硬盘的发展

硬盘的发展陈焕捷进入前言如今，作为电脑上的标准配置，硬盘早已为大家所接受和熟悉。硬盘是一个计算机系统的数据存储中心，我们运行计算机时使用的程序和数据目前绝大部分都存储在硬盘上。硬盘在各种各样固定存储设备中的地位是最重要的。可你知道硬盘的发展吗？下一页硬盘的发展“纸硬盘”时代磁带与软磁盘的出现磁芯存储器的出现现状下一页“纸硬盘”时代早期的电脑是没有硬盘的，甚至连软盘也没有。最先用于存储电脑数据的介质是纸，当时的方法是给纸带或卡片打孔，再通过一台特别的输入装置用光束扫描纸带：当光束从小孔中通过时，就认作“1”；当光束被纸片挡住时，就认作“0”。这样的输入输出方式速度当然很慢，而且纸带和卡片的保管也很麻烦。像1941夏季能解线性代数方程的计算机，用电容作存储器，用穿孔卡片作辅助存储器，那些孔实际上是烧上的。时钟频率是60HZ，完成一次加法运算用时一秒。返回磁带与软磁盘的出现于1949年，EDVAC成为第一台使用磁带的计算机。这是一个突破，它可以多次在其上存储程序。相对于纸来说，磁带有着更好的韧性和耐用性，并且速度更快。在硬盘出现之前，磁带一直是大型机的主存储器；直到今天，磁带还被用在电脑数据的存储上，不过是作为离线存储器来使用，一般用于大容量数据的备份。但磁带只能线性读取，从磁带的一头到另一头要耗费很长时间，根本无法实现随机存取。在1950年，软磁盘由东京帝国大学的YoshiroNakamats发明。其销售权由IBM公司获得。开创存储时代新纪元。返回磁芯存储器的出现在1953年，磁芯存储器被开发出来。1963年，IBM推出14英寸的硬盘，接着又在1973年推出Winchester（温氏）硬盘。它仍是14英寸的规格，由两个分离的盘片构成（一个固定的和一个可移动的），每张碟片容量为30MB。工作时，磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触；运行时，磁头沿高速旋转的盘片上做径向移动，这便是现在所有硬盘的雏形。“温彻斯特”硬盘首次使用了封闭的环境，并进一步发展了气动学磁头技术，将磁头与盘片之间的距离缩短了17微英寸。今天的硬盘容量虽然高达上百GB，但仍没有脱离“温彻斯特”硬盘的工作模式，依然使用着当时的许多技术，今天高端硬盘容量虽然高达上百GB，但它却仍然没有脱离“温彻斯特”的动作模式。后面是两张IBM公司于1980年在IBM-XT上的一块10M的硬盘图（左图是1980年IBM10MB硬盘的内部结构图，右图为当今硬盘的内部结构），可以看出，除了外形略大，无论外观还是内部结构和现在最先进的硬盘并无大的差别。因此“温彻斯特硬盘”或被称为“现代硬盘之父”。返回现状1986年，为解决老式硬盘的慢速、高成本、可靠性差的缺陷，COMPAQ公司，将老式硬盘进行改进，推出了IDE硬盘。IDE接口的出现，是硬盘发展史上具有划时代意义的事件。到了20世纪80年代末期，IDE逐渐取代了其他接口，1990年后生产的PC机已普遍采用IDE硬盘了。早期的硬盘磁头采用铁磁性物质，不论磁头的感应第三程度还是精密度都不理想，因此硬盘单碟容量均非常低。而一块硬盘内封装的盘片数非常有限（即使是现在的硬盘，封装的盘片通常也就3~5片），因此硬盘的总容量会受到非常大的限制。到了1979年，薄膜磁头的出现，进一步减小了硬盘体积，增大了容量。MR磁头技术是IBM公司在80年代末期研发成功的，其核心是一片金属材料，电阻随磁场的变化而变化。磁阻元件连着一个十分敏感的放大世纪90年代，IBM公司将MR磁头技术应用于3.5英寸和2.5英寸硬盘中，使得普通电脑用户使用的硬盘容量首次达到了1GB，硬盘容量开始迈入GB时代。返回认识硬盘常见术语容量和缓存平均寻道时间和转速下一页认识硬盘常见术语容量：单位是MB或GB。影响容量的两个因素是单碟容量和碟片数量。顾名思义，单碟容量也就是在单张盘片上所能存储的信息容量，单盘容量越大，实现大容量硬盘也就越容易，寻找数据所需的时间也相对减少。现在硬盘的单碟容量是越做越大了，一般都可以达到20G。单碟容量提高的同时，硬盘的生产成本也随之而降低，缓存：由于CPU运算与硬盘读取之间存在着巨大的速度差异，为了解决硬盘在读写数据时CPU的等待问题，在硬盘上设置适当的高速缓存，以解决二者之间速度不匹配的问题。硬盘缓存与主板上的高速缓存作用一样，是为了提高硬盘的读写速度，。IDE硬盘的高速缓存一般为512K到2M之间，主流硬盘的数据缓存应该为2MB，而在SCSI硬盘中最高的数据缓存现在已经达到了16MB。返回认识硬盘常见术语平均寻道时间：这个指标指磁头从得到指令到寻找到数据所在磁道的时间，它是代表硬盘读取数据的能力，单位为毫秒，需要注意的是它与平均访问时间有差别。平均寻道时间越小越好，现在选购硬盘时应该选择平均寻道时间低于9毫秒的产品。转速：转速指的是硬盘内电机主轴的转动速度，其单位是RPM(RoundPerMinute，每分钟旋转次数)，它直接影响硬盘的数据传输率，理论上转速越快数据传输率就越大。目前IDE接口的硬盘主轴转速一般为5400和7200rpm(转/秒)，主流硬盘的转速为7200RPM，更快的转速可以使平均等待时间和平均寻道时间减短，更快地寻找所需要的数据，同时硬盘的内部传输率也会提高，使读写速度加快。返回结语技术的前进，总是将电脑系统朝人们喜欢的方面发展，而体积更小、速度更快、容量更大、使用更安全就是广大用户对硬盘的最大期望。