第六讲(2)硬盘

1、 硬盘发展史硬盘发展史 1956年年9月，月，IBM的一个工程小组向世界展示了第一台磁盘存的一个工程小组向世界展示了第一台磁盘存储系统储系统IBM 350 RAMAC（Random Access Method of Accounting and Control）这套系统的总容量只有）这套系统的总容量只有5MB，共使，共使用了用了50个直径为个直径为24英寸的磁盘。英寸的磁盘。l 1973年，年，IBM公司制造出第一台采用公司制造出第一台采用“温彻期特温彻期特”技术的硬盘技术的硬盘IBM 3340，采用，采用14英寸盘片。从此硬盘技术的发展有了正确的结英寸盘片。从此硬盘技术的发展有了正确的结构基

2、础。构基础。 l 1991年，年，IBM推出了推出了MR磁头，这种磁头采取磁感应写入、磁磁头，这种磁头采取磁感应写入、磁阻读取的方式，并由此诞生了阻读取的方式，并由此诞生了3.5寸的硬盘，容量首次达到了寸的硬盘，容量首次达到了1GB。90年代后期年代后期GMR磁头出现，磁盘的存储容量进一步提高。磁头出现，磁盘的存储容量进一步提高。l 1999年年9月月7日，日，Maxtor宣布了首块单碟容量高达宣布了首块单碟容量高达10.2GB的的ATA硬盘，从而把硬盘的容量引入了一个新的里程碑。硬盘，从而把硬盘的容量引入了一个新的里程碑。 l 2000年年2月月23日，希捷发布了转速高达日，希捷发布了转速高

3、达15000RPM的的Cheetah X15系列硬盘，其平均寻道时间仅系列硬盘，其平均寻道时间仅3.9ms，它也是有始以来转速最，它也是有始以来转速最高的硬盘高的硬盘 。l 2005年，日立环储和希捷都宣布了将开始大量采用磁盘垂直写年，日立环储和希捷都宣布了将开始大量采用磁盘垂直写入技术（入技术（perpendicular recording更充分地利用的储存空间更充分地利用的储存空间 l 2007年年1月，日立公司率先发布了业界首款月，日立公司率先发布了业界首款TB容量容量PC硬盘硬盘产品产品Deskstar7K1000，首次将，首次将PC的存储容量跨入的存储容量跨入1TB大关。大关。l 2

4、007年，新型硬盘出现混合硬盘和固态硬盘出现。年，新型硬盘出现混合硬盘和固态硬盘出现。 IDE硬盘的正面示意图 SATA硬盘正面示意图硬盘的内部结构示意图磁头组件：由读写磁头、传动手臂、传动轴三部份组成磁头组件：由读写磁头、传动手臂、传动轴三部份组成, , 是硬盘中最是硬盘中最精密的部位之一，磁头数和磁面数对应。精密的部位之一，磁头数和磁面数对应。 磁头及磁头驱动机构示意图 4 4、主轴驱动装置：包括主轴、驱动电机和轴承等，部分品牌采用液体薄、主轴驱动装置：包括主轴、驱动电机和轴承等，部分品牌采用液体薄膜轴承电机技术，具有振动小、温升低、噪音低的优点。膜轴承电机技术，具有振动小、温升低、噪音低

5、的优点。 5 5、前置控制电路：控制磁头感应的信号、主轴电机调速、磁头驱动和伺、前置控制电路：控制磁头感应的信号、主轴电机调速、磁头驱动和伺服定位等服定位等 2、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。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。3 3、盘片组：是数据存储的载体，绝大多数为金属材质，两面镀磁存储数、盘片组：是数据存储的载体，绝大多数为金属材质，两面镀磁存储数据。据。硬盘盘片结构示意图硬盘盘片结构示意图 1 1、容量：硬盘最主要的性能参数。、容量：硬盘最主要的性能参数。与硬盘容量相关的参数有硬盘的磁道数（与硬盘容量相关的参数有硬盘的磁道数（Tr

6、acksTracks）、扇区数）、扇区数（SectorsSectors）、柱面数（）、柱面数（CylindersCylinders）及磁头数（）及磁头数（HeadsHeads）每一个盘片包括两个磁每一个盘片包括两个磁面，这是面，这是0 0磁面磁面1 1磁面磁面2 2磁面磁面磁面上的同心圆就是磁磁面上的同心圆就是磁道，最外缘是道，最外缘是0 0磁道磁道所有半径相等的磁所有半径相等的磁道形成一个柱面道形成一个柱面最里面不记录数据，最里面不记录数据，为着陆区为着陆区磁面容量磁面容量= =磁道数磁道数每个磁道的扇区数每个磁道的扇区数每个扇区的字节数，每个扇区每个扇区的字节数，每个扇区的字节数为的字节数

7、为512B512B。硬盘容量硬盘容量= =磁头数（磁头数（H H）柱面数（柱面数（C C）扇区数（扇区数（S S）512B512B硬盘的容量指标还包括硬盘的单碟容量。硬盘的容量指标还包括硬盘的单碟容量。图5-10 磁头与磁面示意图 2 2、转速：硬盘盘片每分钟转动的圈数，即硬盘、转速：硬盘盘片每分钟转动的圈数，即硬盘内主轴的转动速度，单位为内主轴的转动速度，单位为rpmrpm。目前，市场上。目前，市场上主流硬盘的转速一般在主流硬盘的转速一般在7200rpm7200rpm。3 3、平均访问时间：是指磁头从起始位置到达目、平均访问时间：是指磁头从起始位置到达目标磁道上找到要读写的数据扇区所需的时间

8、。标磁道上找到要读写的数据扇区所需的时间。 4 4、数据传输速率：指硬盘读写数据的速度，单、数据传输速率：指硬盘读写数据的速度，单位位MB/sMB/s。内部数据传输率（持续数据传输率）内部数据传输率（持续数据传输率） 是磁头到硬盘高速缓存之间的是磁头到硬盘高速缓存之间的数据传输率。内部数据传输率一般取决于硬盘的盘片转速和盘片存储数数据传输率。内部数据传输率一般取决于硬盘的盘片转速和盘片存储数据的密度。据的密度。外部数据传输率（突发数据传输率）外部数据传输率（突发数据传输率） 从硬盘缓冲区读取数据的速率。从硬盘缓冲区读取数据的速率。5 5、缓存容量：硬盘上增加了缓存芯片的目的是提高硬盘的读写速度

9、。、缓存容量：硬盘上增加了缓存芯片的目的是提高硬盘的读写速度。目前，主流目前，主流IDEIDE硬盘的缓存是硬盘的缓存是2MB2MB和和8MB8MB。l希捷（希捷（Seagate） l西部数据（西部数据（West Digital） lB -代表代表7200rpm，如，如WD800BB,代表鱼子酱代表鱼子酱80GB 2M缓存的硬盘。缓存的硬盘。 lJ -代表代表7200rpm并且具有并且具有8MB缓存，如缓存，如WD800JB，则，则代靓具备代靓具备7200RPM，拥有，拥有8M缓存的高端鱼子酱。缓存的高端鱼子酱。 lE -代表：转速是代表：转速是5400 rpm的的Protege系列硬盘系列硬盘

10、 lG -代表：转速拥有代表：转速拥有10000 rpm，数据缓存为，数据缓存为8MB的最的最高端桌面硬盘高端桌面硬盘Raptor系列系列 lB -代表代表Ultra ATA100接口接口 lD -代表代表SATA 150接口接口 lW -代表应用于代表应用于A/V(数码影音数码影音)领域的硬盘领域的硬盘 lS -代表代表SATA 300MB/s接口接口l迈拓（迈拓（Maxtor） lH -代表：代表：Ultra ATA100接口，接口，2MB缓存并使用滚珠轴承马达缓存并使用滚珠轴承马达 J -代表：代表：Ultra ATA133接口，接口，2MB缓存并使用滚珠轴承马达缓存并使用滚珠轴承马达

11、L -代表：代表：Ultra ATA133接口，接口，2MB缓存并使用液态轴承马达缓存并使用液态轴承马达P -代表：代表：Ultra ATA133接口，接口，8MB缓存并使用液态轴承马达缓存并使用液态轴承马达 M -代表：代表：Serial ATA150接口，接口，8MB缓存并使用液态轴承马达缓存并使用液态轴承马达E -代表：代表：Serial ATA300接口，接口，8MB缓存并使用液态轴承马达缓存并使用液态轴承马达F -代表：代表：Serial ATA300接口，接口，16MB缓存并使用液态轴承马达缓存并使用液态轴承马达l日立（日立（Hitachi） l三星（三星（samsung） lH

12、-代表代表Ultra ATA 100接口，接口， lN -代表代表Ultra ATA 133接口，接口， lC -代表代表Serial ATA即串行即串行ATA 接口。接口。图图5-115-11跳线的设置说明跳线的设置说明 8 6 4 27 5 3 14 3 2 1Master or single driveDrive is a slave Master with a non-ATA-compatible slaveeEnable cable select（78）（56）（34）（12）8 6 4 27 5 3 14 3 2 1Master or single driveDrive is a

13、slave Master with a non-ATA-compatible slaveeEnable cable select（78）（56）（34）（12） 蓝色 接头接主板 灰色接头接从设备 黑色 接头接主设备 花边线 IDEIDE硬盘的数据线（上为硬盘的数据线（上为8080线，下为线，下为4040线）线） SATA硬盘采用点对点的连接，所以，每一个硬盘采用点对点的连接，所以，每一个SATA接口只接一个接口只接一个SATA硬盘，不需要再做主从设置，硬盘，不需要再做主从设置，1 1、 硬盘的固定硬盘的固定2 2、 安装数据线安装数据线 SATASATA硬盘中采用的是硬盘中采用的是7 7针细线缆设计针细线缆设计 ，外观感觉上外观感觉上还有些象还有些象USBUSB数据线那样。数据