9.硬盘

第6讲硬盘（HardDisk）掌握硬盘的作用掌握硬盘的分类掌握硬盘的结构掌握硬盘的主要技术参数学习目标第六讲硬盘（HardDisk）硬盘的作用硬盘的分类硬盘的结构硬盘的主要技术参数学习重难点第六讲硬盘（HardDisk）先介绍硬盘的作用，然后介绍硬盘分类，分别按尺寸、接口、厂家分类再介绍硬盘的结构、几个概念、接口知识最后介绍硬盘的参数教学思路一、硬盘简介在电脑中，硬盘的主要作用是能够长期保存程序、数据和文档等，有人把它比作是一个大的“数据仓库”。硬盘的优点是容量大、存取速度快、能够长期保存数据等。与软盘、光盘等存储介质不同，硬盘将盘片、读写数据控制电路等完全封闭在一个铝制或钢制的壳体中硬盘（HardDisk）是计算机系统中一个重要的外部存储设备，是一个利用磁性介质存储数据的金属密封盒状体。在普通环境下不能开盖，以免灰尘进入，导致硬盘损坏。二、硬盘分类1、按硬盘驱动器尺寸分类目前的硬盘产品按内部盘径尺寸分为5.25英寸、3.5英寸、2.5英寸和1.8英寸等几种。5.25英寸：已经被淘汰3.5英寸:适用与台式机2.5英寸和1.8英寸：应用与笔记本2、按接口类型分类如果按硬盘与微机之间的数据接口类型划分，可分为SerialATA接口、IDE接口和SCSI接口硬盘三大类。（1）ATA接口：高级技术附件规格接口ATA接口（AdvancedTechnologyAttachment）是硬盘上的数据传输接口。通过数据线与主板上的IDE（IntegratedDriveElectronics）接口相连。特点：是一种以并行方式传输数据的接口。工作电压5V是两排40针的防插反的矩形口。一个IDE口上最多只能连接两个设备。数据传输率多为133MB/S。（2）SATA接口：串行ATA接口SATA（SerialAdvancedTechnologyAttachment）接口是目前流行的硬盘接口，易于连接、布线简单、有利于散热。特点：采用了串行的方式传输数据，点对点的传输协议可以使驱动器独享带宽。是一种类似电话线的接口。工作电压2.5V一个SATA接口上最多可以串连27个设备。目前SATA的数据传输率为150MB/S，以后会成倍的增长：300MB/S……支持热插拔的功能（3）SCSI接口：小型计算机系统接口SCSI（SmallComputerSystemInterface）接口是一种服务器专用的计算机接口，也有应用到PC机上的。需要用SCSI转接卡进行转接。特点：需要用SCSI转接卡进行转接采用了50线和56线的两排矩形口的连接方式数据传输率是ATA等接口所不能比的SCSI接口上最多可以串连127个设备3、按厂家分类迈拓公司：（Maxtor）主要产品：“钻石”、“金钻”、“星钻”西捷公司：（Seagate）主要产品：“酷鱼”西部数据：（WesternDigital）主要产品：“鱼子酱”日立公司：（Hitachi）主要产品：“日立”这是生产硬盘的四大生产商，各方面都比较出色，但迈拓公司已经被希捷公司收购。另外还有其它的厂家：IBM公司：生产“IBM”硬盘。后来IBM把硬盘事业部卖给了日立公司。昆腾公司：（Quantum）主要产品为“火球”，后来被Maxtor公司收购。三星公司：（Samsung）主要产品为“三星”。富士通公司：（FUJISU）主要产品为“富士通”三、硬盘的结构盘体：由单个或多个盘片重叠在一起组成，是数据存储的载体，也就是保存文件的地方。盘体从物理的角度可分为磁面（Side）、磁道（Track）、柱面（Cylinder）和扇区（Sector）主轴电机：是带动盘体做高速旋转的装置。主轴电机能够达到的转速也是评测硬盘档次的一个重要指标。目前主流硬盘转速在每分钟7200转读写磁头：负责读取与写入数据时与盘片表面的磁性物质发生作用寻道电机：负责带动磁头寻道驱动臂硬盘所有组件1、盘片：盘片是硬盘存储数据的载体，采用把磁性介质涂抹在碟片上来记忆数据，这种磁性介质大多采用金属薄膜材料，比软盘的不连续的颗粒载体具有更高的存储密度，高剩磁和高矫顽等有点。碟片材料多为钢制和玻璃材质，一般不超过5张碟片。单碟容量越大，证明技术越先进。2、读写头（磁头）磁片的每一个存储数据的表面都有一个磁头，磁头被头一个装置（传动轴和传动手臂）控制，在读写数据时，磁头是不接触碟片的，而是悬浮在碟片表面读取数据，与碟片的距离只有3—20×10-6英寸，所以硬盘里是不能进入灰尘的。3、主轴电机：主轴电机带动碟片旋转的装置，个数据送到磁头下方，让磁头顺利读写数据。主轴电机的转速是硬盘的重要技术指标之一，主要有：5400转/分、7200转/分等。4、传动手臂：传动手臂在工作时，是以传动轴为圆心，带动前端的磁头在盘片上做径向运动，起到定位磁头的作用。5、寻道电机寻道电机的作用是在硬盘电机的作用下，带动磁头找到数据所在的磁道。6、电路板：是控制硬盘工作的控制电路板，负责连接各个连部件，保证各部件电路畅通，协调各部件的工作，硬盘缓存位于该电路板上。7、硬盘的电源接口：ATA接口硬盘的电源接口是一个4针的“D”型口SATA接口硬盘的电源接口采用了15针的扁平接口8、硬盘的跳线:硬盘的跳线主要用于控制硬盘的主、从盘状态，光驱上也有。硬盘上一般都印有硬盘跳线的设置。针对ATA接口的硬盘才需要设置主从盘。Masterorsingledrive将该硬盘设置为主驱动器Driveisslave将该硬盘设置为副驱动器Masterwithanon-ATACompatibleslave主设备不是ATA设备时为从盘Cableselect电缆选择（一般不会设置为该选项）采用特殊处理后的数据线设置主从盘，使用数据线中的一根作为选择线，有线为主盘，无线为从盘，在一根ATA的数据线上只能有一个主驱动器，否则会引起系统冲突。四、硬盘中的概念每一个盘片的表面都是一个磁面，这是0磁面磁面上的同心圆就是磁道，最外缘是0磁道所有半径相等的磁道就是个柱面最里面不记录数据，是断电时磁头停留的地方1磁面2磁面1、磁道、磁面、柱面2、扇区格式化后盘片的俯视示意图，可以清楚的看到盘片被化分成等分的扇区（实际扇区当然比这密得多）中心圆孔扇区间隙扇区界限标志，存放标识扇区的编号地址等信息最外缘的磁道为0磁道，向中心靠近的第二条磁道为1磁道，依次类推存储数据区域局部放大五、硬盘接口类型图SATA数据接口SCSI接口IDE接口跳线SATA电源接口硬盘数据线、电源接头六、硬盘主要参数台式机硬盘厚度为3.5英寸，笔记本为2.5英寸目前，使用较多的硬盘的容量主要有120GB、160GB、200GB和400GB等硬盘是由一个或一个以上的盘片组成，单碟容量是每个盘片的容量。单碟容量意味着更高的数据存储密度，更大的总容量，更高的性能单碟容量乘以盘片数等于硬盘总容量目前，主要有并口（PATA）和串口（SATA）两种接口的硬盘。串口硬盘数据传输速率更快，最低150MB/s，SATA2.0为300MB/s缓存是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器。缓存的大小直接影响硬盘存取数据的速度是硬盘盘片在一分钟内所能完成的最大转数。转速越快，存取数据的速度越快指硬盘磁头移动到指定位置所需的时间，该值越小越好指硬盘磁头与缓存之间的数据传输速率，它的高低才是衡量硬盘速度的真正指标是电脑通过硬盘接口从缓存中将数据读出交给相应控制器的速率1、硬盘的容量：硬盘容量大小是硬盘的重要技术参数之一，单位为GB，厂家为了计算方便，把进制单位改为1000，所以硬盘的标称容量会大于硬盘的实际容量。硬盘容量=柱面数（cylinder）*磁头数（head）*扇区数（sector）*512KB（每扇区大小）2、硬盘采用的接口类型：SATA、ATA、USB和IEEE1394等接口。SATAT将成为主流3、主轴电机的转速：转速（Spindlespeed）是指硬盘主轴电机每秒钟的转动的速度，单位是：RPM（RatationPerMinute）即每秒钟硬盘盘片转动的圈数。转速的快慢决定了硬盘的传输速度，是一个重要的技术指标。有5400转/分、7200转/分等。4、硬盘的高速缓存：（Cache）是指硬盘上一块存取速度极快的DRAM内存，主要目的是为了提高硬盘的性能而专门设置的，解决硬盘与内存交换数据时的瓶颈问题。现在多为2MB、8MB。5、最大内部传输率/最大外部传输率（ThroughputRate）吞吐率最大内部传输率：是指硬盘未用缓冲区，磁头读写数据的速度。最大外部传输率：是指内存直接从硬盘缓冲区读取数据的速度。最大内部传输率最大外部传输率6、平均寻道时间：（AverageSeekTime）是指硬盘的磁头从接收到指令起移动到指定的目标磁道且查找到相应的目标数据所用的时间。单位为ms（毫秒）。现在多为：8ms——20ms之间。7、平均等待时间（AverageLatencyTime）是指盘片转动，把目标数据移动到磁头下所需要的时间。现多为：2ms—8ms之间。8、平均访问时间：（AverageVisitTime）是指磁头从开始接收到指令并且开始读写数据的时间的总和。平均访问时间=平均寻道时间+平均等待时间9、持续传输率：是指在正常状态下的平均内部传输率。外部传输率最大内部传输率持续传输率10、S·M·A·R·T（SelfMonitoringAnalysisandReportTechnology）自监测、分析、报告技术是目前厂家普遍采用的一种安全技术，当有异常情况是，就会发出警告，有的还可以自动备份数据。11、MTBF（连续无故障时间）是指硬盘开始运行到出现故障的最长的时间，以小时为单位。一般为：3万——4万小时。12、硬盘的静音技术：主要有液态轴承马达技术和降低寻道噪音技术13、硬盘的防震技术：（1）SPS技术：（ShockProtectionSystem）震动保护技术是昆腾公司开发的一种防震技术，使硬盘能承受10000N的冲击力。（2）ShockBlock技术：是迈拓公司开发的能承受1000G的冲击力。将风险降低到最低。（3）SeaShield技术：是西捷公司开发的一项新技术。第六讲硬盘（HardDisk）本讲讲解硬盘的作用，硬盘分类（分别按尺寸、接口、厂家分类），硬盘的结构，几个概念、硬盘接口知识，硬盘的参数。使得学生更深入地掌握硬盘有关的知识。本讲小结第六讲硬盘（HardDisk）课后作业硬盘的分类有哪几种标准？怎样分类？硬盘由哪几部分组成？接口有哪几种并有什么区别？硬盘的主要技术参数有哪些？