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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第二章：,PC,机基本结构原理,第二章：,PC,机基本结构原理,硬盘：,一、作用：记录各类数据程序和信息等，绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。,二、分类：,1,、按盘径尺寸分类：,常见的有：,3.5,、,2.5,英寸,2,、按接口类型分类：,1,）、,IDE:,电子集成驱动器,2,）、,SCSI,：小型计算机系统接口,3,）、,SATA:,串口硬盘接口,4,）、光纤通道 接口,第二章：,PC,机基本结构原理,三、硬盘的硬件：,第二章：,PC,机基本结构原理,1,、磁盘：是硬盘中用来存储数据的部分,注：磁盘大部分是以铝合金制成的，表面涂有一层磁性物质，而数据就写在磁性物质上（最新的硬盘盘片采用玻璃材料）,2,、磁头：进行读取或写入磁盘中的数据（二倍）,注：磁头是磁盘与电脑中其它数字设备之间的传输接口,MR,磁头、,GMR,（巨型磁阻磁头）、,OAW,（光学辅助温式技术）,第二章：,PC,机基本结构原理,3,、磁头支撑臂：是指支撑磁头用的三角形金属片（用一些重量轻的薄金属片所制成的，因此才可以很快在磁盘的内圈和外圈之间移动）,4,、磁头调节器功能：将磁头支撑臂的磁头移动到适当的数据读取位置,5,、磁盘旋转马达用途（,液态轴承马达,）：是旋转磁盘，使磁头在不同的扇区上读取数据，磁盘旋转马达必须提供稳定的旋转速度,第二章：,PC,机基本结构原理,四、硬盘主要参数：,1,、磁头数：磁头数的多少与硬盘体内的盘片数有关（二倍）,2,、柱面：具有相同编号的磁道形成一个圆柱（每个柱面都被划分为数目相等的磁道，并且从外缘开始编号，最外圈的磁道称为,0,磁道）,3,、每磁道有,63,个扇区，每扇区有,512,字节,关系：硬盘容量,=,磁头数*柱面数*扇区数*,512,第二章：,PC,机基本结构原理,五、性能指标：,1,、容量,硬盘的容量以兆字节（,MB,）或千兆字节（,GB,）为单位，,1GB=1024MB,。但硬盘厂商在标称硬盘容量时通常取,1G=1000MB,，因此我们在,BIOS,中或在格式化硬盘时看到的容量会比厂家的标称值要小。,2,、转速：是硬盘内部电动机旋转的速度,单位：,RPM,（每分钟旋转几圈）,如：,4200rpm,、,5400Rpm,、,7200Rpm,、,10000rpm,、,15000rpm,等,3,、平均寻道时间（,Average Seek Time,）是指磁头移动到数据所在磁道需要的时间。,注：（这是衡量硬盘机械能力的重要指标，一般在,ms,左右）,平均等待时间（,Average Latency Time,）是指相应数据所在的扇区转到磁头下的时间。,注：一般在,1ms,6ms,之间。平均访问时间（,Average Access Time,）,平均访问时间平均寻道时间平均等待时间,第二章：,PC,机基本结构原理,4,、数据传输速率：,1,）外部传输率,(External Transfer Rate,）,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,。如：,ATA66,、,ATA100,、,ATA133,ATA100,中的,100,就代表着这块硬盘的外部数据传输率理论最大值是,100MB/s,Serial ATA 1.0,定义的数据传输率可达,150MB/s,，这比最快的并行,ATA,（即,ATA/133,）所能达到,133MB/s,的最高数据传输率还高，而在,Serial ATA 2.0,的数据传输率达到,300MB/s,，最终,SATA,将实现,600MB/s,的最高数据传输率。,2,）内部传输率,(Internal Transfer Rate,）,是硬盘磁头与缓存之间的数据传输率（硬盘将数据从盘片上读取出来，然后存储在缓存内的速度,）,注：现在的主流硬盘大多在,70MB/s,到,90MB/s,之间,说明：由于硬盘的内部传输率要小于外部传输率，所以内部传输率的高低才是评价一个硬盘整体性能的决定性因素，因此只有内部传输率才可以作为衡量硬盘性能的真正标准,第二章：,PC,机基本结构原理,5,、缓冲存储器：,硬盘缓存的目的是为了解决系统前后级读写速度不匹配的问题，以提高硬盘的读写速度。,6,、,S.M.A.R.T:,自检测分析报告技术（是一种避免数据流失或损坏的技术，一般被当作磁盘数据损坏流失的预警系统）,7,、,DFT,（,Drive Fitness Test,，驱动器健康检测）技术是,IBM,公司为其,PC,硬盘开发的数据保护技术，它通过使用,DFT,程序访问,IBM,硬盘里的,DFT,微代码对硬盘进行检测，可以让用户方便快捷地检测硬盘的运转状况。,第二章：,PC,机基本结构原理,六、硬盘传输接口,IDE,/ATA,：,IDE,这一接口技术从诞生至今就一直在不断发展，性能也不断的提高，其拥有的价格低廉、兼容性强的特点，为其造就了其它类型硬盘无法替代的地位。,第二章：,PC,机基本结构原理,SATA/SATA 2,使用,SATA,（,Serial ATA,）口的硬盘又叫串口硬盘，串行,ATA,总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。,第二章：,PC,机基本结构原理,SCSI,希捷在服务器上使用的接口，可以热插拔,SAS,（,Serial ATA SCSI,）希捷在高端服务器上的接口,七、硬盘的其它部件：,1,、电源接孔（注：两个接触点为一组共有,12V,、,5V,，分别给硬盘和控制电路使用）,2,、跳线：用来设定主从关系,第二章：,PC,机基本结构原理,八、硬盘品牌,希捷,(Seagate),在收购迈拓,(Maxtor),之后，是目前市场占有率最大的品牌。,西部数据,(,Westdigital,),市场占有率仅次于希捷。,日立,(Hitachi)(,日本,),第三大硬盘厂商。主要由收购的原,IBM,硬盘部门发展而来,三星,(Samsung),韩国硬盘厂商。产品型号多以,Spinpoint,开头。,东芝,(Toshiba),侧重笔记本市场，,2009,年第一季度收购富士通,(,fujitsu,),。,(,都是小日本品牌,),第二章：,PC,机基本结构原理,九、硬盘维护,1,、保持电脑工作环境清洁,2,、养成正确关机的习惯,3,、正确移动硬盘，注意防震,4,、用户不能自行拆开硬盘盖,5,、注意防高温、防潮、防电磁干扰,6,、正确拿硬盘的方法,第二章：,PC,机基本结构原理,网络硬盘,网络硬盘,是将用户的文件存放在互联网上，方便用户,携带,他们的文件，方便用户与他的亲朋好友,分享,他们的文件，所有操作在我们网站的页面上完成。文件类型不作限制。,固态硬盘,固态硬盘,是由控制单元和存储单元（,FLASH,芯片）组成，简单的说就是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘（目前最大容量为,416GB,），固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同。在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致，包括,2.5,，,1.8,多种类型。由于固态 硬盘没有普通硬盘的旋转介质，因而抗震性极佳，同时工作温度很宽，扩展温度的电子硬盘可工作在,-45,+85,。广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空等、导航设备等领域。,第二章：,PC,机基本结构原理,RAID,技术,冗余磁盘阵列技术最初的研制目的是为了组合小的廉价磁盘来代替大的昂贵磁盘，以降低大批量数据存储的费用，同时也希望采用冗余信息的方式，使得磁盘失效时不会使对数据的访问受损失，从而开发出一定水平的数据保护技术，并且能适当的提升数据传输速度。过去,RAID,一直是高档服务器才有缘享用，一直作为高档,SCSI,硬盘配套技术作应用。近来随着技术的发展和产品成本的不断下降，,IDE,硬盘性能有了很大提升，加之,RAID,芯片的普及，使得,RAID,也逐渐在个人电脑上得到应用。,第二章：,PC,机基本结构原理,1,、,RAID,是一种把多块独立的硬盘按不同方式组合起来形成一个磁盘组，从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据冗余的技术，不同的组织方式成为,RAID,级别。常用的级别是,level 0,level 1,和,level 5,2,、使用数据冗余的功能后一旦发生损坏后，利用冗余信息可以使损坏的数据得以恢复。,3,、在用户看来，组成的磁盘组就像是一个硬盘，对磁盘陈列的操作与单个硬盘一模一样。,第二章：,PC,机基本结构原理,RAID 0,又称为,striping,延展技术,RAID 0,通过把连续的数据访问分散性能，这样，数据请求就可以被多个磁盘并行的执行，每个磁盘执行属于它自己的那部分数据请求，这种数据上的并行操作可以充分利用总线的带宽，显著提高磁盘整体存取性。,但是，正是因为数据是分散的，所以一旦某个磁盘出现问题，就全部损失了！只追求速度！,第二章：,PC,机基本结构原理,RAID 1,又称为,MIRROR,或,MIRRORING,，它的宗旨是最大限度的保证用户数据的可用性和可修复性。,RAID 1,的操作方式是把用户写入硬盘的数据百分之百的自动复制到另外一个硬盘上。但速度方面较差！,第二章：,PC,机基本结构原理,RAID 5,不对存储的数据进行备份，而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成,RAID 5,的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和对应的数据分别存储于不同的磁盘上，当,RAID 5,的一个磁盘数据发生损坏后，利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。至少需要三块磁盘！最优解决办法,第二章：,PC,机基本结构原理,RAID 0+1,，,RAID 0+1,是,RAID 0,和,RAID 1,的组合形式，也称为,RAID 10,第二章：,PC,机基本结构原理,实现办法,1,、主板支持,2,、,RAID,卡,3,、内核模拟,
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