第6章硬盘驱动器

计算机组装与维护教程,主讲人：刘来山,第6章硬盘驱动器,6.1硬盘驱动器组成结构6.2硬盘驱动器的工作原理及主要性能指标6.2.1硬盘驱动器的工作原理6.2.2硬盘驱动器的主要性能指标6.2.3硬盘的三种工作方式6.3硬盘驱动器的选购和安装方法6.3.1硬盘驱动器的选购6.3.2硬盘驱动器的安装方法6.4习题,6.1硬盘驱动器的组成结构1.硬盘的外部结构硬盘从外观上看，由电源接口、数据接口、控制电路板、固定盖板、安装螺孔等组成。各种硬盘的结构都是相似的，如图8-2所示。,2.硬盘的内部结构,2.内部结构：它由磁头、盘片、主轴、电机、接口及其他附件组成，其中磁头盘片组件是构成硬盘的核心，它封装在硬盘的净化腔体内，包括有浮动磁头组件、磁头驱动机构、盘片、主轴驱动装置及前置读写控制电路这几个部分。（1）磁头驱动机构：硬盘的寻道是靠移动磁头，而移动磁头则需要该机构驱动才能实现。磁头驱动机构由电磁线圈电机、磁头驱动小车、防震动装置构成，高精度的轻型磁头驱动机构能够对磁头进行正确的驱动和定位，并能在很短的时间内精确定位系统指令指定的磁道。,（2）盘片：硬盘的盘体由多个重叠在一起并由垫圈隔开的盘片组成，盘片是表面极为平整光滑且涂有磁性物质的金属圆片。（3）主轴组件。主轴组件包括主轴部件如轴承和马达等。硬盘在工作时，通过马达的转动将用户需要存取的资料所在的扇区带到磁头下方，马达的转速越快，用户存取数据的时间也就越短。,6.2硬盘驱动器的工作原理及主要性能指标6.2.1硬盘驱动器的工作原理硬盘的工作原理很简单，硬盘可以读取和写入保存数据，写入数据实际上是通过磁头对硬盘片表面的可磁化单元进行磁化，就象录音机的录音；不同的是，录音机是将模拟信号顺序地录制在涂有磁介质的磁带上，而硬盘是将二进制的数字信号以环状同心圆轨迹的形式，一圈一圈地记录在涂有磁介质的高速旋转的盘面上。读取数据时，只需把磁头移动到相应的位置读取此处的磁化编码状态即可。,SATA简介,使用SATA（SerialATA）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、支持热插拔的优点。,SATA工作原理,串口硬盘是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型，由于采用串行方式传输数据而知名。相对于并行ATA来说，就具有非常多的优势。首先，SerialATA以连续串行的方式传送数据，一次只会传送1位数据。这样能减少SATA接口的针脚数目，使连接电缆数目变少，效率也会更高。实际上，SerialATA仅用四支针脚就能完成所有的工作，分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据，同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。其次，SerialATA的起点更高、发展潜力更大，SerialATA1.0定义的数据传输率可达150MB/s，这比目前最新的并行ATA（即ATA/133）所能达到133MB/s的最高数据传输率还高，而在SerialATA2.0的数据传输率将达到300MB/s，最终SATA将实现600MB/s的最高数据传输率。,6.2.2硬盘驱动器的主要性能指标1.硬盘容量：未格式化容量硬盘的物理最大容量。格式化容量实际可用的容量。通常格式化容量只有原来的80%左右。2.RPM：主轴的转速。现在一般为7200转/分。转速越快，硬盘的速度就越快，但同时发热量、震动、噪音以及硬盘的寿命都会下降。3.平均寻道时间：指硬盘磁头移动到指定磁道上所花费的时间。4.平均潜伏时间：指相应磁道旋转到磁头下的时间，其单位是毫秒。5.平均访问时间：平均寻道时间与平均潜伏时间的总和。,6.数据传输率：当硬盘找到某数据后，将数据内容传送至CPU进行处理的速度称数据传输率。外部数据传输率：硬盘的缓存与主存之间的交换数据速度。内部数据传输率：把硬盘磁头从缓存中读写数据的速度。常用MB/s(兆字节/秒)或Mbps（兆位/秒）为单位，关系式：MB/s=mbps/8,7.缓存：硬盘与外部总线交换数据的场所。容量：128KB、256KB、512KB、2MB种类：写通式：读盘时系统先检查请求，寻找所要的数据是否在Cache中，如果在（称命中），缓存就发送相应的数据，不再访问磁盘。回写式：在写入硬盘数据时也在缓存中找，如果找到就由缓存就数据写入盘中，现在的多数硬盘都是采用的回写式硬盘，这样就大大提高性能。,8.其他参数：硬盘表面温度（SurfaceTemperature）MTBF（平均无故障时间）单碟容量数据保护技术,6.2.3硬盘的三种工作方式1.NORMAL普通模式：528MB2.LBA（LogicalBlockAddressing）逻辑块模式：8.4GB3.LARGE巨大模式：160GB6.3硬盘驱动器的选购和安装方法6.3.1硬盘驱动器的选购目前市场上的硬盘产品除了IBM、迈拓Maxtor、希捷Seagate、西部数据WesternDigital等品牌外，还有如三星Samsung、富士通Fujitsu这些OEM硬盘品牌，另外长城科技股份有限公司也已经开始生产销售中国自主生产的高容量高速硬盘。,6.3.2硬盘驱动器的安装方法1.设置硬盘驱动器主、从跳线2.将硬盘固定在安装架上3.连接硬盘电源线4.连接硬盘数据线下面以广泛使用的IDE接口硬盘为例，介绍硬盘数据线如何连接。IDE接口硬盘数据线也有两种形式，即单硬盘线和双硬盘线。对于支持IDE接口硬盘的主机板（板上集成IDE接口）或多功能卡，上面有两个IDE接口插槽，它们通常标识为IDE1或PrimaryIDE、IDE2或SecondaryIDE，如图8-11所示。,电源接口：将主机的电源与此相连，以给硬盘供电。注意“梯形”接线方向，方向错误将无法插入。数据线：数据线用于连接硬盘与主板IDE接口，作数据传输之用。主板IDE口与硬盘数据线接口均为40针接口，而数据线则分40线与80线两种。注意，硬盘的数据线有方向之分，反接的话硬盘将无法工作。,主从跳线：主板上一般只有两个IDE接口，每一根接线有三个接口，其中一个接主板的IDE接口，另两个则可以接两个IDE设备，包括硬盘、光驱、刻录机等。在同一根接线上如果接两个IDE接口设备，则其中一个是主盘(Master)，另一个为从盘(Slave)。究竟是作为主盘还是从盘则要通过硬盘或光驱背面的“主从跳线”进行设置，否则将无法正常使用。一般来说，硬盘缺省的跳线设置为主硬盘，光驱的缺省设置则为从盘。具体的设置方法在硬盘或光驱的机壳上均有设置说明。,6.4习题1.理解硬盘的主要技术参数。2.通过市场和上网查询目前主流的硬盘型号、