2023年12月16日发(作者：军君昊)

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第六章 硬 盘

学习要点:

一、硬盘的分类

二、硬盘的接口类型

三、硬盘的选购（性能指标）

四、硬盘的品牌

概 述

磁盘（磁盘驱动器）用来记录电脑中的各类数据、程序和信息，分为硬盘驱动器（ＨＤ）、软盘驱动器（ＦＤＤ）光盘驱动器。近几年硬盘、光驱在容量以及数据传输速度上有很大的发展。

硬盘是电脑的主要外部存储设备（不可缺少的），由硬盘接口卡（数据线）、驱动器和硬磁盘（盘片）组成，它固定安装在机箱内部。驱动器、和硬磁盘（盘片）封装在一个金属壳中，保证读／写精度，并能保护其中的机械结构和盘上的数据。硬盘通过数据线和主机相连。硬盘具有存储容量大、存取速度快、可靠性高的特点。

一、 硬盘的分类

１、 按盘径尺寸分

有5.25英寸（淘汰）、３.5英寸（台式机主流）、２.5/1.8英寸（笔记本电脑或精密仪器使用）

２、 按接口类型分

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 ＩＤＥ［集成驱动器（控制器与盘体）电子设备、ＥＩＤＥ（扩展ＩＤＥ）、ＰＡＴＡ、ＡＴＡ］：也叫并口硬盘，台式电脑中使用的硬盘，通过数据线与主板的ＩＤＥ口相连，数据线有40线、８０线两种，８０线的抗干扰能力强、数据传输速度快，按数据传输速度有ATA/33/66/100/130MB/S的硬盘，使用ATA/66/100/130硬盘时必须用80线的数据线才能发挥性能。

 ＳＡＴＡ（Ｓerial ATA）：也叫串口ＡＴＡ硬盘，外观与ＡＴＡ硬盘一样，但数据线与接口是4线（针）的，数据传输速度是ＡＴＡ的几倍，可达ATA/150－600MB/S。

 SCSI(小型计算机系统接口)：先是用在小型计算机中后移植到普通电脑上，使用50线数据线，特点是：ＣＰＵ占用率低、数据传输速度快，可连接设备多（３２个）、价贵，用于服务器、高档电脑中。

 ＵＳＢ（通用串行总线接口）：移动硬盘，支持热插拨，传输速度快（１２－４８０ＭＢ／Ｓ）

二、 硬盘的选购（性能指标）

１、 硬盘的接口类型：可供选择的有ＩＤＥ和ＳＡＴＡ（稍贵一点，大势所趋，资金允许可考虑，但注意主板要支持）。

２、 硬盘的容量：单位是GB，有８0－２００GB。

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３、 硬盘的转速：主流的为7200转／分，而目前最快的达到１0000转／分，老硬盘5400转／分。

４、 缓存大小：对硬盘性能提高有明显的帮助（提高读取硬盘数据的速度），容量有2/8ＭＢ。

５、 选择名牌大厂的产品：生产硬盘的大厂家有：Maxtor（迈拓、金钻）、Seagate(希捷)、Western Digital(西部数据)、IBM、Samsung（三星）、Quantum(昆腾)、日立、富士通等。

附录：有关硬盘的详细介绍

一、硬盘技术用语

1、MR（Magreto Resistive Head）磁阻磁头

——采用分离式的磁头结构：写入磁头仍采用传统的磁感应磁头（MR磁头不能写操作），读取磁头则采用新型的MR磁头，即所谓的感应写、磁阻读。另外，MR磁头是通过阻值变化而不是电流变化去感应信号幅度，因而对信号变化相当敏感，读取数据的准确性也相应提高。

优点：提高盘片道密度，可提高硬盘容量30%

2、GMR（Giant MR）超磁阻磁头

——GMR磁头与MR磁头一样，是利用特殊材料的电阻值随磁场变化的原理来读取盘片上的数据，但是GMR磁头使用了磁阻效应更好的材料和多层薄膜结构，比MR磁头更为敏感，相同的磁场变化能引起更大的电阻值变化，从而可以实现更高的存储密度，现有的MR磁头的盘片密度为3Gbit－5Gbit/in2（千兆位每平方英寸），而GMR磁头可达10Gbit－40Gbit/in2以上。

优点：信号检测灵敏度比MR磁头高出至少十倍

3、S.M.A.R.T.技术

——全称是Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology，即“自监测、分析及报告技术”。支持S.M.A.R.T.技术的硬盘通过硬盘上的监测电路和主机上的监测软件对磁头、盘片、马达、电路的运行情况与历史记录及预设的安全值进行分析、比较，当出

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现安全值范围以外的情况时，会自动向用户发出警告。

优点：减少数据丢失，可以对硬盘潜在故障进行有效预测，提高数据的安全性。

4、SPS技术

SPS（Shock Protection System）震动保护系统 是由昆腾公司开发，应用在火球七代EX系列以后产品。SPS的设计原则就是在撞击到来时，保持磁头不受震动，磁头和磁头臂停泊在盘片上，冲击能量被硬盘其他部分吸收，这样能有效地提高硬盘的抗震性能，使硬盘在运输、使用及安装的过程中最大限度地免受震动的损坏。

5、DPS技术

DPS（Data Protection System）数据保护系统 DPS可快速自动检测硬盘的每一个扇区，并在硬盘的前300M空间定位存放操作系统或其他应用系统的重要部分。当系统发生问题时，DPS可以在90秒内自动检测并恢复系统数据，即使系统无法自举，也可以用包含DPS的系统软盘启动系统，再通过DPS自动检测并分析故障原因，尽可能保证数据不被丢失。如果错误发生在非主分区，采用DPS扩展检测方式仍可继续检测硬盘的所有数据，时间长短根据硬盘容量而定，正常情况下不会超过20分钟。

6、Ultra DSP (超级数字信号处理器)

①进行数字运算，比一般CPU快1050倍

②提供处理及驱动接口的双重功能

③优点：不占用更多CPU资源，提高系统性能

二、硬盘原理和结构

（一）、硬盘的原理

1、磁头

①电磁感应式磁头:传统的磁头是读写合一的电磁感应式磁头

②MR磁头:即磁阻磁头，采用分离式的磁头结构：写入磁头采用传统的磁感应磁头（MR磁头不能进行写操作），读取磁头采用新型的MR磁头，即所谓的感应写、磁阻读。

③GMR磁头：采用多层结构和磁阻效应更好的材料制作的GMR磁头

2、磁道

当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨

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迹，这些圆形轨迹就叫做磁道。

3、扇区

磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段便是磁盘的扇区，每个扇区可以存放512个字节的信息，磁盘驱动器在向磁盘读取和写入数据时，要以扇区为单位。

簇的概念，它是文件存储的最小单位，软盘的簇只有一个扇区。在硬盘上，簇的大小和分区大小有关： 比如，当分区容量介于64M和128M之间时，每个簇有4个扇区；介于128M和256M之间时，每簇有8个扇区；而当分区容量大于1024M时，每簇的扇区数目将超过64，容量达到32KB以上。在此时一个1字节的文件在硬盘上也会占用32KB的空间。 所以，你要根据具体情况来进行合理分区，以免浪费很多的硬盘空间。如果您使用的Windows 95 OSR2或者Windows 98的话，可以利用它们提供的FAT32分区，使硬盘的每一个簇小到4K。

4、柱面

硬盘通常由重叠的一组盘片构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的“0”开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为磁盘的柱面。磁盘的柱面数与一个盘面上的磁道数是相等的。由于每个盘面都有自己的磁头，因此，盘面数等于总的磁头数。

所谓硬盘的CHS,即Cylinder（柱面）、Head（磁头）、Sector（扇区），只要知道了硬盘的CHS的数目，即可确定硬盘的容量：

硬盘的容量=柱面数×磁头数×扇区数×512B 例如：16×1024×63×512=528MB

（二）、硬盘的结构

1、硬盘外部结构

（1）接口：包括电源接口插座和数据接口插座两部分。

电源插座就是与主机电源相连接，为硬盘正常工作提供电力保证。

数据接口插座则是硬盘数据与主板控制芯片之间进行数据传输交换的通道，使用时是用一根数据线将其与主板IDE接口或与其他控制适配器的接口相连接。

数据接口可分成IDE接口（40针）和SCSI接口（80芯）两种。

（2）控制电路板：它包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、高速缓存、控制与接口电路、ROM芯片、缓存（Cache）等。

在电路板上一块ROM芯片，里面固化的程序可以进行硬盘的初始化，执行加电和启动主轴电机，加电初始寻道、定位以及故障检测等。

读写电路的作用就是控制磁头进行读写操作。磁头驱动电路直接控制寻道电机，使磁头定位。主轴调速电路是控制主轴电机带动盘体以恒定速率转动的电路。缓存（Cache）

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对磁盘性能所带来的作用是在读取零碎文件数据时，大缓存能带来非常大的优势。

（3）外壳：

硬盘的外壳与底板结合成一个密封的整体，正面的外壳保证了硬盘盘片和机构的稳定运行。在固定面板上贴有产品标签，上面印着产品型号、产品序列号、产地、生产日期等信息。除此，还有一个透气孔，它的作用就是使硬盘内部气压与大气气压保持一致。另外，硬盘侧面还有一个向盘片表面写入伺服信号的Servo孔。

2、硬盘内部结构

（1）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。

（2）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。

（3）盘片：盘片是硬盘存储数据的载体。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。它们通过表面的磁性物质结合在一起。这种特殊物质的金属磁盘具有更高的记录密度和更强的安全性能。

（4）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。

三、硬盘的基本技术

1、硬盘容量

未格式化容量——硬盘的特性最大容量。格式化容量——实际可用的容量。

2、RPM（主轴转速）

台式机电脑——硬盘转速7200RPM比5400RPM快速33%

笔记本电脑——硬盘转速不超4500RPM

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。

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常见硬盘（大约5～13毫秒）

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。

一般常见（1～5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。

一般常见（11～18毫秒之间）

6、数据传输率——当硬盘找到某数据后，将数据内容传送至CPU进行处理称数据传输率（MB/s为单位）

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、2M

Cache是一高速的SRAM，类型分为EDO或SDRAM有写通式和回写式。

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（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、硬盘读写模式

NORMAL模式——指是硬盘的实际物理参数。容量：16×1024×63×512=528MB

LARGE模式——为不支持LBA设置而准准备。容量：32×512×63×512=1GB

LBA模式——解决突破528MB容量问题。容量：255×1024×63×512=8.4GB

四、硬盘接口技术

1、IDE（集成驱动器电子部件）

特点：①常用在486主板硬盘接口 缺点：①只能驳接两个设备

②并行传送方式：16位 ②可管理最大容量528MB

③数据传输率：10MB/s

2、EIDE（扩展IDE）

特点： ①由WD（西部数据）公司先推出 ②驳接符合IDE标准的四个硬盘

③连接符合ATAPI（嵌入式组合界面）④管理硬盘的容量最大能8.4GB

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3、Fast ATA（AT嵌入式接口）

特点： ①Quantum对IDE接口听重大改进 ②单个盘最大容量支持到8.4GB

③与早期的IDE接口兼容 ④比普通IDE接口有了成倍提高

4、SCSI（小型计算机系统接口）

特点：①极低的CPU占用率 ②可驱动外部件多（扩展最多可带32个）

③可靠性高，数据传输速度快、定义规范、互换性好④SCSI设备费用较高

5、FC技术（光纤通道）

特点：①最新出台的一种硬盘技术 ②数据传输率100MB/s

③该技术已应用到Quantum、Seagate、IBM

五、硬盘的物理安装

所谓的硬盘物理安装，指的是将硬盘装进机箱，设置跳线并接好电源线和数据线的过程。在进行安装之前，我们先来认识一下硬盘的接线端面：

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。

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。通常有这几种跳线和标识如：

PK：当这个跳线短接时，磁头被固定在安全位置，防止运输过程中磁头的移动。

CS：Cable Select，此方式利用经过特殊处理的数据线来设定主盘和副盘，第28根数据线为选择线，有则为主盘，无则为副盘，这种方法很少见。

MA/DS：当这个跳线短接时，硬盘作为主盘 (Dual/Master)。

SL/SP：当这个跳线短接时，硬盘作为副盘 (Slave)。

硬盘的跳线一般不会超出这四种，有些硬盘只采用一个跳线来设置主盘或副盘，比如，当短接时作主盘，断开时作副盘。

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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。其中80线亦称为UDMA/66硬盘线，主要用于Ultra ATA 66/100/133硬盘，增加的40根地线作隔离干扰之用。要发挥Ultra ATA 66/100/133硬盘的优势，UDMA/66硬盘线。Ultra ATA 33硬盘也可以使用UDMA/66硬盘线，但不会因此带来任何好处。注意，硬盘的数据线有方向之分，反接的话硬盘将无法工作。数据线的一侧有一红线，红线侧必须与IDE接口的第1/21针相连接。按以上所说设置好主从跳线并接好电源线、数据线之后，就可以把硬盘固定在机箱上的3.5"托架上。当然，你也可以先固定，再接线。硬盘可以水平安装也可以垂直安装，两者并无不同。有人说硬盘垂直安装会影响硬盘的寿命，这种说法并不科学。但需要注意的是，水平安装时裸露面（可以见到电路板的一面）要朝下，以免积聚灰尘。至此，硬盘的物理安装大功告成

六、硬盘的分区和格式化

1、分区（FDISK）：把一个物理硬盘划分为几个逻辑盘来使用。

2、硬盘的高格和低格

分区和格式化处理为电脑在硬盘上存储数据起到标记定位的作用，是安装软件前的必要过程。

格式化硬盘: 软盘只需要一次格式化，硬盘却需要两级，即低级格式化和高级格式化。

硬盘的低级格式化就是在每个磁片上划分出一个个同心圆的磁道、扇区、标注地址信息、设置交叉因子、修复逻辑坏道等低层操作，它是物理格式化。低级格式化会彻底清除硬盘里的内容，应谨慎使用，同时它也可以清除硬盘上所有的病毒和修复逻辑坏道；低级格式化需要用专门与硬盘配套的软件，有些主板的BIOS里也有这种程序。 低级格式化次数多了将可能损伤盘片磁介质对硬盘是有害的。一般没有必要对硬盘进行这种操作。现在的硬盘在出厂前都已完成了这项工作，我们就不用再对它作低级格式化。

我们平时在给电脑安装软件时，用 FORMAT C：命令对硬盘所作的格式化指的是高级格式化。高级格式化将清除硬盘上的数据，生成BOOT区信息，初始化FAT表，标注逻辑坏道等工作。硬盘是一个精密的机械设备，但我们并不能保证它永远不会出现故障，所以对重要数据的备份是非常重要的，在这一点上最好不要抱侥幸心理。

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2023年12月16日发(作者：军君昊)

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第六章 硬 盘

学习要点:

一、硬盘的分类

二、硬盘的接口类型

三、硬盘的选购（性能指标）

四、硬盘的品牌

概 述

磁盘（磁盘驱动器）用来记录电脑中的各类数据、程序和信息，分为硬盘驱动器（ＨＤ）、软盘驱动器（ＦＤＤ）光盘驱动器。近几年硬盘、光驱在容量以及数据传输速度上有很大的发展。

硬盘是电脑的主要外部存储设备（不可缺少的），由硬盘接口卡（数据线）、驱动器和硬磁盘（盘片）组成，它固定安装在机箱内部。驱动器、和硬磁盘（盘片）封装在一个金属壳中，保证读／写精度，并能保护其中的机械结构和盘上的数据。硬盘通过数据线和主机相连。硬盘具有存储容量大、存取速度快、可靠性高的特点。

一、 硬盘的分类

１、 按盘径尺寸分

有5.25英寸（淘汰）、３.5英寸（台式机主流）、２.5/1.8英寸（笔记本电脑或精密仪器使用）

２、 按接口类型分

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 ＩＤＥ［集成驱动器（控制器与盘体）电子设备、ＥＩＤＥ（扩展ＩＤＥ）、ＰＡＴＡ、ＡＴＡ］：也叫并口硬盘，台式电脑中使用的硬盘，通过数据线与主板的ＩＤＥ口相连，数据线有40线、８０线两种，８０线的抗干扰能力强、数据传输速度快，按数据传输速度有ATA/33/66/100/130MB/S的硬盘，使用ATA/66/100/130硬盘时必须用80线的数据线才能发挥性能。

 ＳＡＴＡ（Ｓerial ATA）：也叫串口ＡＴＡ硬盘，外观与ＡＴＡ硬盘一样，但数据线与接口是4线（针）的，数据传输速度是ＡＴＡ的几倍，可达ATA/150－600MB/S。

 SCSI(小型计算机系统接口)：先是用在小型计算机中后移植到普通电脑上，使用50线数据线，特点是：ＣＰＵ占用率低、数据传输速度快，可连接设备多（３２个）、价贵，用于服务器、高档电脑中。

 ＵＳＢ（通用串行总线接口）：移动硬盘，支持热插拨，传输速度快（１２－４８０ＭＢ／Ｓ）

二、 硬盘的选购（性能指标）

１、 硬盘的接口类型：可供选择的有ＩＤＥ和ＳＡＴＡ（稍贵一点，大势所趋，资金允许可考虑，但注意主板要支持）。

２、 硬盘的容量：单位是GB，有８0－２００GB。

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３、 硬盘的转速：主流的为7200转／分，而目前最快的达到１0000转／分，老硬盘5400转／分。

４、 缓存大小：对硬盘性能提高有明显的帮助（提高读取硬盘数据的速度），容量有2/8ＭＢ。

５、 选择名牌大厂的产品：生产硬盘的大厂家有：Maxtor（迈拓、金钻）、Seagate(希捷)、Western Digital(西部数据)、IBM、Samsung（三星）、Quantum(昆腾)、日立、富士通等。

附录：有关硬盘的详细介绍

一、硬盘技术用语

1、MR（Magreto Resistive Head）磁阻磁头

——采用分离式的磁头结构：写入磁头仍采用传统的磁感应磁头（MR磁头不能写操作），读取磁头则采用新型的MR磁头，即所谓的感应写、磁阻读。另外，MR磁头是通过阻值变化而不是电流变化去感应信号幅度，因而对信号变化相当敏感，读取数据的准确性也相应提高。

优点：提高盘片道密度，可提高硬盘容量30%

2、GMR（Giant MR）超磁阻磁头

——GMR磁头与MR磁头一样，是利用特殊材料的电阻值随磁场变化的原理来读取盘片上的数据，但是GMR磁头使用了磁阻效应更好的材料和多层薄膜结构，比MR磁头更为敏感，相同的磁场变化能引起更大的电阻值变化，从而可以实现更高的存储密度，现有的MR磁头的盘片密度为3Gbit－5Gbit/in2（千兆位每平方英寸），而GMR磁头可达10Gbit－40Gbit/in2以上。

优点：信号检测灵敏度比MR磁头高出至少十倍

3、S.M.A.R.T.技术

——全称是Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology，即“自监测、分析及报告技术”。支持S.M.A.R.T.技术的硬盘通过硬盘上的监测电路和主机上的监测软件对磁头、盘片、马达、电路的运行情况与历史记录及预设的安全值进行分析、比较，当出

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现安全值范围以外的情况时，会自动向用户发出警告。

优点：减少数据丢失，可以对硬盘潜在故障进行有效预测，提高数据的安全性。

4、SPS技术

SPS（Shock Protection System）震动保护系统 是由昆腾公司开发，应用在火球七代EX系列以后产品。SPS的设计原则就是在撞击到来时，保持磁头不受震动，磁头和磁头臂停泊在盘片上，冲击能量被硬盘其他部分吸收，这样能有效地提高硬盘的抗震性能，使硬盘在运输、使用及安装的过程中最大限度地免受震动的损坏。

5、DPS技术

DPS（Data Protection System）数据保护系统 DPS可快速自动检测硬盘的每一个扇区，并在硬盘的前300M空间定位存放操作系统或其他应用系统的重要部分。当系统发生问题时，DPS可以在90秒内自动检测并恢复系统数据，即使系统无法自举，也可以用包含DPS的系统软盘启动系统，再通过DPS自动检测并分析故障原因，尽可能保证数据不被丢失。如果错误发生在非主分区，采用DPS扩展检测方式仍可继续检测硬盘的所有数据，时间长短根据硬盘容量而定，正常情况下不会超过20分钟。

6、Ultra DSP (超级数字信号处理器)

①进行数字运算，比一般CPU快1050倍

②提供处理及驱动接口的双重功能

③优点：不占用更多CPU资源，提高系统性能

二、硬盘原理和结构

（一）、硬盘的原理

1、磁头

①电磁感应式磁头:传统的磁头是读写合一的电磁感应式磁头

②MR磁头:即磁阻磁头，采用分离式的磁头结构：写入磁头采用传统的磁感应磁头（MR磁头不能进行写操作），读取磁头采用新型的MR磁头，即所谓的感应写、磁阻读。

③GMR磁头：采用多层结构和磁阻效应更好的材料制作的GMR磁头

2、磁道

当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨

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迹，这些圆形轨迹就叫做磁道。

3、扇区

磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段便是磁盘的扇区，每个扇区可以存放512个字节的信息，磁盘驱动器在向磁盘读取和写入数据时，要以扇区为单位。

簇的概念，它是文件存储的最小单位，软盘的簇只有一个扇区。在硬盘上，簇的大小和分区大小有关： 比如，当分区容量介于64M和128M之间时，每个簇有4个扇区；介于128M和256M之间时，每簇有8个扇区；而当分区容量大于1024M时，每簇的扇区数目将超过64，容量达到32KB以上。在此时一个1字节的文件在硬盘上也会占用32KB的空间。 所以，你要根据具体情况来进行合理分区，以免浪费很多的硬盘空间。如果您使用的Windows 95 OSR2或者Windows 98的话，可以利用它们提供的FAT32分区，使硬盘的每一个簇小到4K。

4、柱面

硬盘通常由重叠的一组盘片构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的“0”开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为磁盘的柱面。磁盘的柱面数与一个盘面上的磁道数是相等的。由于每个盘面都有自己的磁头，因此，盘面数等于总的磁头数。

所谓硬盘的CHS,即Cylinder（柱面）、Head（磁头）、Sector（扇区），只要知道了硬盘的CHS的数目，即可确定硬盘的容量：

硬盘的容量=柱面数×磁头数×扇区数×512B 例如：16×1024×63×512=528MB

（二）、硬盘的结构

1、硬盘外部结构

（1）接口：包括电源接口插座和数据接口插座两部分。

电源插座就是与主机电源相连接，为硬盘正常工作提供电力保证。

数据接口插座则是硬盘数据与主板控制芯片之间进行数据传输交换的通道，使用时是用一根数据线将其与主板IDE接口或与其他控制适配器的接口相连接。

数据接口可分成IDE接口（40针）和SCSI接口（80芯）两种。

（2）控制电路板：它包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、高速缓存、控制与接口电路、ROM芯片、缓存（Cache）等。

在电路板上一块ROM芯片，里面固化的程序可以进行硬盘的初始化，执行加电和启动主轴电机，加电初始寻道、定位以及故障检测等。

读写电路的作用就是控制磁头进行读写操作。磁头驱动电路直接控制寻道电机，使磁头定位。主轴调速电路是控制主轴电机带动盘体以恒定速率转动的电路。缓存（Cache）

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对磁盘性能所带来的作用是在读取零碎文件数据时，大缓存能带来非常大的优势。

（3）外壳：

硬盘的外壳与底板结合成一个密封的整体，正面的外壳保证了硬盘盘片和机构的稳定运行。在固定面板上贴有产品标签，上面印着产品型号、产品序列号、产地、生产日期等信息。除此，还有一个透气孔，它的作用就是使硬盘内部气压与大气气压保持一致。另外，硬盘侧面还有一个向盘片表面写入伺服信号的Servo孔。

2、硬盘内部结构

（1）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。

（2）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。

（3）盘片：盘片是硬盘存储数据的载体。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。它们通过表面的磁性物质结合在一起。这种特殊物质的金属磁盘具有更高的记录密度和更强的安全性能。

（4）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。

三、硬盘的基本技术

1、硬盘容量

未格式化容量——硬盘的特性最大容量。格式化容量——实际可用的容量。

2、RPM（主轴转速）

台式机电脑——硬盘转速7200RPM比5400RPM快速33%

笔记本电脑——硬盘转速不超4500RPM

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。

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常见硬盘（大约5～13毫秒）

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。

一般常见（1～5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。

一般常见（11～18毫秒之间）

6、数据传输率——当硬盘找到某数据后，将数据内容传送至CPU进行处理称数据传输率（MB/s为单位）

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、2M

Cache是一高速的SRAM，类型分为EDO或SDRAM有写通式和回写式。

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（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、硬盘读写模式

NORMAL模式——指是硬盘的实际物理参数。容量：16×1024×63×512=528MB

LARGE模式——为不支持LBA设置而准准备。容量：32×512×63×512=1GB

LBA模式——解决突破528MB容量问题。容量：255×1024×63×512=8.4GB

四、硬盘接口技术

1、IDE（集成驱动器电子部件）

特点：①常用在486主板硬盘接口 缺点：①只能驳接两个设备

②并行传送方式：16位 ②可管理最大容量528MB

③数据传输率：10MB/s

2、EIDE（扩展IDE）

特点： ①由WD（西部数据）公司先推出 ②驳接符合IDE标准的四个硬盘

③连接符合ATAPI（嵌入式组合界面）④管理硬盘的容量最大能8.4GB

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3、Fast ATA（AT嵌入式接口）

特点： ①Quantum对IDE接口听重大改进 ②单个盘最大容量支持到8.4GB

③与早期的IDE接口兼容 ④比普通IDE接口有了成倍提高

4、SCSI（小型计算机系统接口）

特点：①极低的CPU占用率 ②可驱动外部件多（扩展最多可带32个）

③可靠性高，数据传输速度快、定义规范、互换性好④SCSI设备费用较高

5、FC技术（光纤通道）

特点：①最新出台的一种硬盘技术 ②数据传输率100MB/s

③该技术已应用到Quantum、Seagate、IBM

五、硬盘的物理安装

所谓的硬盘物理安装，指的是将硬盘装进机箱，设置跳线并接好电源线和数据线的过程。在进行安装之前，我们先来认识一下硬盘的接线端面：

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。

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。通常有这几种跳线和标识如：

PK：当这个跳线短接时，磁头被固定在安全位置，防止运输过程中磁头的移动。

CS：Cable Select，此方式利用经过特殊处理的数据线来设定主盘和副盘，第28根数据线为选择线，有则为主盘，无则为副盘，这种方法很少见。

MA/DS：当这个跳线短接时，硬盘作为主盘 (Dual/Master)。

SL/SP：当这个跳线短接时，硬盘作为副盘 (Slave)。

硬盘的跳线一般不会超出这四种，有些硬盘只采用一个跳线来设置主盘或副盘，比如，当短接时作主盘，断开时作副盘。

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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。其中80线亦称为UDMA/66硬盘线，主要用于Ultra ATA 66/100/133硬盘，增加的40根地线作隔离干扰之用。要发挥Ultra ATA 66/100/133硬盘的优势，UDMA/66硬盘线。Ultra ATA 33硬盘也可以使用UDMA/66硬盘线，但不会因此带来任何好处。注意，硬盘的数据线有方向之分，反接的话硬盘将无法工作。数据线的一侧有一红线，红线侧必须与IDE接口的第1/21针相连接。按以上所说设置好主从跳线并接好电源线、数据线之后，就可以把硬盘固定在机箱上的3.5"托架上。当然，你也可以先固定，再接线。硬盘可以水平安装也可以垂直安装，两者并无不同。有人说硬盘垂直安装会影响硬盘的寿命，这种说法并不科学。但需要注意的是，水平安装时裸露面（可以见到电路板的一面）要朝下，以免积聚灰尘。至此，硬盘的物理安装大功告成

六、硬盘的分区和格式化

1、分区（FDISK）：把一个物理硬盘划分为几个逻辑盘来使用。

2、硬盘的高格和低格

分区和格式化处理为电脑在硬盘上存储数据起到标记定位的作用，是安装软件前的必要过程。

格式化硬盘: 软盘只需要一次格式化，硬盘却需要两级，即低级格式化和高级格式化。

硬盘的低级格式化就是在每个磁片上划分出一个个同心圆的磁道、扇区、标注地址信息、设置交叉因子、修复逻辑坏道等低层操作，它是物理格式化。低级格式化会彻底清除硬盘里的内容，应谨慎使用，同时它也可以清除硬盘上所有的病毒和修复逻辑坏道；低级格式化需要用专门与硬盘配套的软件，有些主板的BIOS里也有这种程序。 低级格式化次数多了将可能损伤盘片磁介质对硬盘是有害的。一般没有必要对硬盘进行这种操作。现在的硬盘在出厂前都已完成了这项工作，我们就不用再对它作低级格式化。

我们平时在给电脑安装软件时，用 FORMAT C：命令对硬盘所作的格式化指的是高级格式化。高级格式化将清除硬盘上的数据，生成BOOT区信息，初始化FAT表，标注逻辑坏道等工作。硬盘是一个精密的机械设备，但我们并不能保证它永远不会出现故障，所以对重要数据的备份是非常重要的，在这一点上最好不要抱侥幸心理。

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