硬盘工作原理.ppt

计算机技能训练课程实验二 BIOS基础及硬盘处理 目录 硬盘读写数据的原理什么是BIOS CMOSBIOS的功能及启动内容 了解硬盘 硬盘 港台称之为硬碟 英文名 HardDiskDrive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 固态硬盘机械硬盘混合硬盘 磁性硬盘 闪存 硬盘的组成 硬盘的组成盘片 磁头 盘片主轴 控制电机 磁头控制器 数据转换器 接口 缓存等几个部份组成 磁头驱动机构 盘面 磁道 柱面和扇区 盘面硬盘的盘片一般用铝合金材料做基片 高速硬盘也可能用玻璃做基片 硬盘的每一个盘片都有两个盘面 Side 即上 下盘面 一般每个盘面都会利用 都可以存储数据 成为有效盘片 也有极个别的硬盘盘面数为单数 每一个这样的有效盘面都有一个盘面号 按顺序从上至下从 0 开始依次编号 磁道磁盘在格式化时被划分成许多同心圆 这些同心圆轨迹叫做磁道 Track 磁道从外向内从0开始顺序编号 每段圆弧叫做一个扇区 扇区从 1 开始编号 柱面所有盘面上的同一磁道构成一个圆柱 通常称做柱面 Cylinder 每个圆柱上的磁头由上而下从 0 开始编号 数据的读 写按柱面进行 即磁头读 写数据时首先在同一柱面内从 0 磁头开始进行操作 依次向下在同一柱面的不同盘面即磁头上进行操作 只在同一柱面所有的磁头全部读 写完毕后磁头才转移到下一柱面扇区操作系统以扇区 Sector 形式将信息存储在硬盘上 每个扇区包括512个字节的数据和一些其他信息 一个扇区有两个主要部分 存储数据地点的标识符和存储数据的数据段 盘面 磁道 柱面和扇区 硬盘读写数据原理 系统将文件存储到磁盘上时 按柱面 磁头 扇区的方式进行 即最先是第1磁道的第一磁头下 也就是第1盘面的第一磁道 的所有扇区 然后 是同一柱面的下一磁头 一个柱面存储满后就推进到下一个柱面 直到把文件内容全部写入磁盘 系统也以相同的顺序读出数据 读出数据时通过告诉磁盘控制器要读出扇区所在的柱面号 磁头号和扇区号 物理地址的三个组成部分 进行 磁盘控制器则直接使磁头部件步进到相应的柱面 选通相应的磁头 等待要求的扇区移动到磁头下 在扇区到来时 磁盘控制器读出每个扇区的头标 把这些头标中的地址信息与期待检出的磁头和柱面号做比较 即寻道 然后 寻找要求的扇区号 待磁盘控制器找到该扇区头标时 根据其任务是写扇区还是读扇区 来决定是转换写电路 还是读出数据和尾部记录 找到扇区后 磁盘控制器必须在继续寻找下一个扇区之前对该扇区的信息进行后处理 如果是读数据 控制器计算此数据的ECC码 然后 把ECC码与已记录的ECC码相比较 如果是写数据 控制器计算出此数据的ECC码 与数据一起存储 在控制器对此扇区中的数据进行必要处理期间 磁盘继续旋转 BIOSCMOS介绍 BIOS全名为 BasicInputOutputSystem 即基本输入 输出系统 是电脑中最基础的而又最重要的程序 我们把这一段程序存放在一个不需要电源的记忆体 芯片 中 这就是平时所说的BIOS BIOS包含了一组设备驱动程序的集合 BIOS的功能 什么是BIOS设置 BIOS是硬件与软件程序之间的一个接口或者说是转换器 负责解决硬件的即时需求 并按软件对硬件的操作要求具体执行 我们所使用的计算机都是由一些硬件设备组成的 而这些硬件设备会由于用户的不同需要而在品牌 类型 性能上有很大差异 例如 对于硬盘 就可能存在容量大小和接口类型等方面的不同 而不同的硬件配置所对应的参数也不同 因此 我们在使用计算机之前 一定要确定它的硬件配置和参数 并将它们记录下来 存入计算机 以便计算机启动时能够读取这些设置 保证系统正常运行 由于它是存在于芯片中的软件 所以一般我们称为固件 BIOSCMOS介绍 BIOS分类1 计算机系统一般包括三类BIOS 主板BIOS BIOS为适配器插卡BIOS BIOS为从磁盘上加载的设备驱动程序2 主板BIOS的功能通电自检功能 系统初启时的系统设置和系统初始化程序 即BIOSSETUP程序 引导程序 BIOS 基本输入 输出系统 3 主板BIOS的POST自检功能的作用是检查计算机的处理器 存储器 芯片组 视频适配器 磁盘控制器 磁盘驱动器 键盘以及系统的其他一些关键部件 不检查电源部分 4 BIOSSETUP程序用于修改系统配置参数 并将此配置写入CMOSRAM中 BIOS和CMOS的区别 BIOS是一组设置硬件的电脑程序 保存在主板上的一块EPROM或EEPROM芯片中 里面装有系统的重要信息和设置系统参数的设置程序 BIOSSetup程序 CMOS即 ComplementaryMetalOxideSemiconductor 互补金属氧化物半导体 是主板上的一块可读写的RAM芯片 用来保存当前系统的硬件配置和用户对参数的设定 其内容可通过BIOS进行读写 CMOS芯片由主板上的钮扣电池供电 即使系统断电 参数也不会丢失 CMOS芯片只有保存数据的功能 而对CMOS中各项参数的修改要通过BIOS的设定程序来实现 BIOS是一套程序 可以理解成软件 而CMOS才是一颗存储芯片 BIOS的功能 从功能上看 BIOS分为三个部分自检及初始化程序开机后BIOS最先被启动 然后它会对电脑的硬件设备进行完全彻底的检验和测试 如果发现问题 分两种情况处理 严重故障停机 不给出任何提示或信号 非严重故障则给出屏幕提示或声音报警信号 等待用户处理 如果未发现问题 则将硬件设置为备用状态 然后启动操作系统 把对电脑的控制权交给用户 硬件中断处理开机时 BIOS会告诉CPU各硬件设备的中断号 当用户发出使用某个设备的指令后 CPU就根据中断号使用相应的硬件完成工作 再根据中断号跳回原来的工作 程序服务请求BIOS直接与计算机的I O Input Output 即输入 输出 设备打交道 通过特定的数据端口发出命令 传送或接收各种外部设备的数据 实现软件程序对硬件的直接操作 StandardCMOSFeatures 标准系统参数设置 StandardCMOSFeatures 标准系统参数设置 AdvancedBIOSFeatures BIOS功能参数设定 AwardBIOS自检响铃含义 FAQ 固态硬盘能取代机械硬盘吗 cmos没电怎么办 为什么删除的数据可以恢复 为什么删除的数据可以恢复 硬盘存放文件时 操作系统首先会在硬盘的文件分配表内写上文件名称 大小 并根据数据区的空闲空间在文件分配表上继续写上文件内容在数据区的起始位置 然后开始向数据区写上文件的真实内容 这样一个文件存放操作才算完毕 而当我们删除文件时 其步骤却比建立文件要简单得多 我们执行删除