硬盘基础知识

自1956年IBM推出第一台硬盘驱动器IBM RAMAC 350至今已有四、五十年了，硬盘是存储中最基本的组件，您对它的结构和原理了解多少呢？

下面带大家了解

1. 了解存储硬盘知识

2. 理解硬盘的工作原理

3. 了解硬盘容量、转速和缓存等参数

4. 了解硬盘接口技术及其发展情况

目录

1. 硬盘的硬件结构

2. 硬盘的工作原理

3. 硬盘的主要参数

4. 硬盘接口介绍

硬盘外部结构：

• 电源接口和数据接口

• 控制电路板

• 固定面板

硬盘内部结构：

• 磁头组件

• 磁头驱动机构

• 磁盘片

• 主轴组件

• 前端控制电路

硬盘控制电路：

• 主控制芯片

• 数据传输芯片

• 高速数据缓存芯片

硬盘的磁头：

• 磁头是硬盘中最昂贵的部件，是硬盘技术最重要和关键的一环

• 采用了非接触式结构，加电后悬浮在高速旋转的磁盘表面

• 读写合一式磁头与分离式磁头

硬盘的磁道：

• 当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道。

硬盘的柱面：

• 硬盘通常由重叠的一组盘片构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的“0”开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为磁盘的柱面。

硬盘的扇区：

• 磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段就被称为磁盘的扇区。

目录

• 硬盘的硬件结构

• 硬盘的工作原理

• 硬盘的主要参数

• 硬盘接口介绍

硬盘工作原理：

• 硬盘利用特定的磁粒子的极性来记录数据

• 在读取数据时，磁头将磁粒子的不同极性转换成不同的电脉冲信号，再利用数据转换器将这些原始信号变成电脑可以使用的数据

• 写数据时，正好与此相反

磁记录原理：

目录

• 硬盘的硬件结构

• 硬盘的工作原理

• 硬盘的主要参数

• 硬盘接口介绍

硬盘的容量和转速：

• 硬盘容量（Capacity） à作为计算机系统的数据存储器，容量是硬盘最主要的参数 à硬盘的容量以兆字节（MB）或千兆字节（GB）为单位

• 硬盘转速（Rotationl Speed） à转速是指硬盘盘片每分钟转动的圈数，单位为rpm（Revolutions Per Minute）

平均寻道时间和平均潜伏期：

• 平均寻道时间（Average Seek Time） à指磁头移动到数据所在磁道需要的时间，这是衡量硬盘机械性能的重要指标

• 平均潜伏期（Average Latency） à指当磁头移动到数据所在的磁道以后，等待指定的数据扇区转动到磁头下方的时间

平均访问时间和数据传输率：

• 平均访问时间（Average Access Time） à指从读/写指令发出到第一笔数据读/写实际开始所用的平均时间

• 数据传输率（Data Transfer Rate ） à指硬盘读写数据的速度，单位为兆字节每秒（MB/s）

硬盘缓冲区：

• 也称之为缓存（Cache）

• 缓冲区的基本作用是平衡内部与外部的数据传输率

• 为了减少主机的等待时间，硬盘会将读取的资料先存入缓冲区，等全部读完或缓冲区填满后再以接口速率快速向主机发送

目录

• 硬盘的硬件结构

• 硬盘的工作原理

• 硬盘的主要参数

• 硬盘接口介绍

硬盘的接口种类：

• IDE（Integrated Drive Electronics）

• SCSI（Small Computer System Interface)

• FC（Fibre Channel ）

• SATA（Serial ATA ）

• SAS（Serial Attached SCSI ）

IDE接口：

IDE（Integrated Drive Electronics，电子集成驱动器）的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器

优点 ：1.价格低廉 2.兼容性好

SCSI接口：

SCSI（Small Computer System Interface，小型计算机系统接口）是一种与IDE完全不同的接口，它不是专门为硬盘设计的，而是一种总线型的系统接口。

优点 ：1.适应面广 2.高性能 3.同时具备内、外置

SATA接口：

SATA（串行ATA）是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型，由于采用串行方式传输数据而得名

优点 1.一对一连接，独享带宽 2.支持热插拔 3.低电压信号 4.带宽升级潜力大

FC接口：

FC最初是专门为网络系统设计的 l随着存储系统对速度的需求，逐渐应用到硬盘系统中

优点 :1.带宽高 2.连接距离长 3.连接设备数量大

SAS接口：

和SATA相同，都是采用串行技术以获得更高的传输速度，并通过缩短连接线改善内部空间

优点：1.兼容性好 2.数据传输率高

总结：

1. 磁盘重要参数有容量、转速、缓存等。

2. 磁盘是利用了磁记录原理进行数据的读写操作。

3. 磁盘主要的接口有IDE、SATA、FC、SCSI和SAS等类型。

希望本文能够帮助到大家！