400 GB。
2)．主轴转速： 主轴转速是决定硬盘数据传输率 的因素之一，其单位为RPM（Rotate Per Minute， 转/分钟），一般市场硬盘转速有5400 r/m，7200 r/m，10000 r/m，15000 r/m。
第6章 外部存储器
硬盘 光盘储存系统
外部存储器概述
计算机存储器系统分类
计
内
算
存
机
存
储 系 统
外 存
磁存储 器
光存储 器
半导体存 储器
磁盘 磁带
软磁盘 硬磁盘
其他磁盘存储器
CD VCD
CD-R ….
DVD DVD-R ….
Flash电子盘
外部存储器概述
硬盘是电脑的数据存储中心，电脑没有了硬盘， 也许能够开机启动，但却无法保存你操作的任 何步骤。
硬盘的发展----温盘
在1968年，IBM颠覆了之前自己的设计，重新 提出了“温彻斯特”（Winchester）技术的可 行性，这次的提出的技术则奠定了以后硬盘所 发展的方向。
“温彻斯特”技术的精隋在于提出了：“密封、 固定并高速旋转的镀磁盘片，磁头沿盘片径向 移动，磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不 与盘片直接接触”，这也同样是我们现在硬盘 所走的道路。