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硬盘驱动器分类、工作原理和注意事项

❖ 控制电路负责把接口传来的数据转换送到读写磁头, 负责确定磁盘上什么地方是空,把数据写到磁盘上 的指定位置,或负责从磁盘上找到数据存储的位置, 把数据从硬盘盘片上读出来,并转换成符合接口标 准的信号,传送到接口。
❖4-3-2 硬盘存储器主要性能指标
❖A 存储容量 硬盘的第一性能指标。通常以MB即
❖ MB/s的含义是兆字节每秒,指每秒传输的字节数量; Mbit/s的含义是兆比特每秒,指每秒传输的比特位数。
❖ MB/s中的B字母是Byte的含义,Byte是字节数, bit是位数,在计算机中每八位为一字节,也就是 1Byte=8bit,是1:8的对应关系。因此1MB/s等 于8Mbit/s。
❖ 但在硬盘的数据传输率上二者就不能用一般的MB和 Mbit的换算关系(1B=8bit)来进行换算。因为在 Mbit中还包含有许多bit(位)的辅助信息,不完全是 硬盘传输的数据,简单的用8来换算,将无法得到真实 的内部数据传输率数值。
❖磁盘的盘片在一个盘腔中可以有一个或多个盘片。
❖磁盘驱动机构,主轴电机和盘片主轴直接连接,
多数硬盘的主轴电机转速在7200转。提高主轴转 速是提高硬盘速度的途径之一。
❖磁盘的读写头,硬盘的每个磁面都有一个读写磁
头,磁头数是硬盘的一个重要技术指标。磁头安装 在一个有弹簧加载的活动臂上,有一个盘片,就有
有存储介质且(一般)自身具有读写介质的功能, 不需要或很少需要其他装置(例如计算机)的协助。 现代的移动存储主要有移动硬盘、USB盘和各种记 忆卡。
(1)移动硬盘
移动硬盘(Mobile Hard disk)是以硬盘 为存储介质,计算机之间交换大容量数据,强调 便携性的存储产品。市场上的主要品牌有:希捷、 东芝、三星、爱国者等。
❖ 在硬盘驱动器背面有一块电路板,电路板和内部磁 头通过一条软电路连接。
❖ 在驱动器的一端有一个标准的电源接口,接口旁边 是IDE接口或SATA接口。
❖ 在电源接口与IDE接口之间有一个跳线装置,使
用它可以设置硬盘的主、从工作状态( SATA接口 硬盘没有跳线装置)。
上图是一个机械硬盘,即是传统普通硬盘, 主要由:盘片,磁头,盘片转轴及控制电 机,磁头控制器,数据转换器,接口,缓 存等几个部分组成。
硬盘驱动器分类、工作 原理和注意事项
❖4-1 移动存储器 ❖4-2 硬盘驱动器的分类和结构 ❖4-3 硬盘驱动器的工作原理及主要性能指标 ❖4-4 硬盘驱动器的接口标准 ❖4-5 硬盘驱动器的安装与使用及使用注意事项
4-1 移动存储器
❖4-1-1 移动存储器的分类 移动存储器是RAM的速度要比硬盘快几百倍,人们在硬盘中设计 了一个专门的存储器—— 一个速度很快的RAM,称 为高速缓冲存储器。这样,往硬盘上存储数据时, 只要把数据写到CACHE中,直到磁盘空闲时才把高 速缓存中的数据写入硬盘,而CPU则不用管它;读 盘时,系统检查数据是否在高速缓存中,如果有需 要读的数据,则被选中,就可以直接从CACHE中把 它读出来,而不用花大量的时间去等待硬盘读出数 据,从而提高了CPU工作效率。通常硬盘容量越大, 缓冲区越大,因此即使是EIDE接口的硬盘,为了提 高性能,至少也要拥有256KB的高速缓存。目前硬 盘的高速缓冲在8MB-16MB。
❖ 硬盘的数据传输率分为突发数据传输率(外部) 和持续传输率(内部)
❖ 突发数据传输率也称为外部传输率,或接口传输率,即
微机系统总线与硬盘缓冲区之间的数据传输率,它与硬 盘接口类型和硬盘缓冲区容量大小有关,支持ATA133(IDE)的硬盘传输率可达133MB/s ,而SATA 1.0 接口的硬盘传输率可达150MB/s, SATA 2.0传 输率可达300MB/s 。
4-2 硬盘驱动器的分类和结构
❖ 4-2-1按硬盘与微机之间数据接口分类
通常分为:IDE、ATA、SATA、SATAⅡ、 SATAⅢ、SCSI等。
❖4-2-2硬盘驱动器的结构
❖ 大多数硬盘把磁盘、磁头、电机集中到一个全封闭 的超净腔体中,在外面有放大器、控制电路、接口 电路等部件。用户没有净化条件,不允许自行打开 盘腔。
❖F 平均访问时间,指磁头从起始位置到达目标磁道
位置,并且从目标磁道上找到要读写的数据扇区所需的 全部时间,包括寻址+等待时间。时间越短越好。
❖G 数据传输率,表示在磁头定位后,磁盘读写或
写数据的速度。用兆字节每秒(MB/s)或兆比特每秒 (Mbps),硬盘的数据传输率越高表明其传输数据的 速度越快。
(2)闪盘 闪存盘是一种采用USB接口的无需物理驱
动器的微型高容量移动存储产品。它采用的存储 介质为闪存(Flash Memory),且将驱动器及 存储介质合二为一,所以不需要额外的驱动器, 只要接上电脑上的USB接口就可独立地存储读 写数据。
❖ 4-1-2 移动存储器的应用
(1)存储数据的工具 (2)转移数据的媒介 (3)系统启动工具(特别在安装系统时) (4)密码钥匙(如U盾)
兆字节为单位,1M=1024*1024。
❖B 硬盘速度 衡量硬盘速度的性能指标主要有:
❖C 平均寻道时间(即寻址时间)是硬盘在盘面上移
动读写磁头至指定的磁道所用的时间。
❖D 平均寻道时间,反映了硬盘磁头的移动定位速
度,它直接影响硬盘的访问速度。
❖E 平均等待时间,是指磁头已处于要访问的磁道,
等待要访问的扇区旋转至磁头下方的时间。
两个磁头,磁头数是盘片数的2倍。
❖ 磁头是悬浮在磁盘表面读取信息的;硬盘读取、写
入、保存数据,其原理是改变高速旋转盘面上的磁 颗粒的极性。
❖硬盘采用非接触的头、盘结构。
4-3 硬盘存储工作原理及主要性能指标
❖ 4-3-1 硬盘存储工作原理
❖硬盘中的机械机构是:硬盘盘片、磁盘驱动机构、 读写磁头、磁头定位机构等。这几个部分要能步调 统一地协调工作离不开控制电路,硬盘上的控制电 路装在一块电路板上,它含有驱动主轴的驱动和控 制电路,还有根据预约约定的逻辑向硬盘控制器发 送数据的电路。
❖ 持续传输率也称为内部传输率,它反映硬盘缓冲区与硬 盘磁头之间交换数据的速度。内部传输率依赖硬盘的主 轴旋转速度。在单碟容量相同时,转速高的硬盘的内部 传输率高。目前家用级硬盘,内部数据传输率基本还停 留在70~90 MB/s .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,它是衡量硬盘性能的真正标准。
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