第8讲 认识硬盘

第8讲认识硬盘硬盘（HardDisk）是一台计算机系统的数据存储中心，我们所使用的应用程序和数据绝大部分都存储在硬盘上。它是计算机中不可缺少的存储设备，也是目前计算机上使用最广泛的大容量外存储器。硬盘以千兆（GB）为单位，现在流行的PentiumIV微机所配置的硬盘容量已达到80GB~120GB。主流的硬盘厂商有：Seagate（希捷）、Maxtor（迈拓）、WesternDigital（西部数据）、Hitachi（日立）、Samsung（三星）等。第8讲认识硬盘1.温彻斯特技术目前常用的硬盘是采用温彻斯特技术（Winchester）制作的，因此又称为温彻斯特硬盘（简称温盘）。温彻斯特技术是IBM公司于1968年首次提出，并于1973年首先应用于IBM3340硬盘存储器中。温彻斯特技术的精髓是：“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”，这就是现代绝大多数硬盘的原型。采用温彻斯特技术消除了机械结构不够稳定等因素，提高了定位精度，并且防尘性能更好、可靠性能更高，对环境要求更低。1.温彻斯特技术温彻斯特技术事实上是一系列系统 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的统称，它的主要内容有两个方面：①采用头盘组合技术，将磁头、盘片、主轴等运动部分密封在一个壳体中，形成一个头盘组合件（HDA），与外界环境隔绝，避免了灰尘的污染。②采用小型化轻浮力的磁头浮动块，盘片表面涂润滑剂，实行接触起停。即平常盘片不转时，磁头停靠在盘片上，当盘片转动并达到一定转速时，利用磁盘与磁头的相对运行形成的空气气势，使磁头浮起并保持一定的浮动间隙（一般是悬浮在盘片上方0.1um~0.3um）。这样就简化了机械结构，减少磁头磨损，缩短了起动时间。2.硬盘结构硬盘的外部接口包括电源接口、跳线接口与数据接口三个部分。电源接口与主机电源相连接，为硬盘正常工作提供电力保证。跳线的作用是使IDE设备在工作时能够协调一致。当一个IDE接口上接2个设备时，就需要设置跳线为“主盘(Master)”或者“从盘(Slave)”。数据线接口则是硬盘与主板之间进行数据传输交换的通道，常见的数据线接口有IDE接口等。2.硬盘结构硬盘的控制电路板几乎都是采用贴片式焊接，它包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路等。电路板上主要的芯片包括主控制芯片、数据传输芯片、高速数据缓存芯片等。2.硬盘结构硬盘使用了10多颗特殊的六角型螺丝来固定。面板揭开后，硬盘的内部结构可以一览无余了，可以看见内部主要有磁盘盘片、磁头组件这两部分。2.硬盘结构硬盘磁头组件是硬盘中最精密的部件之一，它由读写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成。其中磁头是硬盘中最重要的部分，一块硬盘中的每张盘片都配有一个读写磁头，而这些磁头又连接在同一个传动机构上。磁头加电后在高速旋转的磁盘表面上0.1～0.3μm的地方移动。2.硬盘结构硬盘内部的盘片是硬盘存储数据的载体。硬盘盘片表面大多是采用金属薄膜 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 组成，它具有存储密度高、存储容量大、存储成本低等优点。除此之外，还有一种玻璃材质的磁盘盘片。将硬盘的固定面板取下后，就可以挪动最上面的一张盘片了，可以发现这块硬盘采用的是双盘，在两个盘片中间，有一个垫圈，取下后可以拿出另外一张盘片。2.硬盘结构2.硬盘结构1．磁头（Head）磁头是硬盘中最昂贵的部件，也是硬盘技术中最重要和最关键的一环。2．磁道（Track）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。3．扇区（Sector）磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段便是磁盘的扇区4．柱面（Cylinder）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。3.硬盘接口硬盘接口通常分为IDE(ATA)、SCSI、SerialATA与USB、IEEE1394等接口。IDE接口是最常见的接口，因为价格比较便宜，而且性能也不差，所以在电脑中得到了广泛的应用；SCSI接口主要应用于服务器硬盘，因为它有很好的并行处理能力，非常适合服务器的需要。SerialATA是一种新的接口类型，用来代替原来的IDE接口。IEEE1394与USB是两种外接硬盘的接口，通常使用的移动硬盘就属于这两种类型之一。3.1IDE(ATA)硬盘接口IDE（IntegratedDriveElectronics）接口又叫ATA接口，是目前最常用的一种硬盘接口。IDE接口是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器。把盘体与控制器集成在一起的做法减少了硬盘接口的电缆数目与长度，数据传输的可靠性得到了增强，硬盘制造起来变得更容易，硬盘安装起来也更为方便，只需用一根电缆将硬盘与主板或接口卡连起来就可以了。目前使用的IDE接口能够将达到133MB/s的数据传输率。IDE接口的优点是价格低廉、兼容性非常好；而缺点是速度慢，只能做内置使用，对接口电缆的长度有很严格的限制。3.2SCSI硬盘接口SCSI（SmallComputerSystemInterface，小型计算机系统接口）最早研制于1979年，原来是为小型机而研制出的一种接口技术，但随着电脑技术的发展，现已被移植到了普通微机上。SCSI接口向前兼容（即新的SCSI接口可以兼容老接口），而且如果一个SCSI系统中的两种SCSI设备不是位于同一规格，那么SCSI系统将取较低级规格作为工作标准。3.2SCSI硬盘接口 SCSI接口优点： 适应面广，在一块SCSI控制卡上就可以同时挂接15个设备 具有高性能（多任务、宽带宽、传输速率快及CPU占用率低等特点） 具有外置和内置两种 SCSI接口缺点： 价格昂贵 安装复杂3.3SerialATA硬盘接口SerialATA（简称SATA，即串行ATA）是Intel公司2001年发布的新一代外设产品中采用的接口类型，是未来PC机硬盘的趋势。SerialATA采用串行方式传输数据，相对于并行ATA来说，就具有众多的优势： 结构简单、能耗低 数据传输率快 具备了更强的纠错能力 支持热插拔 用户安装硬盘更方便3.3SerialATA硬盘接口IDE与SATA硬盘连接对比图3.4IEEE1394硬盘接口IEEE1394是为了增强外部多媒体设备与电脑连接性能而设计的高速串行总线，传输速率可以达到400Mbps，利用IEE1394技术我们可以轻易地把电脑和如摄像机，高速硬盘，音响设备等多种多媒体设备连接。IEEE1394优点： 即时数据传输(Real-TimeDataTransfer) 支持热插拔，驱动程序安装简易 快速，目前的1394支持传输率为400Mbps 通用I/O连接头，点对点的通讯架构IEEE1394缺点： 价格昂贵的IEEE1394硬盘适配器3.5USB硬盘接口USB（UniversalSerialBus,通用串行总线）是1994年由Compaq、IBM、Microsoft等多家公司联合提出的。一个USB接口理论上可以连接127个USB设备，其连接方式十分灵活，既可以使用USB接口直接连接，也可以使用HUB，把多个设备连接在一起，再同电脑上的USB口相接。而此前传统的串口或并口只能连接一个设备，这是SCSI等其它接口望尘莫及的。另外USB不需要单独的供电系统，而且还支持热插拔。目前USB2.0标准的最高数据传输率已达480Mbps，这使得USB2.0在外置设备的连接中具有很强的竞争力。3.5USB硬盘接口USB接口优点： 价格低廉 连接简单快捷，兼容性强，具有很好的扩展性 速度快，USB2.0接口的传输速度高达480Mbps 支持热插拔 标准统一USB接口缺点： 设备之间的通信效率低 连接电缆的长度比较短