计算机组装与维护-硬盘.ppt

硬盘 n硬盘（港台称之为硬碟，英文名：Hard Disc Drive 简称HDD 全名 温彻斯特式硬盘）是电脑 主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者 玻璃制的碟片组成。这些碟片外覆盖有铁磁性材 料。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密 封固定在硬盘驱动器中。 硬盘的基本参数 n一、容量 n 作为计算机系统的数据存储器，容量是硬盘最主要的参数。 n二、转速 n转速(Rotationl Speed 或Spindle speed)，是硬盘内电机主轴的旋 转速度，也就是硬盘盘片在一分钟内所能完成的最大转数。 n三、平均访问时间 n平均访问时间(Average Access Time)是指磁头从起始位置到达目 标磁道位置，并且从目标磁道上找到要读写的数据扇区所需的时间。 n四、传输速率 n传输速率(Data Transfer Rate) 硬盘的数据传输率是指硬盘读写数 据的速度，单位为兆字节每秒（MB/s）。硬盘数据传输率又包括了 内部数据传输率和外部数据传输率。 n五、缓存 n缓存（Cache memory）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。 硬盘尺寸 n.25英寸硬盘；早期用于台式机，已退出历史舞台。 n 3.5寸台式机硬盘；风头正劲，广泛用作各式电脑。 n 2.5寸笔记本硬盘；广泛用于笔记本电脑，桌面一体机，移动硬盘及便携 式硬盘播放器。 n 1.8寸微型硬盘；广泛用于超薄笔记本电脑，移动硬盘及苹果播放器。 n 1.3寸微型硬盘；产品单一，三星独有技术，仅用于三星的移动硬盘。 n 1.0寸微型硬盘；最早由IBM公司开发， MicroDrive微硬盘（简称MD ）。因符合CFII标准，所以广泛用于单反数码相机。 n 0.85寸微型硬盘；产品单一，日立独有技术，已知仅用于日立的一款硬 盘手机。 机械硬盘发展（以下简称硬盘） n、1956年，IBM的IBM 350 RAMAC是现代硬盘的雏形，它相当于两个冰箱的体积，不过其储存容量只有 5MB。1973年IBM 3340问世，它拥有“温彻斯特”这个绰号，来源于他两个30MB的储存单元，恰是当时 出名的“温彻斯特来福枪”的口径和填弹量。至此，硬盘的基本架构被确立。 n 2、1980年，两位前IBM员工创立的公司开发出5.25英寸规格的5MB硬盘，这是首款面向台式机的产 品，而该公司正是希捷（SEAGATE）公司。 n 3、80年代末，IBM公司推出MR（Magneto Resistive磁阻）技术令磁头灵敏度大大提升，使盘片的 储存密度较之前的20Mbpsi（bit/每平方英寸）提高了数十倍，该技术为硬盘容量的巨大提升奠定了基础 。1991年，IBM应用该技术推出了首款3.5英寸的1GB硬盘。 n 4、1970年到1991年，硬盘盘片的储存密度以每年25%30%的速度增长；从1991年开始增长到 60%80%；至今，速度提升到100%甚至是200%，从1997年开始的惊人速度提升得益于IBM的GMR （Giant Magneto Resistive，巨磁阻）技术，它使磁头灵敏度进一步提升，进而提高了储存密度。 n 5、1995年，为了配合Intel的LX芯片组，昆腾（Quantum）与Intel携手发布UDMA 33接口 EIDE标准将原来接口数据传输率从16.6MB/s提升到了33MB/s 同年，希捷开发出液态轴承（FDB， Fluid Dynamic Bearing）马达。所谓的FDB就是指将陀螺仪上的技术引进到硬盘生产中，用厚度相当于 头发直径十分之一的油膜取代金属轴承，减轻了硬盘噪音与发热量 。 n 6、1996年，希捷收购康诺（Conner Peripherals）。 n 7、1998年2月，UDMA 66规格面世 。 n 8、2000年10月，迈拓（Maxtor）收购昆腾。 n 9、2003年1月，日立宣布完成20.5亿美元的收购IBM硬盘事业部计划，并成立日立环球储存科技公 司（Hitachi Global Storage Technologies, Hitachi GST）。 n 10、2005年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（perpendicular recording），该原理是将平行于盘片的磁场方向改变为垂直（90度），更充分地利用的储存空间。 n 11、2005年12月21日, 硬盘制造商希捷宣布收购迈拓（Maxtor）。 n 12、2007年1月，日立环球储存科技宣布将会发售全球首只1Terabyte的硬盘，比原先的预定时间迟 了一年多。硬盘的售价为399美元，平均每美元可以购得2.75GB硬盘空间。 n 13、2007年11月，Maxtor硬盘出厂的预先格式化的硬盘，被发现已植入会盗取在线游戏的帐号与密 码的木马1。 硬盘接口 n目前硬盘接口类型不算多，主要有IDE、 SCSI、SATA三种 nATA n 全称Advanced Technol nogy Attachment，是用传统的 40-pin 并 口数据线连接主板与硬盘的，外部接口速 度最大为133MB/s，因为并口线的抗干扰 性太差，且排线占空间，不利计算机散热 ，将逐渐被 SATA 所取代。 主板的结构 (a)IDE接口 (b)SATA接口 图2-35 硬盘设备接口 主板的结构 PCI插槽AGP插槽北桥芯片CPU插槽 南桥芯片 BIOS芯片 电源插座内存插槽IDE接口CMOS软驱接口SATA 计算机的硬件组成 n6硬盘 硬盘是大容量、高存取速度、不易磨损的计算 机外部存储设备，是计算机系统中保存信息资 源最重要的外部存储器。主要有IDE接口和 SATA接口硬盘如图1-8所示。 图1-8 图3-8 IDE接口硬盘 图3-9 Serial ATA硬盘 图3-10 SCSI控制卡 图3-11 SCSI硬盘 外壳 数据线接口 电源接口 跳线 控制电路板 反力矩弹簧装置 磁盘盘片 主轴 读写磁头 传动手臂 传动轴 图3-12 硬盘外观组成 图3-13 硬盘内部结构 IDE接口硬盘跳线设置 迈拓硬盘跳线设置： 美钻硬 盘跳线设置： 主盘跳线：跳J50和J46 nIDE n IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”，即“电子集成驱动器”，俗称 PATA并口。 SATA n 使用SATA（Serial ATA）口 的硬盘又叫串口硬盘，是未来PC 机硬盘的趋势。2001年，由Intel 、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓 这几大厂商组成的Serial ATA委员 会正式确立了Serial ATA 1.0规范 ，2002年，虽然串行ATA的相关 设备还未正式上市，但Serial ATA 委员会已抢先确立了Serial ATA 2.0规范。Serial ATA采用串行连 接方式，串行ATA总线使用嵌入式 时钟信号，具备了更强的纠错能力 ，与以往相比其最大的区别在于能 对传输指令（不仅仅是数据）进行 检查，如果发现错误会自动矫正， 这在很大程度上提高了数据传输的 可靠性。串行接口还具有结构简单 、支持热插拔的优点。 SATA2 n 希捷在SATA的基础上加入NCQ本地命令阵列技术，并提高了磁 盘速率。 n SCSI 全称为Small Computer System Interface（小型机系 统接口），历经多世代的发展，从早期的 SCSI-II，到目前的 Ultra320 SCSI 以及 Fiber-Channel （光纤通道），接头类型也有 多种。SCSI 硬盘广为工作站及个人计算机以及服务器所使用，因为 它的转速快，可达 15000 rpm，且数据传输时占用 CPU 运算资源 较低，但是单价也比同样容量的 ATA 及 SATA 硬盘昂贵。 n SAS（Serial Attached SCSI）是新一代的SCSI技术，和 SATA硬盘相同，都是采取序列式技术以获得更高的传输速度，可达 到3Gb/s。此外也透过缩小连接线改善系统内部空间等。 n 此外，由于SAS硬盘可以与SATA硬盘共享同样的背板，因此在 同一个SAS存储系统 中，可以用SATA硬盘来取代部分昂贵的SCSI 硬盘，节省整体的存储成本。 硬盘尺寸 n5.25英寸硬盘；早期用于台式机，已退出历史舞台。 n 3.5寸台式机硬盘；风头正劲，广泛用作各式电脑。 n 2.5寸笔记本硬盘；广泛用于笔记本电脑，桌面一体 机，移动硬盘及便携式硬盘播放器。 n 1.8寸微型硬盘；广泛用于超薄笔记本电脑，移动硬 盘及苹果播放器。 n 1.3寸微型硬盘；产品单一，三星独有技术，仅用于 三星的移动硬盘。 n 1.0寸微型硬盘；最早由IBM公司开发， MicroDrive微硬盘（简称MD）。因符合CFII标准，所以 广泛用于单反数码相机。 n 0.85寸微型硬盘；产品单一，日立独有技术，已知仅 用于日立的一款硬盘手机。 硬盘制造商 n希捷(Seagate) n 希捷科技（英语：Seagate Technology，NYSE：STX）是全球主要 的硬盘厂商之一，于1979年在美国加州成立，现时在开曼群岛注册。现时， 希捷的主要产品包括桌面硬盘，企业用硬盘，笔记本电脑硬盘和微型硬盘。 在专门研发硬盘的厂商中，希捷是历史最悠久的。它的第一个硬盘产品，容 量是5MB。在2006年5月，希捷科技收购了另一间硬盘厂商迈拓公司。产 品销量方面，希捷报称自己是第一间公司，售出10亿个硬盘产品。 n 西部数据(Westdigital) n 市场占有率仅次于希捷。以桌面产品为主。其桌面产品分为侧重高IO性 能的Black系列（俗称“黑盘”），普通的Blue系列（俗称蓝盘），以及侧重 低功耗、低噪音的环保Green系列（俗称绿盘）。 n 西部数据同时也提供面向企业近线存储的Raid Edition系列，简称RE系 列。同时也有SATA接口的10000RPM的猛禽系列和迅猛龙(VelociRaptor) 系列。 n 日立(Hitachi) n 第三大硬盘厂商。主要由收购的原IBM硬盘部门发展而来。 n 日立制作所（日文：株式会社日立制作所；英文：Hitachi, Ltd.），简 称日立，总部位于日本东京，致力于家用电器、电脑产品、半导体、产业机 械等产品，是日本最大的综合电机生产商。 固态硬盘介绍： n固态硬盘SSD（Solid State Disk、IDE FLASH DISK、Serial ATA Flash Disk） 是由控制单元和存储单元（FLASH芯片） 组成，简单的说就是用固态电子存储芯片 阵列而制成的硬盘（目前最大容量为1TB） ，固态硬盘的接口规范和定义、功能及使 用方法上与普通硬盘的完全相同，.在产品 外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致，包 括3.5“，2.5“，1.8“多种类型。由于固态 硬盘没有普通硬盘的旋转介质，因而抗震 性极佳，同时工作温度很宽，扩展温度的 电子硬盘可工作在-45+85。广泛应 用于军事、车载、工控、视频监控、网络 监控、网络终端、电力、医疗、航空等、 导航设备等领域。 硬盘的保养常识 n硬盘是电脑中较容易损坏的配件，但其中有相当一部分的原因是用户操作 不当所致。其实，只要在日常使用中注意一些小技巧，便可以减少硬盘出 故障的可能性，从而延长其正常的使用寿命。 n 1.读写过程中且忌断电 n 硬盘的转速大都是5400转和7200转，SCSI硬盘更在10000到 15000转，在进行读写时，整个盘片处于高速旋转状态中，如果忽然切断 电源，将使得磁头与盘片猛烈磨擦，从而导致硬盘出现坏道甚至损坏，也 经常会造成数据流丢失。所以在关机时，一定要注意机箱面板上的硬盘指 示灯是否没有闪烁，即硬盘已经完成读写操作之后才可以按照正常的程序 关闭电脑。硬盘指示灯闪烁时，一定不可切断电源。如果是移动硬盘，最 好要先执行硬件安全删除，成功后方可拔掉。 n2.保持良好的工作环境 n 硬盘对环境的要求比较高，有时候严重集尘或是空气湿度过大，都会 造成电子元件短路或是接口氧化，从而引起硬盘性能的不稳定甚至损坏。 n 3.防止受震动 n 硬盘是十分精密的存储设备，进行读写操作时，磁头在盘片表面的浮 动高度只有几微米；即使在不工作的时候，磁头与盘片也是接触的。硬盘 在工作时，一旦发生较大的震动，就容易造成磁头与资料区相撞击，导致 盘片资料区损坏或刮伤磁盘，丢失硬盘内所储存的文件数据。因此，在工 作时或关机后主轴电机尚未停顿之前，千万不要搬动电脑或移动硬盘，以 免磁头与盘片产生撞击而擦伤盘片表面的磁层。此外，在硬盘的安装、拆 卸过程中也要加倍小心，防止过分摇晃或与机箱铁板剧烈碰撞。 n 硬盘的保养常识 n4.减少频繁操作 n 如果长时间运行一个程序(如大型软件或玩游戏)，或是长期使用BT等下载软件， 这时就要注意了，这样磁头会长时间频繁读写同一个硬盘位置(即程序所在的扇区)，而 使硬盘产生坏道。 另外，如果长时间使用一个操作系统，也会使系统文件所在的硬盘 扇区(不可移动)处于长期读取状态，从而加快该扇区的损坏速度。当然，最好是安装有 两个或以上的操作系统交替使用，以避免对硬盘某个扇区做长期的读写操作。 n 5.恰当的使用时间 n 在一天中，特别是夏天高温环境下。最好不要让硬盘的工作时间超过10个小时， 而且不要连续工作超过8个小时，应该在使用一段时间之后就关闭电脑，让硬盘有足够 的休息时间。 n