认识硬盘

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硬盘相关问题

简述

硬盘（hard disk）是计算机中最重要的存储器之一。计算机需要正常运行所需的大部分软件都存储在硬盘上。因为硬盘存储的容量较大，区别于内存、光盘。硬盘是电脑上使用使用坚硬的旋转盘片为基础的存储设备。它在平整的磁性表面存储和检索数字数据。信息通过离磁性表面很近的写头，由电磁流来改变极性方式被电磁流写到磁盘上。信息可以通过相反的方式回读，例如磁场导致线圈中电气的改变或读头经过它的上方。
硬盘主要包括：盘片、磁头、盘片主轴、控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部份。所有的盘片都固定在一个旋转轴上，这个轴即盘片主轴。而所有盘片之间是绝对平行的，在每个盘片的存储面上都有一个磁头，磁头与盘片之间的距离比头发丝的直径还小。所有的磁头连在一个磁头控制器上，由磁头控制器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向动作，而盘片以每分钟数千转到上万转的速度在高速旋转，这样磁头就能对盘片上的指定位置进行数据的读写操作。由于硬盘是精密设备，尘埃是其大敌，所以必须完全密封。
在硬盘的正面都贴有硬盘的标签，标签上一般都标注着与硬盘相关的信息，例如产品型号、产地、出厂日期、产品序列号等.在硬盘的一端有电源接口插座、主从设置跳线器和数据线接口插座，而硬盘的背面则是控制电路板。

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硬盘外部结构

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外观

当一块硬盘沉甸甸地拿在手上时，你就应该知道它的分量，硬盘的正面主要是印刷的商标和一些跳线设置说明。（当然这个是指IDE。）提示：每块硬盘的具体跳线说明都标明在硬盘的正面，它主要是设置硬盘作为主盘还是从盘的说明，硬盘出厂时默认设置是主盘。硬盘的背面有一块PCB控制电路板（如图1），
Image:Hrad desk01.jpg
它上面有很多芯片及元件，大家只要记住其中的三个比较重要的芯片就可以了。A.硬盘的主控芯片，它是电路板上最大的一块芯片，负责管理硬盘的工作、接口传输和电源的供应。B.缓存芯片，它位于主控芯片的上方，实际上它是一个内存颗粒，硬盘缓存的作用是在于提高硬盘的稳定性，在读写文件时提高性能。C.驱动芯片，作用是推动马达线圈以及主轴马达的驱动器。

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硬盘尺寸

1英寸(MICRODRIVE), 用于数码相机
1.8英寸, 多用于笔记本型电脑及外置硬盘盒中
2.5英寸, 多用于笔记本型电脑及外置硬盘盒中
3.5寸多用于桌上型电脑及外置硬盘盒中。
5寸
5.25英寸，已被淘汰。

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硬盘接口

硬盘与主板的连接部分就是它的接口，常见的有ATA、STAT、SCSI。ATA和SATA接口的硬盘主要应用在个人电脑上，SCSL接口的硬盘则较多地用在服务器上。接口的性能指标主要是传输率，也就是硬盘支持的外部传输率。

ATA:ATA全称Advanced Technology Attachment，是用传统的 40-pin 并口数据线连接主板与硬盘的，外部接口速度最大为133MB/s，因为并口线的抗干扰性太差，且排线占空间，不利电脑散热，将逐渐被 SATA 所取代。
SATA:SATA，全称Serial Advanced Technology Attachment，也就是使用串口的ATA接口，因抗干扰性强，且对数据线的长度要求比ATA低很多，支持热插拔等功能，已越来越为人所接受。SATA-I的外部接口速度已达到150MB/s，SATA-II更将为是300MB/s，SATA的前景很广阔。而SATA的传输线比ATA的细得多, 有利于机箱内的空气流通。
SCSI:SCSI，全称为Small Computer System Interface，历经多世代的发展，从早期的 SCSI-II，到目前的 Ultra320 SCSI 以及 Fiber-Channel （光纤通道），接头型式也有多种。SCSI 硬盘广为工作站级个人电脑以及服务器所使用，因为它的转速快，可达 15000 rpm，且资料传输时占用 CPU 运算资源较低，但是单价也比同样容量的 ATA 及 SATA 硬盘昂贵。

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控制电路板

大多数的控制电路板都采用贴片式焊接，它包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路等。在电路板上还有一块ROM芯片，里面固化的程序可以进行硬盘的初始化，执行加电和启动主轴电机，加电初始寻道、定位以及故障检测等。

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固定面板

就是硬盘正面的面板，它与底板结合成一个密封的整体，保证了硬盘盘片和机构的稳定运行。在面板上最显眼的莫过于产品标签，上面印着产品型号、产品序列号、产品、生产日期等信息，这在上面已提到了。除此，还有一个透气孔，它的作用就是使硬盘内部气压与大气气压保持一致。

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基本参数

了解了硬盘的基本概念以后，我们来了解一下硬盘的基本性能指标：

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容量

我们通常所说的容量是指硬盘的总容量。这里要注意，一般的硬盘厂商定义的单位1GB=1000MB,而系统定义的是1GB=1024MB，所以会出现硬盘的标称会小于格式化容量的情况，这算是业界的惯例，属于正常情况。
还有一种是指单碟容量，单碟容量就是指一张碟片所能存储的字节数，现在硬盘的单碟容量一般都在60GB以上。而随着硬盘单碟容量的增大，硬盘的总容量已经可以实现上百甚至上千GB了。目前，市场上所销售的硬盘容量大都在80GB以上。

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转速

转速是指硬盘内电机主轴的转动速度，单位是RPM（每分钟旋转次数）。其转速越高，内部传输数率就越高。目前一般的硬盘转速为5400转/分和7200转/分。最高的转速是10000转/分以上。我们可以这样理解：当磁头在偏偏定位寻找数据时，如果盘片转动速度越快，磁头则可更快地定位到要找的数据，那么，硬盘一秒钟内可读取的数据就越多。特别是在读取游戏和拷贝大量数据的时候，转速高低就明显得体现出来。

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缓存

硬盘缓存还是为解决硬盘的存取数度和内存速度不匹配而设计的（类似于CPU的一二级缓存）。缓存的容量因为其造价太高，而不可能做的太大，ATA硬盘的缓存大小一般为512KB和2MB。现在来说，5400转/分的硬盘通常有512KB和2MB两种，7200转/分的硬盘的缓存通常有为2MB和8MB，硬盘缓存越大，一次的数据吞吐量就越大，性能也就更好。

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最高内部传输速率

这是硬盘的内圈传输速率，它是指磁头和高速数据缓存之间的最高数据传输速率，单位是MB/s。最高内部传输速率的性能是与硬盘转速以及盘片存储密度（单碟容量）有直接关系。

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平均寻道时间

平均寻道时间是指硬盘磁头移动到数据所在磁道所用的时间，单位为毫秒(ms)，现在硬盘的平均寻道时间一般低于9毫秒。平均寻道时间越短，硬盘的读取数据能力就越高。

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硬盘的主要生产厂家

希捷(Seagate)中文希捷官网

希捷公司为现在世界第一硬盘生产商，主要的硬盘品牌为酷鱼(Barracuda)和Cheetah。酷鱼主要是面向家用型的，主要接口有ATA和SATA，另一种酷鱼，为SCSI接口，通常使用在服务器上，现已被Cheetah所代替。Cheetah品牌主要用在企业的服务器上，接口为SCSI，转速达到10000PRM和15000RPM。

希捷在2005年末通过吞并迈拓之后，更加巩固了他作为世界第一硬盘生产商的地位。

迈拓(Maxtor)中文迈拓官网

西部数据(Western Digital)中文西数官网

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参考资料

相关条目: 硬件硬盘

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