生产实习报告—对硬盘的调查报告

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1、生产实习报告一对硬盘的调查报告生产实习报告一对硬盘的调查报告姓名：班级：02级计算机班学院：计控学院学号：#01020216指导老师：魏国明目录篇必备常识(3)1、结构(3)2、磁头技术 (3)3、接口 45 、缓存6 、转速7、平均寻道时8 、内 部 数 据 传 输9 、外 部 数 据 传 输率 （5）10 、 MTBF （ 连 续 无 故 障 时间）（5）关键技术(5)#1、RAID(Redundent Array of Inexpensive Disks)磁盘阵列技术 (5)2、PRML(Partial Response Maximum Likelyhood ,部分响 应 完 全 匹 配

2、)读 取 通 道 技 术 (5)3、S。 M。 A。 R。 T。 (Self-Monitoring ,Analysis and Reporting Technology)技术 (6)4 、ATA/100技术 (6)5 、 数据保护与震动保护技术(6)6 、厂商独特技术 (8)1 、容量(8)2 、缓存(9)3 、速度 (9)4 、接口 (9)附加技5术 (9)6、价格(10)认识硬盘的大小、 外观与型号(10)硬盘未来发展趋势(11)我的感想 (12)硬盘是一个计算机系统的数据存储中心，我们运行计算机时使用的程序和数据目前绝大部分都存储在硬盘上。硬盘在各种各样固定存储设备中的地位是最重要的，它

3、是计算机中不可或缺的存储设备。必备常识篇说到了解硬盘，我们首要的一步是了解一些有关硬盘的常 识。关于硬盘，最重要的不外乎结构、磁头技术、接口、容量、 单碟容量、缓存、转速、数据传输率等概念，我们不妨来看1、结构现在绝大多数硬盘在结构上都是温彻斯特盘。从1973年IBM生产出第一块温氏硬盘以来，后来的硬盘基本都沿用了这一结构，即采用温彻斯特(Winchester)技术，其核心就是：磁盘片被 密封、固定并且不停高速旋转，磁头悬浮于盘片上方沿磁盘径向 移动，并且不和盘片接触。2、磁头技术硬盘读取数据是通过磁头来完成的。最早的传统磁头是电磁感应式磁头，这些磁头是读写合一的，由于硬盘读、写操作的不同，这

4、种二合一磁头就必须要同时兼顾到读/写两种特性，对硬盘的设计造成了不便。后来的硬盘开始采用MR磁阻磁头技术)磁头这种分离式的磁头结构：写入磁头仍采用磁感应磁头，而 MF磁头则作为读取磁头磁阻。 这样便可以得到更好的读/写性能。 MR磁头是通过阻值变化来感应信号幅度，对信号变化相当敏感， 准确性也较高，而且由于读取的信号幅度与磁道宽度无关，故磁道可以做得很窄，从而提高了盘片密度，扩大了盘片的容量。然而，随着单碟容量的不断增加，终于到了MR 磁头的读取极限，于是GMR巨磁阻磁头技术)磁头诞生了，现在单碟容量超过5G的型号都采用了 GMR磁头。进入#年后，几乎全部硬盘均采用 GMR GMR1头技术是在

5、 MR的基础上开发的，它比 MR具有更高 的灵敏性。正在基于越来越先进的磁头技术，才使硬盘单碟容量越做越大成为可能，目前最新的磁头是基于第三代巨磁阻磁头技 术。# -3、接口硬盘的接口方式可以说是硬盘另一个非常重要的技术指标， 这点从SCSI硬盘和IDE硬盘的巨大差价就能体现出来，接口方 式直接决定硬盘的性能。现在最常见的接口有IDE(ATA)和SCSI两种，此外还有一些移动硬盘采用了PCMCIA或 USB接口。(l) IDE(lntegrated Drive Electronics)IDE接口最初由CDC康柏和西部数据联合开发，由美国国 家标准协会(ATA)制定标准，所以又称 ATA接口。我

6、们普通用户 家里的硬盘几乎全是IDE接口的。IDE接口的硬盘可细分为ATA-1(IDE)、ATA-2(EIDE)、ATA-3(FastATA-2)、ATA-4 (包括 UltraATA 、 Ultra ATA/33、 Ultra ATA/66) 与 Serial ATA (包括UltraATA/100及其它后续的接口类型 )。基本IDE接口数据传输率为 4。1MB/秒，传输方式有 PIO和DMA 两种，支持总线为ISA和EISA。后来为提高数据传输率、增加 接口上能连接的设备数量、突破528M限制以及连接光驱的需要，又陆续开发了ATA-2、ATAPI和针对 PCI总线的 FAST-ATAFAS

7、T-ATA2等标准，数据传输率达到了16。67MB/秒。1996年昆腾和英特尔合作开发了UltraDMA/33接口，严格说来，这已经不能算IDE接口，而应称为 EIDE接口，它采用PIO模式5,数 据传输率达到 33MB/秒o 1999年昆腾又推出了 UltraDMA/66接口，传输率为 Ultra DMA/33的两倍，采用 CRC循环冗余循环 校验)技术以保证数据传输的安全性， 并且使用了 80线的专用连 接电缆，现在市场上主流的硬盘接口类型即为Ultra ATA/66。不过，在进入新世纪后，最有前景的硬盘接口类型则该是Ultra ATA/100 了，它的理论最大外部数据传输率可以高达 10

8、0MB/S。(2) SCSI( 小型计算机系统接口 ，Small Computer System Interface)SCSI并不是专为硬盘设计的，实际上它是一种总线型接口。 由于独立于系统总线工作，所以它的最大优势在于其系统占用率极低，但由于其昂贵的价格， 这种接口的硬盘大多用于服务器等 高端应用场合。4、容量容量可以说是用户对硬盘认识最多的一个技术指标，它的单位是兆字节(MB)或千兆字节(GB)。影响容量的两个因素是单碟容 量和碟片数量。顾名思义，单碟容量也就是在单张盘片上所能存 储的信息容量，单盘容量越大，实现大容量硬盘也就越容易，寻找数据所需的时间也相对减少。现在硬盘的单碟容量是越做越

9、大了，一般都可以达到 20G单碟容量提高的同时，硬盘的生产成 本也随之而降低，这也是为什么硬盘厂商竞先推出高单碟容量的硬盘产品。你有时在检测硬盘时可能会发现厂家标称的容量和电 脑检测的容量不一致， 这是由于他们采用的换算单位不同，厂家多以1000进制换算，即1MB=1000byte、1GB=1000MB而电脑中 多用1024进制换算。5、缓存由于CPU运算与硬盘读取之间存在着巨大的速度差异，为了解决硬盘在读写数据时 CPU的等待问题，在硬盘上设置适当的高 速缓存，以解决二者之间速度不匹配的问题。硬盘缓存与主板上的高速缓存作用一样， 是为了提高硬盘的读写速度，当然缓存越大越好。目前IDE硬盘的高

10、速缓存一般为 512K到2M之间，主流 硬盘的数据缓存应该为 2MB而在SCSI硬盘中最高的数据缓存 现在已经达到了 16MB6、转速转速指的是硬盘内电机主轴的转动速度，其单位是 RPM（Round Per Minute，每分钟旋转次数 ），它直接影响硬盘 的数据传输率，理论上转速越快数据传输率就越大。目前IDE接口的硬盘主轴转速一般为 5400和7200rpm（转/秒），主流硬盘的 转速为7200RPM至于 SCSI硬盘的主轴转速一般可达7200到10，000rpm，而最高转速的 SCSI硬盘转速高达 15，000rpm。更快的转速可以使盘片转动一周的时间减短，使平均等待时间和平均寻道时间减

11、短，更快地寻找所需要的数据，同时硬盘的内部传输率也会提高，使读写速度加快。7、平均寻道时间这个指标指磁头从得到指令到寻找到数据所在磁道的时间，它是代表硬盘读取数据的能力，单位为毫秒，需要注意的是它与 平均访问时间有差别。 平均寻道时间越小越好， 现在选购硬盘时 应该选择平均寻道时间低于 9毫秒的产品。&内部数据传输率内部数据传输率是磁头到硬盘的高速缓存之间的数据传输速度，这可以说是影响硬盘整体性能的关键，一般取决于硬盘的盘片转速和盘片数据线密度。在这项指标中常常使用Mb/S或Mbps为单位，这是兆位/秒的意思，如果需要转换成MB/S（兆字节/秒），就必须将 Mbps数据除以 &例如有的硬盘给出

12、最大内部数据传输率为131Mbps,但如果按MB/S计算就只有16o37MB/So 目前市场上主流硬盘的最大内部数据传输率为30MB/S到 45MB/S,这比Ultra ATA/100的100MB/S低多了，由此可以看出目前硬盘作为电脑的瓶颈，其病根还在于硬盘的内部数据传输率上。9、外部数据传输率这是指从硬盘缓冲区读取数据的速率。它与硬盘的接口类型是直接挂勾的，因此在广告或硬盘特性表中常以数据接口速率代 替，单位为 MB/S目前主流硬盘普通采用的是Ultra ATA/66,它的最大 外部数 据率即为66。7MB/s。而 采用目前最 新的UltraATA/100接口最大外部数据传输率即可达到10

13、0MB/S。对于SCSI硬盘，若采用最新的 Ultra 160/m SCSI接口标准，其 数据传输率可达160MB/S, Fibra Channel的最大外部数据传输 将可达200MB/S！10、MTBF连续无故障时间）它指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间，单位是小时。一般硬盘的 MTBF至少在30000或40000小时。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。除了以上提到的这些技术指标外，影响硬盘性能的还有道至道时间、硬盘表面温度等因素，这里就不再赘述了。说实话，一 口气说这么多专业性挺强的内容，不但你可能难以消化，就

14、是我的头都大了。但之所以坚持讲这些术语常识，只是希望你对硬盘能有一个初步的了解，不至于对硬盘一无所知。关键技术篇正如我们看到的那样，由于技术的发展，硬盘的速度、性能在近几年里有了较大幅度的提升，但究其根源，硬盘在技术上的突破只可能是以下几个方面:采用更先进的技术使硬盘的单碟容量更高以能存储更多 的数据(此项技术也就是在上面所说的盘片及磁头上下功夫)；改进硬盘的主轴电机以使其转速更高，从而减小硬盘的平均寻道时间；采用更先进的硬盘附加技术，以使硬盘的工作稳定性及数据完整性与安全性提高到一个新的高度。正是这样一个思路，如今的硬盘采用了一系列新技术，并将在新世纪里继续得以广泛的应用：1、RAID(Redundent Array of Inexpensive Disks)磁 盘阵列技术RAID实际上可以理解成一种使用磁盘驱动器的方法，它将 一组磁盘驱动器用某种逻辑方式联系起来，作为逻辑上的一个磁盘驱动器来使用。这种技术的优点是成本低、功耗小、传输速率高，可以提供容错功能、 安全性更高以及比起传统的大直径磁盘 驱动器来，在同样的容量下，价格要低许多。RAID现在主要应用在服务器硬盘上，但就像任何高端技术一样，RAID也在向PC机上转移。也