MSPE-基础类-1-硬盘技术 v1.3.ppt

硬盘，都是由盘片、磁头、盘片主轴、控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部份组成。 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是头发丝直径的千分之一，约0.1um~0.5um ，现在达到0.005um~0.01um。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。 磁头靠近主轴接触的表面，即线速度最小的地方，它不存放任何数据，称为启停区或着陆区（Landing Zone），启停区外就是数据区。在最外圈，离主轴最远的地方是“0”磁道，硬盘数据的存放就是从最外圈开始的。 盘面 每一个盘片都有两个盘面（Side），都可以存储数据，也有极个别的硬盘盘面数为单数。每一个有效盘面都有一个盘面号，按顺序从上至下从“0”开始依次编号。2. 磁道 硬盘在格式化时被划分成许多同心圆，同心圆轨迹叫做磁道（Track）。磁道从外向内从0开始顺序编号。信息以脉冲串的形式记录在这些轨迹中，这些同心圆不是连续记录数据，而是被划分成一段段的圆弧，这些圆弧的角速度一样。外圈的线速度较内圈的线速度大。每段圆弧叫做一个扇区，扇区从“1”开始编号，每个扇区中的数据作为一个单元同时读出或写入。3. 柱面 所有盘面上的同一磁道构成一个圆柱，通常称做柱面（Cylinder），每个圆柱上的磁头由上而下从“0”开始编号。数据的读/写按柱面进行，首先在同一柱面内从“0”磁头开始进行操作，依次向下在同一柱面的不同盘面即磁头上进行操作，只在同一柱面所有的磁头全部读/写完毕后磁头才转移到下一柱面，因为选取磁头只需通过电子切换即可，而选取柱面则必须通过机械切换，所以，数据的读/写按柱面进行，而不按盘面进行。一个磁道写满数据后，就在同一柱面的下一个盘面来写，一个柱面写满后，才移到下一个柱面开始写数据。一块硬盘驱动器的圆柱数（或每个盘面的磁道数）既取决于每条磁道的宽窄（同样，也与磁头的大小有关），也取决于定位机构所决定的磁道间步距的大小。 4.扇区 操作系统以扇区（Sector）形式将信息存储在硬盘上，每个扇区包括512个字节的数据和一些其他信息。一个扇区有两个主要部分：存储数据地点的标识符和存储数据的数据段。 转速(Rotationl Speed)：也就是硬盘电机主轴的转速，转速是决定硬盘内部传输率的关键因素之一，它的快慢在很大程度上影响了硬盘的速度，同时转速的快慢也是区分硬盘档次的重要标志之一。 缓存：缓存是硬盘与外部总线交换数据的场所。硬盘的读数据的过程是将磁信号转化为电信号后，通过缓存一次次地填充与清空，再填充，再清空，一步步按照PCI总线的周期送出，可见，缓存的作用是相当重要的。 平均访问时间（Average access time）： 指磁头找到指定数据的平均时间，通常是平均寻道时间和平均潜伏时间之和。平均访问时间最能够代表硬盘找到某一数据所用的时间，越短的平均访问时间越好 平均寻道时间（Average seek time）：指硬盘在盘面上移动读写头至指定磁道寻找相应目标数据所用的时间，它描述硬盘读取数据的能力，单位为毫秒 平均潜伏时间（Average latency time）： 指当磁头移动到数据所在磁道后，然后等待所要的数据块继续转动到磁头下的时间，一般在2ms－6ms之间。 连续无故障时间（MTBF）：指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间。一般硬盘的MTBF至少在30000或40000小时。 自动检测分析及报告技术（Self-Monitoring Analysis and Report Technology，简称S.M.A.R.T）： 现在出厂的硬盘基本上都支持S.M.A.R.T技术。这种技术可以对硬盘的磁头单元、盘片电机驱动系统、硬盘内部电路以及盘片表面媒介材料等进行监测，当S.M.A.R.T监测并分析出硬盘可能出现问题时会及时向用户报警以避免电脑数据受到损失。 NCQ（Native Command Queuing）与TCQ（Tagged Command Queuing）都是设计通过把计算机发向硬盘的指令做重新排序，从而提高硬盘性能的技术。NCQ技术在 300MB/s的Serial ATA II规格中引入，针对的是主流的硬盘产品，而TCQ技术是在SCSI2规格中引入（ATA-4标准中也有采用），针对的是服务器以及企业级硬盘产品。 NCQ