生产实习报告—对硬盘的调查报告_1

生产实习报告对硬盘的调查报告 生产实习报告对硬盘的调查报告 姓名： 班级：02 级计算机(2)班 学院：计控学院 学号：XX01020216 指导老师：魏国明 目录 必备常识 篇 (3) 1、 结 构 (3) 2、磁头技 术 (3) 3、接口 (3) 4、容 量 (4) 5、缓 存 (4) 6、转 速 (4) 7、平均寻道时 间 (4) 8、内部数据传输 率 (4) 9、外部数据传输率 (5) 10、mtbf (连续无故障时间) (5) 关键技术篇 (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)读取通道技术 (5) 3、(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 (6) 回顾展望 篇 (8) 1、容量 (8) 2、缓 存 (9) 3、速度 (9) 4、接口 (9) 5、附加技术 (9) 6、价 格 (10) 认识硬盘的大小、外观与型 号(1 0) 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，我们不妨一一来看 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 mr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 XX年后，几乎全部硬盘 均采用 gmr，gmr 磁头技术是在 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。 (1)ide(integrated 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(fast ata-2)、ata-4 (包括 ultraata、ultra ata/33、ultra ata/66)与 serial ata (包括 ultra ata/100及其它后续的接 口类型)。基本 ide接口数据传输率为/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- ata、fast-ata2 等标准，数据传输率达到了/秒。 1996年昆腾和英特尔合作开发了 ultra dma/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。1999 年昆腾又推出了 ultra dma/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 100mb/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 16mb。 6、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。 8、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 8。例如有的硬 盘给出最大内部数据传输率为 131mbps，但如果按 mb/s计算就只有/s。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/s。而采用目前最新的 ultra ata/100接口最大外部数据传输率即可达到 100mb/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。也许所 有的 pc机都用上了 scsi磁盘驱动器的 raid的那 一天，才是 pc机真正的“出头之日” 。 2、prml(partial response maximum likelyhood，部分响应完全匹配)读取通道技术 prml 技术简单的讲就是将硬盘数据读取电路 分成两段“操作流水线” ，流水线第一段将磁头读 取的信号进行数字化处理然后只选取部分“标准” 信号移交第二段继续处理，第二段将所接收的信号 与 prml芯片预置信号模型进行对比，然后选取差 异最小的信号进行组合后输出以完成数据的读取过 程。prml 技术可以降低硬盘读取数据的错误率， 因此可以进一步提高磁盘数据密集度。prml 技术 的普通采用，使硬盘的容量、速度、可靠性都有了 不同程度的提高。 3、(self-monitoring，analysis and reporting technology)技术 由于硬盘的容量越来越大，为了保证数据的安 全性，硬盘厂商都在努力寻求一种硬盘安全监测机 制，技术便应运而生。即“自我监测、分析及报告 技术” 。它可以监控磁头、磁盘、电机、电路等部 件，由硬盘的监测电路和主机上的监测软件对被监 对象的运行情况与历史记录和预设的安全 值进行分析、比较，一旦出现安全值范围以外 的情况，它就会自动向用户发出警告。而更先进的 技术还可以自动降低硬盘的运行速度，把重要数据 文件转存到其它安全扇区，通过技术可以对硬盘潜 在故障进行有效预测，提高数据的安全性。 4、ata/100 技术 对于 ide市场，世纪末可以说是 ultra ata/66的天下，它支持最大的硬盘外部数据传输 率为/s。到了 XX年昆腾公司联合英特尔等芯片组 巨头共同推出了 ata/100标准，在理论上它支持的 最大硬盘外部数据传输率为 100mb/s，同时在处理 器厂商、芯片组厂商、主板厂商及硬盘厂商的努力 下，ata/100 成了硬盘新技术的主角。但是硬盘的 内部传输率就是影响硬盘性能大幅提高的瓶颈所在， 尽管硬盘的内部传输率也正在不断的提高，可目前 最高也只能达到 45mb/s，这就影响了硬盘整体速 度的发挥。 需要指出的是，ata/100 虽然需要相应主板的 支持，还使用了单独的 80芯接口线缆，但是它可 以完全向下兼容，能在 ata/33、ata/66 等不同模 式下使用。而且接口同样包含 crc(cyclic redundancy check，循环冗余校正)特性，这能增 加传输数据的完整性和可靠性，同时它能检测到数 据传送中的错误。 5、数据保护与震动保护技术 硬盘非常怕震动，不管电源是否已经启动，只 要硬盘受到了撞击或震动，或多或少总有数据受到 一定程度的损伤，如果处于运转状态的硬盘受到震 动或撞击，所造成的伤害会更大。在这方面，原昆 腾公司(已被迈拓公司并购)的 dps(data protection system，数据保护系统)与 sps(shock protection system)技术、西部数据公司的 data safeguard(数据卫士)技 术、ibm 公司的 dft(disk fitness test)、迈拓公司的 maxsafe与 shockblock以及希捷公司的 seashield技术使得 硬盘可以承受较高 g数的冲击，这种技术可以把硬 盘因冲击而造成的损害降到最低的程度，能够对硬 盘中的数据有一个很好的保障，大大提高了数据的 完整性与可靠性。 6、厂商独特技术 为了增强自己产品的市场竞争力，很多厂商在 自己的硬盘中增加了独特的技术来提升硬盘的质量： (1)西部数据公司的数据卫士(data lifeguard)技 术 西部数据的硬盘里多了一个“data lifeguard”技术，它实际上运用了技术。简单地 说，disk lifeguard在硬盘持续开机八小时后， 硬盘本身就自动地扫描侦测硬盘内部，如果遇到可 能快要产生坏磁区的部分时，就赶快把些磁区上的 数据转移到状况良好的磁区上面，并且做好数据在 硬盘上所需的连接。独特之处在于 data lifeguard的所有工作都是硬盘本身就可以启动和 执行的，不需要主板或其它工具程序配合，所以用 户不需要安装额外的工具软件，只要硬盘的电源开 着，每隔八个小时 data lifeguard就会做一次扫 描、分析与修复的动作。并且 data lifeguard会 在硬盘处于 idle(硬盘 15秒钟没有任何动作)状态 下才会工作，一旦 data lifeguard准备开始扫描、 分析与修复的动作时，如果硬盘还有其他的工作需 要完成时，data lifeguard就会往后延长 15分钟 再开始工作，所以外面不必担心这个功能会影响到 硬盘的工作效率。 (2)原昆腾公司的 dps技术 dps(data protection sydtem)是原昆腾公司 提出的另一项新技术，它可以让 用户确定自己的硬盘是否真正发生了问题。如 果你觉得硬盘有些奇怪的表现，比如不正常的声音、 速度突然变慢的时候，就可以用软盘开机并运行 dps程序，让它帮你测试一下硬盘有没有问题。这 时它会检查硬盘的数据缓冲区，以及其它基本的随 机检查测试，而最重要的是所有的测试绝对不影响 到硬盘里面所储存的数据。有了这个工具，我们就 可以判定硬盘是否真的需要送去修理了。 (3)迈拓公司的 maxsafe和 shockblock技术 maxsafe 是迈拓公司的独特技术之一，该技术 提供了 ecc错误修正码(error correction code) 功能。所谓的 ecc是指以一种复杂的编码算法，当 传输一个数据时，额外采用几个位元来当成错误修 正的判别码，一旦数据在传输的过程当中出现了错 误，就可以通过一个错误修正码来修复不正确的数 据，确保数据的正确性。以前在 pc-100的 sdram 内存、pentium ii 350mhz以上的 cpu有 ecc的功 能，现在硬盘也有这个功能了！ shockblock 是迈拓新一代硬盘所采用的另一 项新技术，它强化了连接读写磁头的钢板的刚性， 并且读写磁头比原来的读写磁头轻 40%，这两种新 设计的目的就是在于尽量降低读写磁头弹离碟片的 可能性，如果读写磁头没有弹离碟片，就不会有碟 片被读写磁头敲击而产生屑片的情况发生，从而延 长了硬盘的使用寿命。 在国内的硬盘市场中，由于硬盘厂商的激烈竞 争，硬盘技术不断提升，品种更加多样，而价格也 越来越低。这带给消费者的利益就是选择的余地越 来越大。目前，国内常见的硬盘厂家有迈拓、希捷、 ibm、西部数据、富士通等，另外，著名的昆腾公 司已被迈拓公司收购，但品牌的影响还在。下面将 就各个厂家的特点、代表产品等方面介绍一下。 1、ibm 说到 ibm，不仅仅是因为它生产出了世界上第 一块硬盘，还因为它对硬盘技术的发展做出的贡献 实在太大了，除了前边提到的温彻斯特技术外， ibm的磁头技术一直走在其他厂商前面，其 gmr磁 头技术已经成为新世纪硬盘事实上的标准。 ibm 硬盘在国内的产品可分为 deskstar、ultrastar 和 travelstar三个系列。 travelstar主要用于笔记本电脑的英寸硬盘， deskstar与 ultrastar都是英寸硬盘，deskstar 用于台式机，而 ultrastar则是 scsi接口的，多 用于服务器或工作站。在家用市场上，提到 ibm， 恐怕大家最先想到的是它的硬盘容量，当其他厂家 还在销售硬盘时，ibm 的桌面硬盘的最小容量就是 20gb了。 2、迈拓(maxtor) 说起迈拓，我们得先提一下它并购的昆腾硬盘。 在被并购前，如果说昆腾是中国硬盘产品的第一品 牌，恐怕没有人反对，尤其在 1998、1999 年，简 直有非昆腾硬盘不买的架势。的确，昆腾的技术优 势使其一直走在其他厂商前面，它的新产品研发能 力最强是其最大的优势。在被并入迈拓公司以后， 虽然昆腾的品牌不再保留，但其尖端的研发技术仍 然将极大的促进硬盘的发展。 再看迈拓公司本身，其并购昆腾的大手笔无疑 就是其实力的证明。现在的迈拓，除了整合了昆腾 硬盘的产品优势外，还继续保留着它传统的技术优 势。由于迈拓公司是诸多硬盘厂商中最专一于桌面 级 ide产品的公司，这使得它在桌面级产品的竞争 中优势突出。不仅率先推出了单碟容量高达的 diamond max系列产品，还形成了 diamond vl系 列、diamond max系列和 diamond max plus三条 线，分别对应低端、主流及高端三种不同的用户需 求 。另外，星钻和金钻系列向来具有较高的性能 价格比，在家用市场上仍然是最受欢迎的硬盘。 3、希捷(seagate) 近几年希捷产品在中国用户中口碑不佳，主要 原因是其某个系列的产品性能不佳，被视为低档产 品的代名词，而其另一个系列的产品虽是业界最先 推出的 7200转 ide硬盘，但因其依旧采用 mr磁头， 造成发热量高、噪音大而其性能并不比同期其他厂 家推出的 5400转硬盘高多少，所以市场表现并不 是很好。另一方面，尽管希捷在桌面级 ide产品方 面的表现不尽如人意，但其优势表现在它的企业级 scsi硬盘方面，它著名的印度豹(cheetah)和酷鱼 (barracuda)系列分别对应高端及低端应用，高低 搭配，使得其在企业级硬盘的市场占有率极高。 4、其他厂商 其他的硬盘厂商还有西部数据、富士通和三星， 走的都是低价位的路线，但产品规格还比较齐全， 性能虽无太过人之处，但也不会逊色多少，是考虑 价格的用户的比较好的选择。 回顾展望篇 如同发生在微处理器领域的变化一样，在过去 的几年中，硬盘的技术也发生了翻天覆地的变化， 在新世纪里，这些变化同样会相应地表现在硬盘的 容量、缓存、速度、接口、附加技术和价格上。 1、容量 在过去的 XX年中，硬盘的容量以超乎想像的 速度增长，不断创造着奇迹。先进技术不断地被应 用到硬盘的研发和制造当中，硬盘容量在几个月之 中就能翻一番。仅仅在 XX年，家用市场的最大硬 盘容量就达到了惊人的 80gb(maxtor diamondmax 80)，40gb 左右容量的硬盘已经变得相当普遍。现 在市场上最热销的 ide大硬盘就是 ibm公司的 deskstar 75gxp，它已经拥有高达 75gb的庞大容 量。 硬盘容量的提高要归功于单碟容量的提高，回 顾一下 XX年的产品，那时的单碟容量达到了 20gb。如今的最高单碟容量甚至已经超过 30gb。 单碟容量戏剧性地从、15gb 直超 30gb，3 倍的增 长发生在仅仅 1年左右的时间里。硬盘容量的提高， 还要归功于主要硬盘制造商在研究和开发上投注的 努力，是他们使得涂有磁性材料的金属盘片可以存 储更多的数据。存储业界一直无休止地探索如何提 高面密度和降低 mb的价格，其成果就是面密度每 年约提高 50%。另外，ibm 公司新采用的玻璃盘片 技术还改写了硬盘制造的历史。ibm 在 7200rpm的 deskstar 75gxp和 5400rpm的 deskstar 40gv两 个系列中采用了玻璃盘片作为存储介质，单碟容量 分别达到 15gb和 20gb。玻璃盘片的硬盘是以玻璃 作为盘片材料，据 ibm称，玻璃盘片与传统的铝质 盘片相比，拥有以下的优势:使用价格低廉的玻璃 代替铝作为盘片材料，可以有效降低生产成本；硬 盘的单碟容量可以大量增加，而且盘片使用玻璃材 料后，硬盘在高转速时稳定性也较铝质材料有了提 高。 在硬盘容量方面，XX 年的成果将推动 XX年的 硬盘发展。在 XX年初硬盘市场将流行容量在 30- 40gb左右的硬盘，下半年就会成为绝对的主流， 并出现大量 40gb、60gb 的产品。 2、缓存 与硬盘容量相似，XX 年还没有完全普及的 2mbcache，XX 年将完全进入家用市场。由于 ibm 和迈拓的部分硬盘 cache容量早已经达到了 2mb， 这将会促使其他硬盘厂商向着更高缓存容量的方向 发展。另外，伴随着硬盘 cache容量的不断增加， 硬盘的寻道时间也会慢慢的缩短。大家可能已经留 意到了，XX 年硬盘的寻道时间已经发展到了 8ms 左右，并且不久就会超越。这也是明年硬盘技术发 展的又一大趋势。 3、速度 随着 时间的推移，在 XX年 7200转的硬盘将成为完 全的主流产品。大家可以看到，XX 年 5400转硬盘 的主流地位已经被 7200转 ide硬盘所取代，在各 个厂商的产品线中 7200转的硬盘已经成为不可缺 少的一部分了。在 XX年中电脑的配置将再上一个 层次，在商用配置的电脑系统中，速度对于硬盘性 能是很重要的。例如两个硬盘，他们分别是 5400 转的硬盘和 7200转的硬盘，他们的容量相同，性 能指数也一样，那么 7200转的硬盘读取数据所需 要的时间就会比 5400转的硬盘更少，这时整个计 算机系统反应就更快了。由此我们可以完全的肯定， 到 XX年将是 7200转硬盘完全取代 5400转硬盘的 时候。 4、接口 除了以上几个标准发生变化外，在硬盘领域发 生的另一个激动人心的变化是 ultra ata/100的诞 生，它将导致硬盘的接口方式加紧更新换代。在 XX年中 ultra ata/100将完全取代现在正在流行 的 ultra ata/66的地位，成为用户装机的首选。 从理论上来说，ata/100 可以提供倍于 ata/66的 速度，并且使用与 ata/66一样的数据电缆。接口 速度的提高，为厂商带来了新的机会，也为 ide硬 盘的市场带来活力。实现 ultra ata/100不仅需要 硬盘的支持，还需要芯片的支持。虽然现在 ultra ata/100技术还不是很完善，不过到 XX年此技术 将大有发展前途。在 XX年中支持此技术的主板将 大量出现和完善。所以我们完全有理由相信，到 XX年时支持 ultra ata/100技术的主板流行起来 时，此硬盘将完全取代现在正在流行的 ultra ata/66的地位，成为几乎所有的 ide硬盘驱动器 的标准接口，这是不容质疑的。 除了下一代的 ide接口标准 ultra ata/100， 还有一些即将应用在硬盘上的接口也值得我们在新 世纪里注意。usb 和 ieee 1394技术就有可能应用 在外置式硬盘驱动器上，用来增加存储容量或与如 机顶盒这样的数字消费电子设备相结合。虽然目前 还处在小规模应用阶段，但笔者预测在 XX年中就 应该可以大量上市了。在 XX年，这些新型硬盘一 定会成为我们硬盘选购的一个新方向。 5、附加技术 早在 1998年，各大硬盘厂商就大力发展其产 品的附加功能。在 XX年，硬盘的各种附加技术同 样也会成为一个大买点。各大厂商为突出自己产品 的特色，会极力通过自己产品的各种附加功能大做 宣传，这主要表现在加强硬盘稳定性及可靠性方面 和降低硬盘噪音方面。 (1)加强硬盘稳定性及可靠性 XX 年的主流硬盘应该来说会有更稳定可靠的 性能，这当然要感谢各大硬盘厂商为加强硬盘稳定 性及可靠性而采用的各种技术。除了 XX年硬盘所 共有的以外，各大硬盘厂商也都会力推自己的一套 先进的数据保护技术。主要有富士通公司的 css(contact start stop)、迈拓公司的 maxsafe 和 dps ( data protection system )、ibm 公司的 dft(drive fitness test)、希捷公司的 edst(extended drive self test)以及西部数据公 司的 data lifeguard等等。数据保护技术能够自 动地进行硬盘诊断，并且更快更准确，这对于保存 在硬盘中数据的安全性有着重要意义。新世纪里， 这些硬盘安全性将会成为各大硬盘厂商关注的焦点。 另外，在防震动技术上，昆腾品牌原应用的震 动防护系统(shock protection system，sps)和迈 拓原应用的 shockblock技术 仍来是迈拓公司的两个有分量的砝码，由于它 们的原理都是通过分散冲击能量，尽量避免磁头和 盘片的撞击，所以能有效减少硬盘在运输和使用中 的损坏。与之不同，希捷则在硬盘的外部大做文章， 它很可能继续使用 seashield外壳和 seashell包 装占领市场(seashield 可以保护硬盘的电路板， seashell是取代 esd包装袋的可回收透明蚌壳式 包装盒，可以防静电并抵御非震动撞击)。 (2)降低硬盘噪音 为了满足用户在降低硬盘噪音上的要求，在新 世纪里各硬盘厂商也会加大力度继续使用各种技术。 从马达上降低噪音显然还是最直接的方法，液态轴 承马达可以有效的解决这一问题，它使用黏膜液油 轴承，以油膜代替滚珠，有效地降低因金属磨擦而 产生的噪声和发热问题。同时液油轴承也可有效的 吸收震动，增强硬盘的抗震能力，由此硬盘的寿命 与可靠性也可以得到提高。这项技术无疑极具应用 价值，虽然 XX年市场上的普通硬盘还没能应用这 一技术，但我们相信 XX年一些高品质的家用硬盘 就会开始应用。此外，迈拓公司还在原昆腾产品上 通过把转速降到 4400rpm来实现更低的噪音，而希 捷也将大力推广声音屏蔽技术(sound barrier technology，sbt)，它可在制造时配置或由用户设 置。 6、价格 与硬盘性能和容量大幅度提升形成鲜明对比的 是硬盘价格将在 XX年持续下降，如今容量为 20gb 的 5400rpm硬盘价格已经跌到了 800元左右，在 1999年，这样的价格只能购买一块的硬盘，而在 XX年下半年，这样的价格将能购买一块 7200rpm 的 40g硬盘。也就是说，以几乎相同的价格，我们 可以购买到几乎 5倍于 1999年的容量并且速度更 快的硬盘。硬盘价格直接引动了购买需求，主流硬 盘的容量迅速攀升，甚至已经有人在考虑买一块硬 盘来作移动存储设备。 早在 1999年大家可能就已经发现了，现在硬 盘产品的更新换代越来越快了。我们经常看到一家 公司刚刚发布了一款最新型号的产品，此产品用了 某些新技术，但过不了多久，几乎每家硬盘公司都 会推出性能差不多的产品出来竞争。同时各公司又 会在几个月后推出同价格的更新产品，面对 XX年 如此发展的硬盘市场，我们可以大胆的预测，到了 暂新的世纪，硬盘及其市场将以无比迅速的速度飞 快发展。 认识硬盘的大小、外观与型号 硬盘正面贴有标签，上面有产品的品牌、产地、 批号、序列号、以及代理商的防伪标签等信息，一 些产品还提供了接口电压、连接与跳线方法等说明。 我们在选购时最值得注意的是硬盘的编号，它包含 了产品型，容量与性能等基本信息。有必要通过编 号识别硬盘，杜绝商家以次充好的不良企图。 ziffdavis winbench99 winbench99恐怕是硬盘测试中最常用，也 普遍认为是最权威的测试软件了。其实 winbench99的测试范围包括整机、cpu、图形等多 个方面，磁盘性能测试只是其中一个主要功能。 我们测试的是硬盘，所以可以直接选择 disk inspection tests（包括硬盘寻道时间、cpu 占用率和数据传输率测试）或 disk winmarks（包 括 business disk winmark和 highend disk winmark） 。当然最好用的还是它的“selected” ， 用户可以自己定制测试项目。 磁盘测试项目就这几个，选好之后按 “run”（注意需要关闭其他无关软件，并将任务栏 设置为自动隐藏模式） ，一盏清茶之后，测试结果 就出来了。 其中包括我们最关心的数据传输率，平 均寻道 首页 910 尾页 时间和 cpu占用率等参数，当然还有分别针对 商用领域和高端领域的两个综合得分，比较全面的 反映了磁盘的总体性能。winbench 还提供了强大 的测试结果数据库，如果同时进行多款硬盘的测试， 那么数据比较将十分方便。 hdtach hdtech 也是一个比较全面的磁盘测试 工具，它提供了硬盘的读写数据传输曲线，最高、 最低和平均数据传输率和 cpu占用率。 它是专门针对硬盘底层性能的测试软件。它主 要通过分段拷贝不同容量的数据到硬盘进行测试， 可以测试硬盘的连续数据传输率、随机存取时间及 突发数据传输率，它使用的场合并不仅仅只是针对 硬盘，还可以用于软驱、zip 驱动器测试。 比起 winbench，hdtach 的使用要简单的 多，如果有多个硬盘，只要运行界面中选择你要测 试的硬盘测试就开始运行。需要注意的是，如果被 测试硬盘中存在分区信息，那么软件将会提示你不 能进行写测试，因此写测试通常对于新硬盘才会使 用，而读测试则没有这样的限制。 测试结果有清晰的数据传输曲线，所以特 别适合数据传输率的测试。而 cpu占用率的测试结 果往往不太准确，所以不推荐使用里面 cpu占用率 的测试结果。整体的测试结果相当直观，比较也十 分方便。 除此之外，大家还可以在实际应用中模 拟测试环境，如进行大量文件的拷贝或对大量文件 进行压缩等，这些都是测试硬盘性能的使用方法。 通过这些测试方法，相信用户们对硬盘性能会有更 深一层的认识，同时为大家的选购和使用带来方便。 硬盘未来发展趋势 随着宽带网的普及需求硬盘容量及性能的不断 提升，要求硬盘技术不断改进，数据传输率不断提 高，硬盘向两个方向发展，一个将遵循“容量更大、 速度更快、使用更安全”基理在前进；而另一个方 向就是硬盘也会向微型化的方向发展： 1、数据存储密度大幅提升 数据存储密度提升带来单碟容量可以越做越大， 能使用更少的盘片来实现更大的容量，降低硬盘的 生产成本，同时又可以增加硬盘的运行稳定性。 2、数据传输率明显加快 随着硬盘“内部通道“的拓宽，硬盘外部数据传 输率也进一步提升。 3、硬盘附加技术更加完善 为保障硬盘能在高速下的运行稳定性及数据可 靠性，硬盘厂商们纷纷推出了新一代数据保护技术 及磁盘 4、在硬盘的磁头技术上 随着硬盘单碟容量越做越大必须要有一种新型 的磁头技术以适应要求。 5、将会有更多的 scsi技术被移植到 ide硬盘 上来防震技术。 我的感想： 通过这次实习，使我对硬盘有了更深的认识。 硬盘作为数据存储部件，对于计算机的发展有重要 的作用。它的发展也经历了不同的阶段，以后也会 朝着多元化发展。已经深入到我们的生活中来，是 计算机必不可少的部件之一。这次实习我们有充足 的时间进行调查和学习，希望下次还能有这样的机 会。谢谢！ 首页 910 尾页 生产实习报告对硬盘的调查报告 姓名： 班级：02 级计算机(2)班 学院：计控学院 学号：XX01020216 指导老师：魏国明 目录 必备常识 篇 (3) 1、 结 构 (3) 2、磁头技 术 (3) 3、接口 (3) 4、容 量 (4) 5、缓 存 (4) 6、转 速 (4) 7、平均寻道时 间 (4) 8、内部数据传输 率 (4) 9、外部数据传输率 (5) 10、mtbf (连续无故障时间) (5) 关键技术篇 (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)读取通道技术 (5) 3、(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 (6) 回顾展望 篇 (8) 1、容量 (8) 2、缓 存 (9) 3、速度 (9) 4、接口 (9) 5、附加技术 (9) 6、价 格 (10) 认识硬盘的大小、外观与型 号(1 0) 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，我们不妨一一来看 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 mr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 XX年后，几乎全部硬盘 均采用 gmr，gmr 磁头技术是在 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。 (1)ide(integrated 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(fast ata-2)、ata-4 (包括 ultraata、ultra ata/33、ultra ata/66)与 serial ata (包括 ultra ata/100及其它后续的接 口类型)。基本 ide接口数据传输率为/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- ata、fast-ata2 等标准，数据传输率达到了/秒。 1996年昆腾和英特尔合作开发了 ultra dma/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。1999 年昆腾又推出了 ultra dma/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 100mb/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 100