硬盘工作原理.ppt

关于硬盘工作原理目录硬盘读写数据的原理什么是BIOS,CMOSBIOS的功能及启动内容第2页,共20页，星期六，2024年，5月了解硬盘硬盘（港台称之为硬碟，英文名：HardDiskDrive简称HDD全名温彻斯特式硬盘）是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外覆盖有铁磁性材料。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。固态硬盘机械硬盘混合硬盘(磁性硬盘+闪存)第3页,共20页，星期六，2024年，5月硬盘的组成硬盘的组成盘片、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。第4页,共20页，星期六，2024年，5月磁头驱动机构第5页,共20页，星期六，2024年，5月盘面、磁道、柱面和扇区盘面硬盘的盘片一般用铝合金材料做基片，高速硬盘也可能用玻璃做基片。硬盘的每一个盘片都有两个盘面（Side），即上、下盘面，一般每个盘面都会利用，都可以存储数据，成为有效盘片，也有极个别的硬盘盘面数为单数。每一个这样的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。磁道磁盘在格式化时被划分成许多同心圆，这些同心圆轨迹叫做磁道（Track）。磁道从外向内从0开始顺序编号。每段圆弧叫做一个扇区，扇区从“1”开始编号。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，即磁头读/写数据时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。第6页,共20页，星期六，2024年，5月盘面、磁道、柱面和扇区第7页,共20页，星期六，2024年，5月硬盘读写数据原理系统将文件存储到磁盘上时，按柱面、磁头、扇区的方式进行，即最先是第1磁道的第一磁头下（也就是第1盘面的第一磁道）的所有扇区，然后，是同一柱面的下一磁头，……，一个柱面存储满后就推进到下一个柱面，直到把文件内容全部写入磁盘。系统也以相同的顺序读出数据。读出数据时通过告诉磁盘控制器要读出扇区所在的柱面号、磁头号和扇区号（物理地址的三个组成部分）进行。磁盘控制器则直接使磁头部件步进到相应的柱面，选通相应的磁头，等待要求的扇区移动到磁头下。在扇区到来时，磁盘控制器读出每个扇区的头标，把这些头标中的地址信息与期待检出的磁头和柱面号做比较（即寻道），然后，寻找要求的扇区号。待磁盘控制器找到该扇区头标时，根据其任务是写扇区还是读扇区，来决定是转换写电路，还是读出数据和尾部记录。找到扇区后，磁盘控制器必须在继续寻找下一个扇区之前对该扇区的信息进行后处理。如果是读数据，控制器计算此数据的ECC码，然后，把ECC码与已记录的ECC码相比较。如果是写数据，控制器计算出此数据的ECC码，与数据一起存储。在控制器对此扇区中的数据进行必要处理期间，磁盘继续旋转。第8页,共20页，星期六，2024年，5月BIOSCMOS介绍BIOS全名为(BasicInputOutputSystem)即基本输入/输出系统，是电脑中最基础的而又最重要的程序。我们把这一段程序存放在一个不需要电源的记忆体（芯片）中，这就是平时所说的BIOS。BIOS包含了一组设备驱动程序的集合第9页,共20页，星期六，2024年，5月BIOS的功能什么是BIOS设置BIOS是硬件与软件程序之间的一个接口或者说是转换器，负责解决硬件的即时需求，并按软件对硬件的操作要求具体执行。我们所使用的计算机都是由一些硬件设备组成的，而这些硬件设备会由于用户的不同需要而在品牌、类型、性能上有很大差异。例如，对于硬盘，就可能存在容量大小和接口类型等方面的不同，而不同的硬件配置所对应的参数也不同，因此，我们在使用计算机之前，一定要确定它的硬件配置和参数，并将它们记录下来，存入计算机，以便计算机启动时能够读取这些设置，保证系统正常运行。由于它是存在于芯片中的软件，所以一般我们称为固件。第10页,共20页，星期六，2024年，5月BIOSCMOS介绍BIOS分类1、计算机系统一般包括三类BIOS，主板BIOS、BIOS为适配器插卡BIOS、BIOS为从磁盘上加载的设备驱动程序2、主板BIOS的功能通电自检功能、系统初启时的系统设置和系统初始化程序，即BI