半小时恶补硬盘知识(1)

computer · 发表于 2012/3/17 22:03

有些对计算机了解不多的朋友有时对计算机的认识就是显示器加机箱，实际上在计算机系统中，主机箱里面的一些部件才是计算机必不可少的，而硬盘就是这样一种部件。硬盘是一个计算机系统的数据存储中心，我们运行计算机时使用的程序和数据目前绝大部分都存储在硬盘上。硬盘在各种各样固定存储设备中的地位是最重要的(其他的存储装置包括软盘、CD-ROM、磁带、可移动驱动器等等)，它是计算机中不可或缺的存储设备。步入2001年后，硬盘技术正在朝着容量更大、体积更小、速度更快、性能更可靠、价格更便宜的的方向不断发展： 第一篇必备常识篇 说到了解硬盘，我们首要的一步是了解一些有关硬盘的常识。关于硬盘，最重要的不外乎结构、磁头技术、接口、容量、单碟容量、缓存、转速、数据传输率等概念，我们不妨一一来看： 1、结构 现在绝大多数硬盘在结构上都是温彻斯特盘。从1973年IBM生产出第一块温氏硬盘以来，后来的硬盘基本都沿用了这一结构，即采用温彻斯特(Winchester)技术，其核心就是：磁盘片被密封、固定并且不停高速旋转，磁头悬浮于盘片上方沿磁盘径向移动，并且不和盘片接触。 2、磁头技术 硬盘读取数据是通过磁头来完成的。最早的传统磁头是电磁感应式磁头，这些磁头是读写合一的，由于硬盘读、写操作的不同，这种二合一磁头就必须要同时兼顾到读/写两种特性，对硬盘的设计造成了不便。后来的硬盘开始采用MR(磁阻磁头技术)磁头这种分离式的磁头结构：写入磁头仍采用磁感应磁头，而MR磁头则作为读取磁头磁阻。这样便可以得到更好的读/写性能。MR磁头是通过阻值变化来感应信号幅度，对信号变化相当敏感，准确性也较高,而且由于读取的信号幅度与磁道宽度无关，故磁道可以做得很窄，从而提高了盘片密度，扩大了盘片的容量。然而，随着单碟容量的不断增加，终于到了MR磁头的读取极限，于是GMR(巨磁阻磁头技术)磁头诞生了，现在单碟容量超过5G的型号都采用了GMR磁头。进入2001年后，几乎全部硬盘均采用GMR，GMR磁头技术是在MR的基础上开发的，它比MR具有更高的灵敏性。正在基于越来越先进的磁头技术，才使硬盘单碟容量越做越大成为可能，目前最新的磁头是基于第三代巨磁阻磁头技术。 3、接口 硬盘的接口方式可以说是硬盘另一个非常重要的技术指标，这点从SCSI硬盘和IDE硬盘的巨大差价就能体现出来，接口方式直接决定硬盘的性能。现在最常见的接口有IDE(ATA)和SCSI两种，此外还有一些移动硬盘采用了PCMCIA或USB接口。 (1)IDE(Integrated Drive Electronics)： IDE接口最初由CDC、康柏和西部数据联合开发，由美国国家标准协会(ATA)制定标准，所以又称ATA接口。我们普通用户家里的硬盘几乎全是IDE接口的。IDE接口的硬盘可细分为ATA-1(IDE)、ATA-2(EIDE)、ATA-3(Fast ATA-2)、ATA-4 (包括UltraATA、Ultra ATA/33、Ultra ATA/66)与Serial ATA (包括Ultra ATA/100及其它后续的接口类型)。基本IDE接口数据传输率为4.1MB/秒，传输方式有PIO和DMA两种，支持总线为ISA和EISA。后来为提高数据传输率、增加接口上能连接的设备数量、突破528M限制以及连接光驱的需要，又陆续开发了ATA-2、ATAPI和针对PCI总线的FAST-ATA、FAST-ATA2等标准，数据传输率达到了16.67MB/秒。1996年昆腾和英特尔合作开发了Ultra DMA/33接口，严格说来，这已经不能算IDE接口，而应称为EIDE接口，它采用PIO模式5，数据传输率达到33MB/秒。1999年昆腾又推出了Ultra DMA/66接口，传输率为Ultra DMA/33的两倍，采用CRC(循环冗余循环校验)技术以保证数据传输的安全性，并且使用了80线的专用连接电缆，现在市场上主流的硬盘接口类型即为Ultra ATA/66。不过，在进入新世纪后，最有前景的硬盘接口类型则该是Ultra ATA/100了，它的理论最大外部数据传输率可以高达100MB/s。 (2)SCSI(小型计算机系统接口，Small Computer System Interface)： SCSI并不是专为硬盘设计的，实际上它是一种总线型接口。由于独立于系统总线工作，所以它的最大优势在于其系统占用率极低，但由于其昂贵的价格，这种接口的硬盘大多用于服务器等高端应用场合。