第8講認(rèn)識硬盤

中國鐵道出版社第8講認(rèn)識硬盤

硬盤（HardDisk）是一臺計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲中心，我們所使用的應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)絕大部分都存儲在硬盤上。它是計算機中不可缺少的存儲設(shè)備，也是目前計算機上使用最廣泛的大容量外存儲器。硬盤以千兆（GB）為單位，現(xiàn)在流行的PentiumIV微機所配置的硬盤容量已達(dá)到80GB~120GB。主流的硬盤廠商有：Seagate（希捷）、Maxtor（邁拓）、WesternDigital（西部數(shù)據(jù)）、Hitachi（日立）、Samsung（三星）等。中國鐵道出版社第8講認(rèn)識硬盤

中國鐵道出版社1.溫徹斯特技術(shù)

目前常用的硬盤是采用溫徹斯特技術(shù)（Winchester）制作的，因此又稱為溫徹斯特硬盤（簡稱溫盤）。

溫徹斯特技術(shù)是IBM公司于1968年首次提出，并于1973年首先應(yīng)用于IBM3340硬盤存儲器中。溫徹斯特技術(shù)的精髓是：“密封、固定并高速旋轉(zhuǎn)的鍍磁盤片，磁頭沿盤片徑向移動，磁頭懸浮在高速轉(zhuǎn)動的盤片上方，而不與盤片直接接觸”，這就是現(xiàn)代絕大多數(shù)硬盤的原型。采用溫徹斯特技術(shù)消除了機械結(jié)構(gòu)不夠穩(wěn)定等因素，提高了定位精度，并且防塵性能更好、可靠性能更高，對環(huán)境要求更低。中國鐵道出版社1.溫徹斯特技術(shù)

溫徹斯特技術(shù)事實上是一系列系統(tǒng)設(shè)計的統(tǒng)稱，它的主要內(nèi)容有兩個方面：①采用頭盤組合技術(shù)，將磁頭、盤片、主軸等運動部分密封在一個殼體中，形成一個頭盤組合件（HDA），與外界環(huán)境隔絕，避免了灰塵的污染。②采用小型化輕浮力的磁頭浮動塊，盤片表面涂潤滑劑，實行接觸起停。即平常盤片不轉(zhuǎn)時，磁頭?？吭诒P片上，當(dāng)盤片轉(zhuǎn)動并達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時，利用磁盤與磁頭的相對運行形成的空氣氣勢，使磁頭浮起并保持一定的浮動間隙（一般是懸浮在盤片上方0.1um~0.3um）。這樣就簡化了機械結(jié)構(gòu)，減少磁頭磨損，縮短了起動時間。中國鐵道出版社2.硬盤結(jié)構(gòu)

硬盤的外部接口包括電源接口、跳線接口與數(shù)據(jù)接口三個部分。電源接口與主機電源相連接，為硬盤正常工作提供電力保證。跳線的作用是使IDE設(shè)備在工作時能夠協(xié)調(diào)一致。當(dāng)一個IDE接口上接2個設(shè)備時，就需要設(shè)置跳線為“主盤(Master)”或者“從盤(Slave)”。數(shù)據(jù)線接口則是硬盤與主板之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸交換的通道，常見的數(shù)據(jù)線接口有IDE接口等。中國鐵道出版社2.硬盤結(jié)構(gòu)

硬盤的控制電路板幾乎都是采用貼片式焊接，它包括主軸調(diào)速電路、磁頭驅(qū)動與伺服定位電路、讀寫電路、控制與接口電路等。電路板上主要的芯片包括主控制芯片、數(shù)據(jù)傳輸芯片、高速數(shù)據(jù)緩存芯片等。

中國鐵道出版社2.硬盤結(jié)構(gòu)

硬盤使用了10多顆特殊的六角型螺絲來固定。面板揭開后，硬盤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以一覽無余了，可以看見內(nèi)部主要有磁盤盤片、磁頭組件這兩部分。中國鐵道出版社2.硬盤結(jié)構(gòu)

硬盤磁頭組件是硬盤中最精密的部件之一，它由讀寫磁頭、傳動手臂、傳動軸三部分組成。其中磁頭是硬盤中最重要的部分，一塊硬盤中的每張盤片都配有一個讀寫磁頭，而這些磁頭又連接在同一個傳動機構(gòu)上。磁頭加電后在高速旋轉(zhuǎn)的磁盤表面上0.1～0.3μm的地方移動。

中國鐵道出版社2.硬盤結(jié)構(gòu)

硬盤內(nèi)部的盤片是硬盤存儲數(shù)據(jù)的載體。硬盤盤片表面大多是采用金屬薄膜材料組成，它具有存儲密度高、存儲容量大、存儲成本低等優(yōu)點。除此之外，還有一種玻璃材質(zhì)的磁盤盤片。

將硬盤的固定面板取下后，就可以挪動最上面的一張盤片了，可以發(fā)現(xiàn)這塊硬盤采用的是雙盤，在兩個盤片中間，有一個墊圈，取下后可以拿出另外一張盤片。中國鐵道出版社2.硬盤結(jié)構(gòu)

中國鐵道出版社2.硬盤結(jié)構(gòu)

1．磁頭（Head）磁頭是硬盤中最昂貴的部件，也是硬盤技術(shù)中最重要和最關(guān)鍵的一環(huán)。2．磁道（Track）當(dāng)磁盤旋轉(zhuǎn)時，磁頭若保持在一個位置上，則每個磁頭都會在磁盤表面劃出一個圓形軌跡，這些圓形軌跡就叫做磁道。3．扇區(qū)（Sector）磁盤上的每個磁道被等分為若干個弧段，這些弧段便是磁盤的扇區(qū)4．柱面（Cylinder）硬盤通常由重疊的一組盤片構(gòu)成，每個盤面都被劃分為數(shù)目相等的磁道，并從外緣的“0”開始編號，具有相同編號的磁道形成一個圓柱，稱之為磁盤的柱面

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中國鐵道出版社3.硬盤接口

硬盤接口通常分為IDE(ATA)、SCSI、SerialATA與USB、IEEE1394等接口。

IDE接口是最常見的接口，因為價格比較便宜，而且性能也不差，所以在電腦中得到了廣泛的應(yīng)用；

SCSI接口主要應(yīng)用于服務(wù)器硬盤，因為它有很好的并行處理能力，非常適合服務(wù)器的需要。

SerialATA是一種新的接口類型，用來代替原來的IDE接口。

IEEE1394與USB是兩種外接硬盤的接口，通常使用的移動硬盤就屬于這兩種類型之一。中國鐵道出版社3.1IDE(ATA)硬盤接口

IDE（IntegratedDriveElectronics）接口又叫ATA接口，是目前最常用的一種硬盤接口。

IDE接口是指把控制器與盤體集成在一起的硬盤驅(qū)動器。把盤體與控制器集成在一起的做法減少了硬盤接口的電纜數(shù)目與長度，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃缘玫搅嗽鰪?，硬盤制造起來變得更容易，硬盤安裝起來也更為方便，只需用一根電纜將硬盤與主板或接口卡連起來就可以了。目前使用的IDE接口能夠?qū)⑦_(dá)到133MB/s的數(shù)據(jù)傳輸率。

IDE接口的優(yōu)點是價格低廉、兼容性非常好；而缺點是速度慢，只能做內(nèi)置使用，對接口電纜的長度有很嚴(yán)格的限制。中國鐵道出版社3.2SCSI硬盤接口

SCSI（SmallComputerSystemInterface，小型計算機系統(tǒng)接口）最早研制于1979年，原來是為小型機而研制出的一種接口技術(shù)，但隨著電腦技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)已被移植到了普通微機上。

SCSI接口向前兼容（即新的SCSI接口可以兼容老接口），而且如果一個SCSI系統(tǒng)中的兩種SCSI設(shè)備不是位于同一規(guī)格，那么SCSI系統(tǒng)將取較低級規(guī)格作為工作標(biāo)準(zhǔn)。

中國鐵道出版社3.2SCSI硬盤接口

SCSI接口優(yōu)點：適應(yīng)面廣，在一塊SCSI控制卡上就可以同時掛接15個設(shè)備具有高性能（多任務(wù)、寬帶寬、傳輸速率快及CPU占用率低等特點）具有外置和內(nèi)置兩種SCSI接口缺點：價格昂貴安裝復(fù)雜中國鐵道出版社3.3SerialATA硬盤接口

SerialATA（簡稱SATA，即串行ATA）是Intel公司2001年發(fā)布的新一代外設(shè)產(chǎn)品中采用的接口類型，是未來PC機硬盤的趨勢。

SerialATA采用串行方式傳輸數(shù)據(jù)，相對于并行ATA來說，就具有眾多的優(yōu)勢：結(jié)構(gòu)簡單、能耗低數(shù)據(jù)傳輸率快具備了更強的糾錯能力支持熱插拔用戶安裝硬盤更方便中國鐵道出版社3.3SerialATA硬盤接口

IDE與SATA硬盤連接對比圖中國鐵道出版社3.4IEEE1394硬盤接口

IEEE1394是為了增強外部多媒體設(shè)備與電腦連接性能而設(shè)計的高速串行總線，傳輸速率可以達(dá)到400Mbps，利用IEE1394技術(shù)我們可以輕易地把電腦和如攝像機，高速硬盤，音響設(shè)備等多種多媒體設(shè)備連接。

IEEE1394優(yōu)點：即時數(shù)據(jù)傳輸(Real-TimeDataTransfer)支持熱插拔，驅(qū)動程序安裝簡易快速，目前的1394支持傳輸率為400Mbps通用I/O連接頭，點對點的通訊架構(gòu)IEEE1394缺點：價格昂貴的IEEE1394硬盤適配器中國鐵道出版社3.5USB硬盤接口

USB（UniversalSerialBus,通用串行總線）是1994年由Compaq、IBM、Microsoft等多家公司聯(lián)合提出的。一個USB接口理論上可以連接127個USB設(shè)備，其連接方式十分靈活，既可以使用USB接口直接連接，也可以使用HUB，把多個設(shè)備連接在一起，再同電腦上的USB口相接。而此前傳統(tǒng)的串口或并口只能連接一個設(shè)備，這是SCSI等其它接口望塵莫及的。另外USB不需要單獨的供電系統(tǒng)，而且還支持熱插拔