第4章硬盘.ppt
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1、主要知识点:主要知识点:一、硬盘概述一、硬盘概述(了解)(了解)二、硬盘的结构二、硬盘的结构(掌握)(掌握)三、硬盘的接口三、硬盘的接口(掌握)(掌握)四、硬盘的技术参数四、硬盘的技术参数(掌握)(掌握)五、硬盘的保护和选购五、硬盘的保护和选购(了解)(了解)第第5章章硬盘硬盘硬盘是电脑中最重要的存储部件之一,计算硬盘是电脑中最重要的存储部件之一,计算机中所有的数据都存储在硬盘中,当计算机需要时,机中所有的数据都存储在硬盘中,当计算机需要时,将其从硬盘中取出将其从硬盘中取出一一 硬盘概述硬盘概述二二硬盘的结构硬盘的结构硬盘的物理结构硬盘的物理结构硬盘主要由盘片、主轴、读写磁头和传动手臂硬盘主要
2、由盘片、主轴、读写磁头和传动手臂等部件组成。等部件组成。1、盘片、盘片盘片是硬盘的存储数据的载体,现在的硬盘盘片是硬盘的存储数据的载体,现在的硬盘多采用金属薄膜材料。影响盘片多少的最大因素多采用金属薄膜材料。影响盘片多少的最大因素是单片容量。是单片容量。2、主轴、主轴主轴的作用是带动盘片转动,以方便读写磁主轴的作用是带动盘片转动,以方便读写磁头读写数据。主轴决定了硬盘的转速。现在的主头读写数据。主轴决定了硬盘的转速。现在的主轴多采用液态轴承。轴多采用液态轴承。3、读写磁头、读写磁头作用是读取盘片中的数据,当盘片在高速旋作用是读取盘片中的数据,当盘片在高速旋转时,读写磁头会按指定的方向转时,读写
3、磁头会按指定的方向悬浮悬浮靠近盘片来靠近盘片来读取数据。硬盘中的磁头不只一个,读取数据。硬盘中的磁头不只一个,一个盘面对应一个盘面对应一个磁头一个磁头,正常关机后,读写磁头会自动归位。,正常关机后,读写磁头会自动归位。4、传动手臂、传动手臂作用是定位读写磁头。以传动轴为圆心带动作用是定位读写磁头。以传动轴为圆心带动前端的读写磁头在盘片旋转的垂直方向上移动。前端的读写磁头在盘片旋转的垂直方向上移动。5、传动轴、传动轴作用是在硬盘电机的作用下,带动手臂转动。作用是在硬盘电机的作用下,带动手臂转动。硬盘实物图硬盘实物图硬盘的数据结构硬盘的数据结构1、MBR(MasterBootRecord)主引导记
4、录,位于主引导记录,位于0柱面、柱面、0磁道、磁道、1扇区的扇区的位置。它由分区命令位置。它由分区命令Fdisk产生。产生。2、DBR(DOSBootRecord)DOS引导记录,位于引导记录,位于0柱面、柱面、1磁头、磁头、1扇区扇区的位置,它是由格式化命令的位置,它是由格式化命令Format产生的。产生的。3、FAT(FileAllocationTable)文件分配表,位于磁盘的文件分配表,位于磁盘的0柱面、柱面、1磁头、磁头、2扇区的位置,扇区的位置,FAT表的大小由硬盘的容量决定。表的大小由硬盘的容量决定。4、DATA数据区,主要负责硬盘中数据的存储,当数数据区,主要负责硬盘中数据的存
5、储,当数据复制到硬盘时,数据就存储在数据区中。据复制到硬盘时,数据就存储在数据区中。三三硬盘接口硬盘接口硬盘的后面就是硬盘的接口,接口主要是数据硬盘的后面就是硬盘的接口,接口主要是数据接口和电源接口。接口和电源接口。1、硬盘的数据接口、硬盘的数据接口硬盘与主板连接部分称为硬盘的数据接口,硬盘与主板连接部分称为硬盘的数据接口,常见的硬盘接口有:常见的硬盘接口有:ATA、SATA和和SCSI,其,其中,中,ATA和和SATA主要用于个人电脑,而主要用于个人电脑,而SCSI则则主要用于服务器。主要用于服务器。(1)ATA接口接口ATA接口又称为接口又称为IDE接口。其传输速率一接口。其传输速率一般为
6、般为66MB/S、100MB/S和和133MB/S,常见的外,常见的外部传输模式为部传输模式为UltraATA/66、UltraATA/100、UltraATA/133,目前使用的最多的是后两者。,目前使用的最多的是后两者。(2)SATA接口接口串行串行ATA接口,其采用串行的方式传输数接口,其采用串行的方式传输数据,并采用了点对点的据,并采用了点对点的传输协议。其数据传输传输协议。其数据传输率最高可达到率最高可达到300MB/s,支持,支持SATA设备的热插设备的热插拔,一台电脑同时挂接两拔,一台电脑同时挂接两SATA接口的硬盘,接口的硬盘,没有主、从盘之分。没有主、从盘之分。(3)SCSI
7、接口接口SCSI的英文全称为的英文全称为“SmallComputerSystemInterface”(小型计算机系统接口),是同(小型计算机系统接口),是同IDE(ATA)完全不同的接口,)完全不同的接口,IDE接口是普通接口是普通PC的标准接口,而的标准接口,而SCSI并不是专门为硬盘设计的并不是专门为硬盘设计的接口,是一种广泛应用于小型机上的高速数据接口,是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。传输技术。SCSI接口具有应用范围广、多任接口具有应用范围广、多任务、带宽大、务、带宽大、CPU占用率低,以及热插拔等优占用率低,以及热插拔等优点,但较高的价格使得它很难如点,但较高的价格使得它
8、很难如IDE硬盘般普硬盘般普及,因此及,因此SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器硬盘主要应用于中、高端服务器和高档工作站中。和高档工作站中。2、硬盘的电源接口、硬盘的电源接口ATA硬盘的电源接口是一个硬盘的电源接口是一个4针的针的“D型型”电电源接口,源接口,SATA硬盘接口则采用了硬盘接口则采用了15针的扁平接口。针的扁平接口。3、硬盘的跳线、硬盘的跳线Master:将硬盘设为主盘将硬盘设为主盘Slave:将硬盘设为从盘。将硬盘设为从盘。四四硬盘的技术参数硬盘的技术参数1、容量容量容量是硬盘存储数据的多少,是硬盘的一个容量是硬盘存储数据的多少,是硬盘的一个重要的技术指标。目前流行的硬盘容量多
9、为重要的技术指标。目前流行的硬盘容量多为40GB、80GB、120GB和和160GB等(等(3.5英寸)。英寸)。2、转速转速转速是影响硬盘性能最重要的因素之一,目转速是影响硬盘性能最重要的因素之一,目前市场上流行的是前市场上流行的是5400rpm(每分钟转数)和(每分钟转数)和7200rpm的硬盘。现在的硬盘。现在7200rpm的高速硬盘技术的高速硬盘技术已经非常成熟,而高低速硬盘性能差距比较明已经非常成熟,而高低速硬盘性能差距比较明显,因此,建议选择高速硬盘显,因此,建议选择高速硬盘。目前市场还有。目前市场还有10000rpm的硬盘的硬盘3、硬盘接口技术硬盘接口技术IDE和和SATA4、磁
10、头技术、磁头技术目前硬盘的磁头技术主要采用磁阻磁头技目前硬盘的磁头技术主要采用磁阻磁头技术、巨型磁阻磁头技术和光学辅助温式技术等。术、巨型磁阻磁头技术和光学辅助温式技术等。5、缓存缓存是硬盘控制器上的一块内存芯片,具有极快是硬盘控制器上的一块内存芯片,具有极快的存取速度,它是硬盘内部存储和外界接口之间的存取速度,它是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器。缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的缓冲器。缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素,能够大幅度地提高硬盘的传输速度的重要因素,能够大幅度地提高硬盘整体性能。整体性能。硬盘的缓存主要起三种作用:一是硬盘的缓存主要起三种作用:一是预读取。
11、二是对写入动作进行缓存。三是临时存预读取。二是对写入动作进行缓存。三是临时存储最近访问过的数据。储最近访问过的数据。2MB和和8MB缓存是现今主缓存是现今主流硬盘所采用,而在服务器或特殊应用领域中还流硬盘所采用,而在服务器或特殊应用领域中还有缓存容量更大的产品,甚至达到了有缓存容量更大的产品,甚至达到了16MB、64MB等。等。6、平均寻道时间平均寻道时间磁头移到数据所在的磁道上所需要的时间,磁头移到数据所在的磁道上所需要的时间,一般为一般为106毫秒。毫秒。7、平均等待时间、平均等待时间指读写磁头移动至目标磁道后,等待存储数指读写磁头移动至目标磁道后,等待存储数据的时间。据的时间。8、平均访
12、问时间平均访问时间硬盘的读写速度硬盘的读写速度平均访问时间平均访问时间=平均寻道时间平均等待时间平均寻道时间平均等待时间9、内部传输率(、内部传输率(InternalTransferRate)是指硬盘磁头与缓存之间的数据传输率,简是指硬盘磁头与缓存之间的数据传输率,简单的说就是硬盘将数据从盘片上读取出来,然后单的说就是硬盘将数据从盘片上读取出来,然后存储在缓存内的速度。其速度存储在缓存内的速度。其速度 取决于盘片的转取决于盘片的转速和盘片的线密度。目前各硬盘生产厂家努力提速和盘片的线密度。目前各硬盘生产厂家努力提高硬盘的内部传输率,除了改进信号处理技术、高硬盘的内部传输率,除了改进信号处理技术
13、、提高转速以外,最主要的就是不断的提高单碟容提高转速以外,最主要的就是不断的提高单碟容量以提高线性密度。由于单碟容量越大的硬盘线量以提高线性密度。由于单碟容量越大的硬盘线性密度越高,磁头的寻道频率与移动距离可以相性密度越高,磁头的寻道频率与移动距离可以相应的减少,从而减少了平均寻道时间,内部传输应的减少,从而减少了平均寻道时间,内部传输速率也就提高了。目前主流的家用级硬盘,内部速率也就提高了。目前主流的家用级硬盘,内部数据传输率基本还停留在数据传输率基本还停留在7090MB/s左右,而且左右,而且在连续工作时,这个数据会降到更低在连续工作时,这个数据会降到更低。10、外部传输率外部传输率(Ex
14、ternaldataTransferRate)一般也称为突发数据传输或接口传输率。一般也称为突发数据传输或接口传输率。是是指硬盘缓存和电脑系统之间的数据传输率。指硬盘缓存和电脑系统之间的数据传输率。也也就是计算机通过硬盘接口从缓存中将数据读出就是计算机通过硬盘接口从缓存中将数据读出交给相应的控制器的速率。平常硬盘所采用的交给相应的控制器的速率。平常硬盘所采用的ATA66、ATA100、ATA133等接口,是以硬盘等接口,是以硬盘的理论最大外部数据传输率来表示的。的理论最大外部数据传输率来表示的。ATA100中的中的100就代表着这块硬盘的外部数据传输率理就代表着这块硬盘的外部数据传输率理论最大
15、值是论最大值是100MB/s;ATA133则代表外部数据则代表外部数据传输率理论最大值是传输率理论最大值是133MB/s;而;而SATA接口的接口的硬盘外部理论数据最大传输率可达硬盘外部理论数据最大传输率可达150MB/s。这些只是硬盘理论上最大的外部数据传输率,这些只是硬盘理论上最大的外部数据传输率,在实际的日常工作中是无法达到这个数值的。在实际的日常工作中是无法达到这个数值的。11、噪声噪声容量大、转速快造成噪声容量大、转速快造成噪声12、发热发热硬盘太热会使硬盘不稳定硬盘太热会使硬盘不稳定13、数据安全:数据安全:S、M、A、R、T技术:技术:硬盘自分析、自检测、自硬盘自分析、自检测、自
16、报告技术,这是目前普遍采用的数据安全技术报告技术,这是目前普遍采用的数据安全技术。RAID技术:独立磁盘冗余阵列技术将一个文件分散技术:独立磁盘冗余阵列技术将一个文件分散保存、读取,加快速度保存、读取,加快速度。14、MTBF连续无故障时间,指硬盘开始工作到出现故障的时连续无故障时间,指硬盘开始工作到出现故障的时间,以小时计算,时间越长,硬盘的稳定性越好。间,以小时计算,时间越长,硬盘的稳定性越好。1、硬盘的保护、硬盘的保护(1)保持硬盘使用清洁)保持硬盘使用清洁(2)注意防静电和热插拔)注意防静电和热插拔(3)避免振动和冲击)避免振动和冲击(4)保持合理的温度()保持合理的温度(535)2、
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