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硬盘基础知识

时间:10-28来源:作者:点击数:
自1956年IBM推出第一台硬盘驱动器IBMRAMAC 350至今已有四、五十年了,硬盘是存储中最基本的组件,您对它的结构和原理了解多少呢?
 
下面带大家了解
 
  1. 了解存储硬盘知识
  2. 理解硬盘的工作原理
  3. 了解硬盘容量、转速和缓存等参数
  4. 了解硬盘接口技术及其发展情况
 
目录
 
  1. 硬盘的硬件结构
  2. 硬盘的工作原理
  3. 硬盘的主要参数
  4. 硬盘接口介绍
 
硬盘外部结构:
 
电源接口和数据接口
 
控制电路板
 
固定面板
 
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硬盘内部结构:
 
磁头组件
 
磁头驱动机构
 
磁盘片
 
主轴组件
 
前端控制电路
 
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硬盘控制电路:
 
主控制芯片
 
数据传输芯片
 
高速数据缓存芯片
 
3
 
硬盘的磁头:
 
磁头是硬盘中最昂贵的部件,是硬盘技术最重要和关键的一环
 
采用了非接触式结构,加电后悬浮在高速旋转的磁盘表面
 
读写合一式磁头与分离式磁头
 
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硬盘的磁道:
 
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迹,这些圆形轨迹就叫做磁道。
 
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硬盘的柱面:
 
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。
 
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硬盘的扇区:
 
磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段,这些弧段就被称为磁盘的扇区。
 
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硬盘工作原理:
 
硬盘利用特定的磁粒子的极性来记录数据
 
在读取数据时,磁头将磁粒子的不同极性转换成不同的电脉冲信号,再利用数据转换器将这些原始信号变成电脑可以使用的数据
 
写数据时,正好与此相反
 
磁记录原理:
 
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硬盘的主要参数
 
硬盘的容量和转速:
 
硬盘容量(Capacity)作为计算机系统的数据存储器,容量是硬盘最主要的参数à硬盘的容量以兆字节(MB)或千兆字节(GB)为单位
 
硬盘转速(Rotationl Speed)转速是指硬盘盘片每分钟转动的圈数,单位为rpm(Revolutions Per Minute)
 
平均寻道时间和平均潜伏期:
 
平均寻道时间(Average Seek Time)指磁头移动到数据所在磁道需要的时间,这是衡量硬盘机械性能的重要指标
 
平均潜伏期(Average Latency)指当磁头移动到数据所在的磁道以后,等待指定的数据扇区转动到磁头下方的时间
 
平均访问时间和数据传输率:
 
平均访问时间(Average Access Time)指从读/写指令发出到第一笔数据读/写实际开始所用的平均时间
 
数据传输率(Data Transfer Rate)指硬盘读写数据的速度,单位为兆字节每秒(MB/s)
 
硬盘缓冲区:
 
也称之为缓存(Cache)
 
缓冲区的基本作用是平衡内部与外部的数据传输率
 
为了减少主机的等待时间,硬盘会将读取的资料先存入缓冲区,等全部读完或缓冲区填满后再以接口速率快速向主机发送
 
硬盘接口介绍
 
硬盘的接口种类:
 
IDE(Integrated Drive Electronics)
 
SCSI(Small Computer System Interface)
 
FC(Fibre Channel)
 
SATA(Serial ATA)
 
SAS(Serial Attached SCSI)
 
IDE接口:
 
IDE(Integrated Drive Electronics,电子集成驱动器)的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器
 
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优点:1.价格低廉2.兼容性好
 
SCSI接口:
 
SCSI(Small Computer System Interface,小型计算机系统接口)是一种与IDE完全不同的接口,它不是专门为硬盘设计的,而是一种总线型的系统接口。
 
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优点:1.适应面广2.高性能3.同时具备内、外置
 
SATA接口:
 
SATA(串行ATA)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得名
 
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优点1.一对一连接,独享带宽2.支持热插拔3.低电压信号4.带宽升级潜力大
 
FC接口:
 
FC最初是专门为网络系统设计的l随着存储系统对速度的需求,逐渐应用到硬盘系统中
 
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优点:1.带宽高2.连接距离长3.连接设备数量大
 
SAS接口:
 
和SATA相同,都是采用串行技术以获得更高的传输速度,并通过缩短连接线改善内部空间
 
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优点:1.兼容性好2.数据传输率高
 
总结:
 
  1. 磁盘重要参数有容量、转速、缓存等。
  2. 磁盘是利用了磁记录原理进行数据的读写操作。
  3. 磁盘主要的接口有IDE、SATA、FC、SCSI和SAS等类型。
 
希望本文能够帮助到大家!
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