硬盘基础知识.1ppt课件

硬盘的基本知识，什么是硬盘？硬盘(也叫硬盘存储器)是存储各种数据的主要场所之一。常用的操作系统(如视窗98等。)，各种应用软件、数据和游戏都存储在硬盘上，这是计算机的重要组成部分之一。硬盘的工作原理和存储在硬盘中的数据是根据电磁转换原理实现的。硬盘驱动器通电后，磁盘由主轴电机驱动高速旋转，安装在磁盘表面的磁头在电路的控制下径向移动到指定位置，然后存储或读取数据。当系统向硬盘写入数据时，由磁头中的写入数据电流产生的磁场改变了磁盘表面上磁性物质的状态，并且即使在写入电流磁场消失后也可以保持。当系统从硬盘读取数据时，磁头通过磁盘的指定区域，磁盘表面的磁场改变磁头产生的感应电流或线圈阻抗，经相关电路处理后恢复为数据。硬盘发展的历史。1956年，美国国际商用机器公司生产了世界上第一个容量为5MB的硬盘。1968年，IBM还提出了温彻斯特技术。温彻斯特技术的精髓是：“一个密封的、固定的、高速旋转的电镀磁盘，磁头沿磁盘径向移动，悬浮在高速旋转的磁盘上，不与磁盘直接接触”，这也是大多数现代硬盘的原型。1973年，IBM使用温彻斯特技术制造了第一个硬盘。此后，硬盘技术的发展有了正确的结构基础。目前使用的大多数硬盘都是这项技术的延伸。硬盘的结构，硬盘的大小主要是5.25英寸和3.5英寸，现在3.5英寸硬盘在市场上被广泛使用。笔记本电脑有2.5英寸、1.8英寸和0.9英寸。硬盘主要由磁盘、磁头、磁盘转轴和控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等组成。硬盘的主要部件和硬盘的外部结构都在硬盘的正面贴有硬盘标签，标签上通常标有与硬盘相关的信息，如产品型号、产地、生产日期、产品序列号等。硬盘一端设有电源接口插座、主从跳线和数据线接口插座，硬盘背面设有控制电路板。一般来说，硬盘的外部结构可以分为以下几个部分：硬盘的正面、硬盘的背面和接口，包括电源插座和数据接口，电源插座与主机电源连接，为硬盘工作提供电源保障；数据接口是硬盘数据和主板控制器之间进行传输和交换的纽带。根据连接方式的不同，分为EIDE接口和SCSI接口。固定面板是硬盘前面的面板，与底板结合成一个密封的整体，保证硬盘和机构的稳定运行。面板上最显眼的是产品标签，上面印有产品型号、序列号、产品、生产日期和其他信息。固定面板和盘体的侧面也设有安装孔，便于安装。此外，还有一个通气孔，其功能是保持硬盘的内部压力与大气压力一致。固定面板、控制电路板，通常在硬盘的背面，大多焊接有贴片元件，包括主轴速度控制电路、磁头驱动和伺服定位电路、读写电路、控制和接口电路等。电路板上还有一个高效的单片机只读存储器芯片。其固化的软件可以初始化硬盘，加电启动主轴电机，加电初始搜索，定位和故障检测等。电路板上还安装有不同容量的高速缓存芯片。硬盘内部结构由固定面板、控制电路板、磁头、磁盘、主轴、电机、接口等附件组成，硬盘组件(HDA)是硬盘的核心，硬盘的内部结构，看看硬盘的内部结构。硬盘的内部结构，看看硬盘的内部结构。浮头组件是硬盘中最精确的部件之一。它由读写头、传动臂和传动轴组成。磁头是硬盘技术中最重要、最关键的环节。实际上，它是由集成技术制造的多个磁头的组合。它采用非接触式磁头和磁盘结构。通电后，磁头在高速旋转的磁盘表面移动，磁头与磁盘之间的间隙仅为0.10.3m，因此可以获得良好的数据传输速率。目前，7200转/分的硬盘间隙一般小于0.3m，这有利于读取大的高信噪比信号，并提供数据传输速率的可靠性。分类、浮动磁头组件、磁头驱动机构、硬盘寻道是通过移动磁头来实现的，而移动磁头需要该机构的驱动。磁头驱动机构由电磁线圈电机、磁头驱动小车和防振装置组成。本发明能够在很短的时间内正确驱动和定位磁头，准确定位系统指令指定的轨迹。磁盘是硬盘存储数据的载体。目前，硬盘大多是由金属薄膜制成的。这种金属膜比软盘的不连续粒子载体具有更高的存储密度、更高的剩磁和更高的校正。此外，IBM还拥有一种叫做“玻璃盘”的材料作为盘的基底。玻璃盘在运行中比普通盘具有更好的稳定性。硬盘是完全扁平的，可以用作镜子。在圆盘的表面上，圆盘的中心是圆的中心，不同半径的同心圆称为轨迹。由不同磁盘上相同半径的磁道组成的柱面称为柱面。磁盘被分成许多扇形区域，每个区域称为一个扇区。磁盘的数据结构按照磁道从低到高可分为五个部分：磁盘、主引导记录(MBR)，位于硬盘的0缸、磁头0和扇区1的位置，称为零磁道位置。它由分区命令Fdisk生成。膜生物反应器结束标志是55AA。磁盘切片，DBR(磁盘引导记录，磁盘引导记录)，该层位于硬盘的柱面0、磁头1和扇区1的位置，由格式化命令Format生成。DBR尾旗也是55AA。磁盘片，FAT(文件分配表)位于硬盘的柱面0、磁头1和扇区2的位置。FAT的表面大小由硬盘容量决定。当目录进入DOS模式时，屏幕上显示的内容就是该区域的内容。数据层主要负责将数据存储在硬盘中。当数据被复制到硬盘时，数据被存储在这个区域。硬盘容量=列数*扇区数*磁头数*字节数/扇区数，主轴组件，主轴组件包括主轴部件，如轴承和驱动电机(马达)等。随着硬盘容量的扩大和速度的提高，主轴电机的速度也在不断提高。一些制造商已经开始采用精密机械行业的液体轴承电机技术(FDB，流体动力轴承电机)。使用FDB电机不仅可以降低硬盘的工作噪音，还可以提高硬盘的工作稳定性。由于磁头读取的信号较弱，将放大电路密封在空腔内可以减少外部信号的干扰，提高操作指令的准确性。硬盘接口类型，IDE有两种传输模式：PIO，DMASCSI比较，硬盘性能指标，硬盘也是计算机的重要组成部分，对计算机的整体性能也起着决定性的作用。让我们介绍一下硬盘的主要性能指标。硬盘的主轴转速是决定硬盘内部数据传输速率的决定性因素之一。它在很大程度上决定了硬盘的速度，也是区分硬盘等级的重要标志。从目前的情况来看，7200转/分硬盘已经逐渐取代5400转/分硬盘成为国内市场的主流，而高速硬盘，如SCSI硬盘，其主轴转速为10000转/分甚至15000转/分，但由于价格原因，普通用户很难接受。主轴速度，随着硬盘速度的增加，会使硬盘的发热量不断增加。如果硬盘散发的热量不能及时传导出去，硬盘就会发热。因此，硬盘冷却风扇可以安装在硬盘上，以增强冷却效果。每个磁盘的存储，因为标准硬盘中的磁盘数量有限，所以通过增加磁盘来扩大容量以满足不断增长的存储容量需求是不可行的。只有增加每个光盘的容量，这个问题才能得到根本解决。每盘存储的一个重要意义在于提高硬盘的数据传输速度。硬盘单位磁盘存储量的提高得益于数据记录密度的增加，数据记录密度与数据传输速率成正比。每个磁盘的存储量越大，其数据传输速率就越高。缓存是指硬盘中的高速内存。硬盘的数据由磁头读取并存储在硬盘上的高速缓存芯片中，然后通过接口传输给系统。高速缓存的容量和速度直接影响硬盘的速度。目前，硬盘的缓存一般为512KB2MB，最新的8MB缓存硬盘。最大内部数据传输速率，也称为持续传输速率，以MB/s为单位进行测量。它是指从磁头到硬盘缓存的最大数据传输速率，通常取决于硬盘的磁盘转速和磁盘线密度(指同一磁道上的数据容量)。请注意，Mb/s或Mbps通常用于该指示器，表示兆位/秒。如果需要转换为兆字节/秒(兆字节/秒)，则兆字节/秒数据必须除以8(每字节8位)。外部数据传输速率，也称为突发数据传输速率，是指从硬盘缓冲区中读取数据的速率，以兆字节/秒为单位。目前，有三种UltraDMA/33、UltraDMA/66和UltraDMA/100。现在主流硬盘都采用了UltraDMA/100技术，外部数据传输速率可以达到100 MB/s，寻道时间是指硬盘磁头移动到数据所在磁道所用的时间，单位为毫秒(ms)。寻道时间分为平均寻道时间和磁道步进时间：平均寻道时间是磁头移动到磁道中间所需的时间，单位为毫秒(ms)；磁道到磁道步进时间表示磁头从一个磁道移动到另一个磁道的时间，单位为毫秒(ms)。潜伏期，表示当磁头移动到数据所在的磁道时，等待所需的数据块继续旋转(半圈或更多、更少)到磁头下的时间，其单位是毫秒(ms)。平均潜伏期是椎间盘旋转半圈的时间。完整访问时间(平均访问时间)，指磁头开始移动直到最终找到所需数据块所用的总时间，单位为毫秒(ms)。平均访问时间是指磁头找到指定数据的平均时间(毫秒)。它通常是平均寻道时间和平均延迟的总和。嘿。连续无故障时间(MTBF)，指硬盘从启动到故障的最长时间，单位为小时。典型硬盘的平均故障时间至少为30，000小时。新的磁头技术，磁阻磁头技术，可以实现更高的实际记录密度和记录数据，从而增加硬盘容量和数据吞吐量。巨磁电阻磁头利用特殊材料的电阻值随磁场变化的原理来读取磁盘上的数据。它使用具有更好的磁阻效应和多层薄膜结构的材料，从而实现更高的存储密度。S.M.A.R.T技术、s.m.a.r.t(自我监控、分析和报告技术、自动监控、分析和报告)技术可以有效地保护硬盘，使硬盘能够监控和分析其工作状态和性能，并显示出来。SPS防震技术，SPS(ShockProtectionSystem)是由quantum公司开发的，它使硬盘在受到冲击时保持磁头不振动，磁头和磁头臂固定在磁盘上，冲击能量被硬盘的其他部分吸收，从而有效地提高硬盘的防震性能，最大限度地防止硬盘在运输、使用和安装过程中因振动而损坏。硬盘主要有三种工作模式，即：正常模式。正常模式，正常(NORMAL mode)是最早的集成开发环境模式。当访问硬盘时，基本输入输出系统和集成开发环境控制器不进行任何参数转换。此模式支持的最大硬盘容量为528兆字节。换句话说，在这种模式下，硬盘的实际物理容量只有528米。LBA模式、LBA(逻辑块寻址、逻辑块寻址)是一种克服528兆字节限制的新硬盘访问方法。在LBA模式下，设置的参数(如柱面、磁头、扇区)不是实际硬盘的物理参数。当访问硬盘时，IDE控制器将由柱面、磁头、扇区和其他参数确定的逻辑地址转换为实际硬盘的物理地址。在LBA模式下，托管硬盘空间可以达到8.4GB。但现在新的主板可以使LBA支持超过100GB的硬盘。大型模式，大型(大型管理模式)用于硬盘柱面超过1024，并且不受LBA支持的情况。大型模式使用的方法是将柱面数除以2，将磁头数乘以2，这样一些硬盘的柱面数就小于1024，但结果的总容量保持不变。在大型模式下，可支持的最大容量为1GB。ATA/100、ATA/100是量子公司在原有ATA/66的基础上与几家主要制造商联合推出的新一代接口类型。这是quantum公司申请硬盘接口开发专利的第三代技术。该接口已得到英特尔公司和其他一些一流芯片制造商的支持，并已正式确立为下一代硬盘接口类型。其最大的特点和优势是将硬盘的最大外部数据传输速率提高到100兆/秒。ATA/100硬盘还采用40针接口，向后兼容，ATA/100还支持CRC检错和纠错技术，使用户在享受高速的同时保证用户数据的安全性和完整性。ATA/100(DMA100)标准于2000年6月2日在美国正式建立。ATA/133、ATA/133是并行ATA的原始技术特征的完整延续。从根本上说，它与广泛使用的ATA/100没有什么不同。它只将硬盘接口带宽扩大到133兆字节/秒，更大的带宽意味着系统可以支持更高的传输速率。ATA/133的接口电缆与ATA/100完全相同，后者是一种40针80芯硬盘电缆。它们都支持循环冗余校验循环校正和支持信噪比等。由于这个硬盘接口是由迈拓独立建立的，迈拓所谓的快速驱动器实际上是ATA/133的技术核心。其他类型的硬盘、移动硬盘、闪存、易盘/u盘、移动硬盘和移动硬盘都是重要的移动存储设备，具有容量大、插拔方便、安全性和可靠性强、读写速度比其他移动存储设备更快的特点。随着各种产品的逐步上市，价格也在逐渐下降。移动硬盘越来越为人们所熟知，并因其使用和携带方便而被越来越多的人所接受。USB