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1、新手学堂】第一节〖清风带你全面解析机械硬盘〗未完待续....... 硬盘-英文名：Hard Disc Drive 简称HDD 电脑主要的存储媒介 ============================================================ 一：硬盘的组成 1、接口 IDE: IDE是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器，我们常说的的IDE接口，也叫ATA接口，PATA接口 并行ATA接口，并口。 SCSI： SCSI是一种总线型的系统接口，它不是专门为硬盘设计的，SCSI接口的优势在于它支持多种设备，传输速度比ATA高，CPU的占用率很
2、低，一般应用于服务器 SAS 即串行连接SCSI、兼容SATA、一般也是用于服务器 Serial ATA: Serial ATA称为串行ATA接口（SATA接口），这是相对于IDE的并行接口来说的，与IDE接口比SATA接口有无可比拟的优势。如下图！！！ 如图从左至右分别为IDE-SCSI-SATA 光纤通道： 光纤通道只用在高端服务器上。 = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = == = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =
3、 2、控制电路板 包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路等。如下图！！！ ============================================================ 3、硬盘内部结构 磁头组件 磁头组件是硬盘中最精密的部位之一，有读写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成。 磁头驱动机构 磁头驱动机构由声圈电动机和磁头驱动小车组成，新型大容量盘有防震动机构。 磁盘片 磁盘片是硬盘存储数据的载体。硬盘的盘体有一个或多个重叠在一起并由垫圈隔开的磁盘片组成。 主轴组件 主轴组件包括主轴
4、部件，如轴承和马达等。如下图！！！ ============================================================ 4、硬盘逻辑结构 盘面 硬盘的每一个盘片都有两个盘面，即上、下两面，一般每个盘面都会利用，都可以存储数据，成为有效盘面，也有个别的硬盘盘面数为单数的。每一个这样的有效盘面都有一个盘面号，按从上到下的顺序从“0”开始编号。在硬盘系统中，盘面号又叫磁头号，因为每一个有效盘面都有一个对应的读写磁头。 磁道 磁盘在格式化时被划分成许多同心圆，这些同心圆轨迹叫做磁道。磁道从外向内从0开始编号。 柱面 所
5、有盘面上的同一磁道构成一个圆柱，通常称为柱面，柱面和磁道一样，由外向内从0开始编号。数据的读写按柱面进行。即首先在同一柱面内从0磁头开始进行读/写操作，依次向下直到同一柱面所有的磁头都读写过数据将柱面读完写满之后，才移到下一个柱面 扇区 操作系统以扇区形式将信息存储在硬盘上。在磁道上，按照一定的数据位长度截取的圆弧就是扇区，扇区从1开始编号。扇区中的数据作为一个单元同时的读出或写入。 簇 操作系统都是以簇为单位的文件来分配磁盘空间、每个簇只能由一个文件所占用、及时这个簇只有几字节、决不允许两个文件以上的文件公用一个簇、否则会造成数据的混乱。如下图！！！ ===
6、 5、硬盘数据结构 硬盘在存储数据之前，需要经过低级格式化、分区和高级格式化这三个步骤之后才能使用。作用是在物理硬盘上建立一定的数据逻辑结构。 主引导扇区 主引导扇区位于整个磁盘的0柱面0磁头1扇区、包括MBR、DPT和结束标记。MBR，即主引导记录区，存放引导程序。 操作系统引导扇区 操作系统引导扇区是操作系统可以直接访问的第一个扇区、通常位于0柱面1磁头1扇区。它包括一个引导程序和一个被成为BPB的本分区参数记录表。B
7、PB参数块记录着本分区的起始扇区、结束扇区、文件存储格式、硬盘介质描述符、根目录大小、FAT个数、分配单元的大小等重要参数。 文件分配表区 同一个文件的数据不是一定完整的存放在磁盘的一个连续的区域内，往往会分成若干段，像一条链子一样存放。这种存储方式成为链式存储。为了实现链式存储，硬盘上必须准确地记录哪些簇已经被文件占用，还必须为每个已经占用的簇指明存储后继内容的下一个簇的簇号，对一个文件的最后一簇，则要指明本簇无后继簇，这些都有FAT表来保存。 文件目录区 DIR也称文件目录表，是根目录区，紧接着第二FAT表（即备份的FAT表）之后，记录着根目录下每个文件的起始单元、文件的属性等。
8、定位文件位置时，操作系统根据DIR中的起始单元，结合FAT表就可以确定文件在硬盘中的具体位置和大小。 数据区 数据区，是真正意义上的数据存储的地方，位于DIR区之后，占用硬盘绝大部分的空间。 ============================================================ 二：硬盘的参数 容量 1GB=1024MB、但厂商通常标称时算为1GB=1000MB、所以通常我们的硬盘实际容量都比标注的小。 未格式化容量 物理特性最大容量、低级格式化后其容量会适当减小 格式化容量 实际可使用容量 单碟容量 单碟容量是硬盘相当重要的参数之一
9、硬盘是由多个存储碟片组合而成，而单碟容量就是指一个存储碟所能存储的最大数据量。硬盘单碟容量提高不仅仅可以带来总容量提升，有利于降低生产成，提高工作稳定性；而且单碟容量越大其内部数据传输速率就越快。 转速 硬盘通常是按每分钟转速计算：该指标代表了硬盘主轴马达带动磁盘的转速。 平均寻道时间 平均寻道时间指硬盘在盘面上移动读写磁头到指定磁道寻找相应目标数据所用的时间，单位为毫秒。当单碟容量增大时，磁头的寻道动作和移动距离减少，从而使平均寻道时间减少，加快硬盘访问速度。 外部数据传输率 外部数据传输率是指计算机通过接口将数据交给硬盘的传输速度。 内部数据传输率 内部传输率是指硬盘磁头
10、与缓存之间的数据传输率，简单说就是硬盘将数据从盘片上读取出来，然后存储在缓存上的速度。内部传输率可以明确表现出硬盘的读写速度，它的高低才是评价一个硬盘整体性能的决定性因素。 缓存 缓存是硬盘与外部交换数据的临时场所。提高硬盘与外部数据的传输速度、硬盘读写数据时，通过缓存一次次地填充与清空，再填充，再清空，就像一个中转仓库一样。 ============================================================ 三：硬盘的保养 防震动 虽然硬盘加入了防震抗摔功能，但碰撞和震动依然是硬盘的几大杀手之一。过度的碰撞和长期工作在震动的环境下极易
11、造成硬盘盘片与磁头结合不严密，磁头断裂的现象，特别是在硬盘工作中，后果将会更加的严重。因此，一定要将硬盘紧密的固定的机箱内部，上紧每一颗螺丝。另外工作过程不要直接移动硬盘和移动机箱，需要将电脑移动位置时轻拿轻放 防灰尘 硬盘的磁头与盘片接触是十分紧密的，不允许有半点的灰尘，如果灰尘落入硬盘盘片上后，那么就意识着硬盘离损坏为期不晚。如果在灰尘严重的环境下长期工作，硬盘很容易吸引空气中的灰尘颗粒，使其长期积累在硬盘的内部电路元器件上，会影响电子元器件的热量散发，使得电路元器件的温度上升，产生漏电或烧坏元件。灰尘也可能吸收水分，腐蚀硬盘内部的电子线路。切记普通用户不可自行拆开硬盘。 防非法关机
12、 当硬盘在工作中是，盘片处于高速运转状态，磁头停留在盘片的不同位置读取磁盘中存放的数据。如果中途突然断电，磁头便会迅速做归位动作，则可能导致磁头与盘片猛烈磨擦而损坏硬盘盘片。做到尽量避免突然断电导致非法关机，再者WINDOS自带重新启动功能也尽量少用，因为这一功能会使硬盘在瞬间突然断电加电，也极容易引起硬盘的各种故障，如果需要重新启动，则正确的方法是在电脑关闭10秒钟以后再按开机按钮打开电脑。 防静电 对于硬盘而言，其背部的电路版同样会受到静电的伤害。因些，不能用手随便地触摸硬盘背面的电路板。有些类型的硬盘会在其外部包上一层护膜，它除具备防震功能外，更把电路板保护其中，这样我们就可以不用
13、担心什么静电了。 防高温低温 硬盘工作时会产生一定热量，使用中当然存在散热问题。过高或过低都会使晶体振荡器的时钟主频发生改变。温度还会造成硬盘电路元器件失灵，磁介质也会因热胀效应而造成记录错误。温度过低，空气中的水分会被凝结在集成电路元器件上，造成短路。而湿度过高时电子元器件表面可能会吸附一层水膜，氧化、腐蚀电子线路，以致接触不良，甚至短路，还会使磁介质的磁力发生变化，造成数据的读写错误、湿度过低容易积累大量的因机器转动而产生的静电荷，从而烧坏CMOS电路，吸附灰尘而损坏磁头、划伤磁盘片。 电压不稳定也会造成硬盘损坏。 至于磁盘碎片整理建议不要经常做、不做也不行、额、我也不知道经常整理碎片有没有影响、几个月做一次吧、额个人意见 可以无视！！！ 低格不到万不得已也不要做、做之前要有报废的思想准备。 ============================================================ 额、好累！！！ 管它有用没用、网上有没有、来点浮云鼓励一下 ============================================================ 下一节：【清风带你全面解析—固态硬盘】 敬请期待 嘎嘎...........
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