存储设备硬盘

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1、主讲人：团队成员：周苏雅徐娟娟王爱瑾李娴芸郑静孙慧/PARTONE硬盘概述PART TWO 硬盘结构与接口PART THREE硬盘技术参数PART FOUR硬盘保护和选购PART ONE0Jr硬盘概述硬盘发展史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 AccessMethod of Accounting and Control）这套系统的总 容量只有5MB,共使用了50个直径为24英寸的磁盘。 1973年，IBM公司制造出第一台采用“温彻期特”技术的硬盘IBM 3340,采用14英寸盘片。从此硬盘技术的发展有了正确的结构基础。

2、温彻斯特技术核心内容:密封、固定并高速旋转的镀磁盘片，磁头沿盘片径向运动，磁头悬浮在 高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触。 91年，IBM推出了MR磁头，这种磁头釆取磁感应写入、 磁阻读取的方式，并由此诞生了35寸的硬盘，容量首次达到 TIGBo 90年代后期GMR磁头出现，磁盘的存储容量进一步 提高。 O 1999年9月7日，Maxtor宣布了首块单碟容量高达10.2GB 的ATA硬盘，从而把硬盘的容量引入了一个新的里程碑。 O 2000年2月23日，希捷发布了转速高达15000RPM的Cheetah XI5系列硬盘，其平均寻道时间仅3.9ms,它也是有始以来转速最高的硬盘O 2005年

3、，日立环储和希捷都宣布了将开始大量采用磁盘垂直写入技术（pe中endiculcu recording更充分地利 用的储存空间2007年1月，日立公司率先发布了业界首款TB容量 PC硬盘产品Deskstar 7K1000,首次将PC的存储容量 跨入1TB大关。 2007一一今年，混合硬盘和固态硬盘出现。硬盘概述硬盘是电脑中最重要的存储部件之一，它将所有的数据都 存储在硬盘中，当计算机需要时，将其从硬盘中取出硬盘尺寸主要有5.25英寸和3.5英寸两种，现在市场上普遍 使用的是3.5英寸硬盘。用于笔记本电脑中的有2.5英寸、 1.8英寸和0.9英寸等几种。PART TWO硬盘结构与接口硬盘的外部结构

4、在硬盘的正面都贴有硬盘的标签，标签上一般都标注着与 硬盘相关的信息，例如产品型号、产地、出厂日期、产品 序列号等。在硬盘的一端有电源接口插座、主从设置跳线 器和数据线接口插座，而硬盘的背面则是控制电路板。ffflffffffffffffffflfffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff硬盘正面oo mot covenANY OCMVEFROIUEWD200WesternDigitalwvww westernd：Qea! comWD Caviar wEnhanced IDE Hard DriveDrive P

5、erametcra: LBA 3910233620.C GOmuiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii 畐戏 蠶:S/N : WMWIZOSSMDL : WD2OOBB OOCFCO DATE： IB AUG 200 1 OCM : RSBHET2CAMficlo In MalaysiaProduct warranty wdi be void seal label or cover ts removed or damagedWO P/N： WD200BB-OOCFCOIIIIIIUIIIIIIMIIF 训 imilMIl 训用1鳳1皿40 EcCoz

6、nJO JUMP匸口2 B &C/BLE feUKCT Sfe T ITMO硬盘的内部结构III硬盘的物理结构硬盘主要由盘片、主轴、读写磁头和传动手臂等部件组成。 K盘片盘片是硬盘的存储数据的载体，现在的硬盘 多采用金属薄膜材料。影响盘片多少的最大因素 是单片容量。 2、主轴 主轴的作用是带动盘片转动，以方便读写磁头读写数据。主轴决定了硬盘的转速。现在的主 轴多釆用液态轴承。磁盘盘片左轴反力矩弹簧装豐硬盘内部图主轴组件 3、读写磁头 作用是读取盘片中的数据，当盘片在高速旋转时，读写磁头会按指定的方向靠近盘片来读取数据。硬盘中的磁头不只一个，一个盘片对应一个磁头，正常关机后，读写磁头会自动归位。

7、 4、传动手臂作用是定位读写磁头。以传动轴为圆心带动前端的读写磁头在盘片旋转的垂直方向上移动。 5、传动轴作用是在硬盘电机的作用下，带动手臂转动。浮动磁头组件电磁线圏电机磁头躯动小车传动轴传动手皆读写磁头扇区扇面6g磁道簇磁盘上的磁道、扇区和簇硬盘的工作原理1、硬盘的工作原理:利用特定的磁粒子的极性来记录数据。磁头在读取数据 时，将磁粒子的不同极性转换成不同的电脉冲信号，再利用数据转换器将这些原始信号变成电脑可以使用的数据,写的操作正好与此相反。 2、硬盘的工作过程:hi准备阶段 硬盘驱动器加电后，利用单片机初始化模块进 行初始化工作，此时磁头置于盘片启停区，初始化完成后主 轴电机启动并以高速

8、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。读写阶段当接口电路接收到微机系统传来的指令信号, 通过前置放大控制电路，驱动音圈电机工作，磁头准确定位 并进行数据的读写。结束阶段结束工作断电状态，浮动磁头驻留到盘面中心。硬盘的数据结构 1、MBR (Master Boot Record) 主引导记录，位于0柱面、0磁道、1扇区的位置。它由分 区命令Fdisk产生。主引导记录中包含了硬盘的一系列参数 和一段引导程序。硬盘引导程序的主要作用是检查分区表 是否正确2、DBR (DOS Boot Record)DOS引导记录，位于0柱面、1磁头、1扇区的位置，它

9、是由格式化命令Format产生的。BPB参数块记录着本分区的起 始扇区、结束扇区、文件存储格式、硬盘介质描述符、根目录大小、FAT个数，分配单元的大小等重要参数。 3 FAT ( Table)文件分配表，位于磁盘的0柱面、1磁头、2扇区的位置，FAT表的大小由硬盘的容量决定。同一个文件的数据并不一定完整地存放在磁盘的一个连续的区 域内，而往往会分成若干段，像一条链子一样存放。这种存储 方式称为文件的链式存储。(如图)文件的链式“林示壷圈为了实现文件的链式存储，硬盘上必须准确地记录哪些簇已经 被文件占用，还必须为每个已经占用的簇指明存储后继内容的 下一个簇的簇号，对一个文件的最后一簇，则要指明本

10、簇无后 继簇。这些都是由FAT表来保存的，表中有很多表项，每项记4、FDT DIR （Directory）是根目录区，紧接着第二FAT表（即备份的FAT表） 之后，记录着根目录下每个文件（目录）的起始单元，文件的属性等。 定位文件位置时，操作系统根据DIR中的起始单元，结合FAT表就可 以知道文件在硬盘中的具体位置和大小了 5、DATA数据区，主要负责硬盘中数据的存储，当数据复制到硬盘时， 数据就存储在数据区中。硬盘接口a妙黑色接头 接主设备三硬盘接口硬盘的后面就是硬盘的接口，接口主要是数据接口和电源接口。 1、硬盘的数据接口硬盘与主板连接部分称为硬盘的数据接口，常见的硬盘接口有：ATA、SA

11、TA和SCSI,其 中，ATA和SATA主要用于个人电脑，而SCSI则 主要用于服务器。 (1) ATA接口 ATA接口又称为IDE接口。其传输速率一 般为66ME/S、100MB/S和 133MB/S,常见的外 部传输模式为Ultra ATA/66 UltraATA/100 Ultra ATA/133,目前使用的最多的是后两者。 (2) SATA接口 串行ATA接口,其采用串行的方式传输数 据，并采用了点对点的传输协议。其数据传输 率最高可达到300MB/S,支持SATA设备的热插 拔，一台电脑同时挂接两SATA接口的硬盘，没有主、从盘之分。 (3) SCSI接口 SCSI的英文全称为Sma

12、ll Computer System Interface,(小型计算机系统接口)，是同IDE (ATA)完全不同的接口，IDE接口是普通PC 的标准接口，而SCSI并不是专门为硬盘设计的 接口，是一种广泛应用于小型机上的高速数据 传输技术。SCSI接口具有应用范围广、多任 务、带宽大、CPU占用率低，以及热插拔等优 点，但较高的价格使得它很难如IDE硬盘般普 及，因此SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器 和高档工作站中。 (4)光纤通道 光纤通道的英文拼写是Fibre Chaimel,是 为在像服务器这样的多硬盘系统环境而设计， 能满足高端工作站、服务器、海量存储子网 络、外设间通过集线器、交

13、换机和点对点连接 进行双向、串行数据通讯等系统对高数据传输 率的要求。光纤通道的主要特性有：热插拔性、高速 带宽、远程连接、连接设备数量大等。2、硬盘的电源接口 ATA硬盘的电源接口是一个4针的“D型”电 源接口，SATA硬盘接口则采用了 15针的扁平接口。 3、硬盘的跳线 第一组：Master:on； SlavuoffW硬盘设为主盘(强制设置，与数据线设置无关)。 第二组：(Cable Select)用数据线决定是主盘还是从盘。第三组：限制使用的容量PART THREE硬盘技术参数 1、容量 容量是硬盘存储数据的多少，是硬盘的一个 重要的技术指标。目前流行的硬盘容量多为 500GB、1TB,

14、2TB等（3.5英寸）。2、转速 转速是影响硬盘性能最重要的因素之一，目 前市场上流行的是5400ipm （每分钟转数）和 7200ipm的硬盘。现在7200ipm的高速硬盘技术己经非常成熟，而高低速硬盘性能差距比较明 显，因此，建议选择高速硬盘。3、硬盘接口技术IDE 和 SCSI硬盘IDE擞提圾接二穴妊接电源接4、磁头技术目前硬盘的磁头技术主要采用磁阻磁头技 术、巨型磁阻磁头技术和光学辅助温式技术等。5、缓存是硬盘控制器上的一块内存芯片，具有极快 的存取速度，它是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器。缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素，能够大幅度地提高硬盘 整体性能。硬盘的缓存主要