计算机硬盘知识详解ppt课件.ppt

第7课硬盘 本章要点具体要求本章导读 本章要点 硬盘的工作模式硬盘的性能参数硬盘的保护技术硬盘的选购 具体要求 掌握硬盘的工作模式掌握硬盘的性能参数了解硬盘的保护技术了解硬盘的选购方法 本章导读 硬盘是计算机系统中用来存储大容量数据的设备 可以把它看做是计算机系统的仓库 其存储信息量大 安全系数也比较高 是长期保存数据的首选设备 本课将介绍硬盘的相关知识 包括硬盘的工作模式 硬盘接口的作用 硬盘的参数对性能的影响 保护硬盘数据常使用的一些技术以及如何选购一款合适的硬盘 7 1硬盘概述 硬盘 港台称之为硬碟 简称HDD 是计算机中容量最大的存储设备 计算机运行时必需的操作系统 大量的应用程序和数据等资料都是保存在硬盘中的 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 7 1硬盘概述 7 1 1硬盘的内部结构7 1 2硬盘的工作模式7 1 3硬盘的接口7 1 4硬盘的性能参数7 1 5硬盘的保护技术 7 1 1硬盘的内部结构 硬盘的外观就像一个方形盒子 硬盘的正面是它的铭牌 记录了硬盘的型号 产品序列号等信息 在硬盘的背面可以看到硬盘的控制芯片和集成电路 在硬盘内部 盘片被固定在主轴电机上并随主轴电机一起旋转 磁头不停地做径向运动 进行数据的读写操作 在硬盘中 每个磁片的上下两面各有一个磁头 它们与磁片并不接触 磁头和盘片之间的距离极其微小 比一根头发丝的直径还要小 硬盘的背面 7 1 1硬盘的内部结构 如果磁头碰到高速旋转的磁片 会破坏表面的涂层和存储的数据 磁头也会损坏 所以在硬盘通电的情况下不要移动主机 硬盘对密封性要求很高 硬盘的盘片和磁头之间只有很小的间隙 当硬盘工作时盘片会高速转动 如果硬盘内部存在灰尘 那么小小的灰尘将会使高速旋转的盘片受到毁灭性的破坏 因此绝对不允许轻易打开硬盘导致灰尘进入 硬盘的内部结构 7 1 2硬盘的工作模式 硬盘的工作模式主要有NORMAL LBA和LARGE三种 NORMAL模式 这是老式硬盘常使用的工作模式 在这种模式下对硬盘进行访问时 BIOS和IDE控制器对参数不做任何转换 该模式支持的硬盘参数为 最大柱面数为1024 最大磁头数为16 最大扇区数为63 每扇区字节数为512 即支持的最大容量为528MB 512 63 16 1024 7 1 2硬盘的工作模式 LBA模式 LBA LogicalBlockAddressing 即 逻辑块寻址模式 在这种模式下操作系统访问硬盘时 会由IDE控制器把柱面 扇区 磁头等参数的逻辑地址转换为实际地址 该模式支持的硬盘最大容量为8 4GB 512 63 255 1024 LARGE模式 LARGE称为 超大硬盘管理模式 这种模式可支持容量超过8 4GB的硬盘 主要应用于柱面超过1024而LBA模式又不支持的硬盘上 7 1 3硬盘的接口 硬盘上的接口包括数据接口 跳线和电源接口 下面将分别进行介绍 7 1 3硬盘的接口 1 硬盘的数据接口2 硬盘的跳线3 硬盘的电源接口 1 硬盘的数据接口 硬盘与主板的连接部分称为硬盘的数据接口 目前常见的硬盘接口有ATA IDE SATA和SCSI 其中ATA IDE和SATA主要用于个人计算机 而SCSI则主要用于服务器 1 ATA接口 ATA接口全称AdvancedTechnologyAttachment 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 IDE接口 IDE的英文全称为 IntegratedDriveElectronics 即 电子集成驱动器 俗称PATA并口 2 SATA接口 使用SATA SerialATA 口的硬盘又叫串口硬盘 是现在PC机硬盘的主流 2001年 由Intel APT Dell IBM 希捷 迈拓这几大厂商组成的SerialATA委员会正式确立了SerialATA1 0规范 2002年 虽然串行ATA的相关设备还未正式上市 但SerialATA委员会已抢先确立了SerialATA2 0规范 SerialATA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 传输速度快 支持热插拔的优点 3 SCSI接口 SCSI接口 SmallComputerSystemInterface 即小型计算机系统接口 属于专用服务器接口 不过目前也有部分个人计算机用户在使用SCSI接口的硬盘 SCSI接口的硬盘需要用户另购一块SCSI控制卡插在PCI插槽中 因为它的转速快 可达15000rpm 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 硬盘尺寸 5 25英寸硬盘 早期用于台式机 已退出历史舞台 3 5寸台式机硬盘 风头正劲 广泛用作各式电脑 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 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 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 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 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 2 硬盘的跳线 硬盘的跳线主要用于控制硬盘的主 从盘状态 一般IDE设备上都有跳线设置 硬盘的正面一般印有硬盘跳线的设置说明 Masterorsingledrive 设置驱动器为主盘 即将硬盘设置为主驱动器 Driveisslave 设置驱动器为从盘 即将硬盘设置为第二驱动器 2 硬盘的跳线 Masterwithanon ATAcompatibleslave 主驱动器不为ATA时为第二驱动器 Cableselect 电缆选择 采用特殊处理后的数据线设置主盘或从盘 即使用数据线中的一根为选择线 有选择线则为主盘 否则为从盘 3 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硬盘电源接口则采用了15针的扁平接口 硬盘的电源接口连接电源 直接从电源处获取工作所需的电压 7 1 4硬盘的性能参数 了解硬盘的性能参数后 在选购硬盘时就可以知道硬盘的好坏了 硬盘的性能参数有容量 转速 平均访问时间 传输速率 缓存 7 1 4硬盘的容量 作为计算机系统的数据存储器 容量是硬盘最主要的参数 硬盘的容量以兆字节 MB 或千兆字节 GB 为单位 1GB 1024MB 但硬盘厂商在标称硬盘容量时通常取1G 1000MB 所以标着500G的硬盘其实并没有500个G 硬盘的容量指标还包括硬盘的单碟容量 所谓单碟容量是指硬盘单片盘片的容量 单碟容量越大 单位成本越低 平均访问时间也越短 7 1 4硬盘的转速 转速 RotationlSpeed或Spindlespeed 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 转速的快慢是标示硬盘档次的重要参数之一 它是决定硬盘内部传输率的关键因素之一 在很大程度上直接影响到硬盘的速度 硬盘的转速越快 硬盘寻找文件的速度也就越快 相对的硬盘的传输速度也就得到了提高 硬盘转速以每分钟多少转来表示 单位表示为RPM 是转 每分钟 RPM值越大 内部传输率就越快 访问时间就越短 硬盘的整体性能也就越好 家用的普通硬盘的转速一般有5400rpm 7200rpm几种 7 1 4平均访问时间 平均访问时间 AverageAccessTime 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 平均访问时间体现了硬盘的读写速度 它包括了硬盘的寻道时间和等待时间 即 平均访问时间 平均寻道时间 平均等待时间 硬盘的平均寻道时间 AverageSeekTime 是指硬盘的磁头移动到盘面指定磁道所需的时间 这个时间当然越小越好 目前硬盘的平均寻道时间通常在8ms到12ms之间 而SCSI硬盘则应小于或等于8ms 硬盘的等待时间 又叫潜伏期 Latency 是指磁头已处于要访问的磁道 等待所要访问的扇区旋转至磁头下方的时间 平均等待时间为盘片旋转一周所需的时间的一半 一般应在4ms以下 7 1 4传输速率 传输速率 DataTransferRate 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 7 1 4缓存 缓存 Cachememory 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 由于硬盘的内部数据传输速度和外界介面传输速度不同 缓存在其中起到一个缓冲的作用 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 当硬盘存取零碎数据时需要不断地在硬盘与内存之间交换数据 有大缓存 则可以将那些零碎数据暂存在缓存中 减小外系统的负荷 也提高了数据的传输速度 一般5400转速的硬盘对应2到8M缓存 7 1 5硬盘的保护技术 硬盘的保护技术主要有防震技术和数据保护技术 下面将分别进行介绍 7 1 5硬盘的保护技术 1 防震技术2 数据保护技术 1 防震技术 目前硬盘的防震技术主要有SPS防震保护系统和ShockBlock防震保护系统 1 SPS防震保护系统 SPS防震保护系统主要是分散外来冲击能量 尽量避免硬盘磁头和盘片之间的意外撞击 使硬盘能够承受10000N以上的意外冲击力 2 ShockBlock防震保护系统 ShockBlock防震保护系统是Maxtor公司的专利技术 采用分散外来的冲击能量的方法 尽量避免磁头和盘片相互撞击 它能承受的最大冲击力可以达到15000N甚至更高 2 数据保护技术 数据保护技术有数据卫士 MaxSafe DPS S M A R T技术和3D保护系统等几种 1 数据卫士 该技术是西部数据 WD 公司独有的 它能够在硬盘工作的空余时间里 每8个小时便自动执行硬盘扫描 检测 修复盘片的各扇区等步骤 其操作完全是自动运行 无需用户干预与控制 特别是对初级用户与不懂硬盘维护的用户十分适用 2 MaxSafe MaxSafe的核心是将附加的ECC校验位保存在硬盘上 使硬盘在读写过程中 每一步都要经过严格的校验 以此来保证硬盘数据的完整性 3 DPS DPS 数据保护系统 的工作原理是在硬盘的前300MB内存放操作系统等的重要信息 DPS可在系统出现问题后的90秒内自动检测并恢复系统数据 如果不行 则启用随硬盘附送的DPS软盘 进入程序后DPS系统模式会自动分析造成故障的原因 尽量保证用户硬盘中的数据不受损失 4 S M A R T技术 S M A R T技术就是人们常说的 自动检测分析及报告技术 是目前绝大多数硬盘已经普遍采用的通用安全技术 这种技术可以对硬盘进行监测 当S M A R T监测并分析出硬盘可能出现问题时会及时向用户报警 以避免计算机数据受到损失 5 3D保护系统 3D保护系统 3DDefenseSystem 技术是美国希捷公司独有的一项硬盘保护技术 主要包括磁盘保护 DriveDefense 数据保护 DataDefense 和诊断保护 DiagnosticDefense 三方面的内容 7 2网络硬盘 网络硬盘 是将用户的文件存放在互联网上 方便用户 携带 他们的文件 方便用户与他的亲朋好友 分享 他们的文件 所有操作在我们网站的页面上完成 文件类型不作限制 7 2固态硬盘 固态硬盘SSD SolidStateDisk IDEFLASHDISK SerialATAFlashDisk 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 传输速度极快 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 7 2硬盘选购指南 硬盘是存储计算机中大容量的数据的设备 因此其工作的速度和稳定性都影响着计算机的整体性能 下面将介绍硬盘的选购方法 7 2硬盘选购指南 7 2 1知识讲解7 2 2典型案例 7 2 1知识讲解 下面介绍在选购硬盘时应注意的一些问题 1 怎样选购硬盘 由于目前计算机的操作系统 应用软件和各种各样的影音文件的体积越来越大 因此选购一个大容量的硬盘是必然趋势 另外 还需要考虑硬盘的接口 缓存 售后服务等其他因素 1 容量 购买硬盘时首先应该考虑硬盘的容量 目前主流硬盘的容量有500GB等 一般来说 500GB硬盘的性价比比较高 500G现在价格在260左右 1T的硬盘价格在400左右 很实惠 2 接口 购买硬盘时必须考虑主板上为硬盘提供了何种接口 否则购买回来的硬盘可能会由于主板不支持该接口而不能使用 现在主流的是SATA接口 很少有IDE接口了 3 缓存 目前硬盘的缓存多为2MB或8MB 缓存大的硬盘性能会更好 因此在价格差距不大的情况下建议购买大缓存的硬盘 需要注意的是 有的奸商以5400转缓存只有2M确说缓存有8M以提高价格 所以购买硬盘不但要看转速 还要看缓存 4 售后服务 由于硬盘内保存的数据相当重要 因此硬盘的售后服务也就显得特别重要了 目前硬盘的质保期多在2 3年 有些甚至长达5年 另外有些硬盘公司甚至提供了数据恢复业务 2 主流硬盘品牌 目前硬盘品牌主要有Seagate 希捷 Maxtor 迈拓 SAMSUNG 三星 和WesternDigital 西部数据 简称西数 等 下面将对这些品牌硬盘进行简单介绍 1 Seagate 希捷 硬盘 希捷科技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 2 Maxtor 迈拓 硬盘 迈拓 Maxtor 是一家成立于1982年的美国硬盘厂商 在2006年被另外一家硬盘厂商希捷公司收购 在2005年12月即收购前 迈拓公司是世界第三大硬盘生产商 现在迈拓公司作为希捷公司的一家子公司运营 迈拓同时经营桌面电脑与服务器市场 相对于速度而言 迈拓更关注于硬盘容量 硬盘 3 SAMSUNG 三星 硬盘 三星电子是世界上最大的电子工业公司 三星集团子公司之一 1938年3月它于大韩民国大邱广域市成立 一开始它是一个出口商 但很快它就进入了许多其它领域 今天它在全世界58个国家拥有20多万职员 在世界上最有名的100个商标的列表中 三星电子是唯一的一个韩国商标 是韩国民族工业的象征 4 WesternDigital 西部数据 硬盘 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 西部数据同时也提供面向企业近线存储的RaidEdition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 硬盘 硬盘的保养常识 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 1 读写过程中且忌断电 1 读写过程中且忌断电硬盘的转速大都是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 2 保持良好的工作环境 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 3 防止受震动 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