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返回本章结束第四章计算机硬盘硬盘的产生与生产认识硬盘硬盘使用故障隐患及消除典型故障及诊断处理返回本章结束硬盘的产生1957年IBM公司研制成功的IBM350（RAMAC）是第一台真正意义上的硬盘存储器。它由许多片直径为61厘米的盘片组成，盘片由一台电动机带动，只有一个磁头，磁头上下前后运动起来寻找要读写的磁道，和现在的硬磁盘机几乎没有什么根本性的差别，它的体积很大，但存储容量只有5MB。2000年8月，IBM公司发布了体积最小的硬盘Micordriver，盘片直径大约是2.54厘米，而存储容量却达到了2000MB。相比之下，磁盘技术的发展真的是突飞猛进。返回本章结束硬盘的发展硬盘发展的历程碑应该是1973年，IBM3340硬盘开始应用的温彻斯特技术。温彻斯特技术的主要内容有：1.磁头、盘片、主轴等运动部分密封在一个壳体中，形成一个头盘组合件（HDA），与外界环境隔绝，避免了灰尘的污染。2.采用小型化轻浮力的磁头浮动块，盘片表面涂润滑剂，实行接触起停。即平常盘片不转时，磁头停靠在盘片上，当盘片转速达一定值时，磁头浮起并保持一定的浮动间隙。这样简化了机械结构，缩短了起动时间。采用温彻斯特技术，磁头与磁盘是一一对应的，信噪比等等都比可换的要好，存储密度提高了，存储容量也增加了。硬盘另外一个发展里程碑就是使用溅射工艺生产连续介质，这样就让硬盘的密度进一步增大。1991年IBM实现1Gbit/英寸。98年Seagate公司实现了16.3Gbit/英寸，1999年IBM又推出了更加大的27.6Gbit/英寸，而且这个趋势还有提高。返回本章结束硬盘的生产过程下面是硬盘制造商Seagate的硬盘装配厂，主角就是Seagate桌面硬盘－酷鱼IV硬盘的生产过程。相信所有人都知道，硬盘中磁头同盘片之间的距离很小，一半来说只有十万分之一厘米，这个距离比灰尘来得更小。因此生产硬盘必须在超尘的情况下进行。Seagate硬盘厂的质检车间，所有工作人员必须穿上防尘服才能进入硬盘的自动装配生产线，为了保持洁净，一般来说这里操作的工人都比较少返回本章结束已经制造好的硬盘底座，背后就是线路板。驱动器中需要安装的设备主要是：磁盘、磁头、液态轴承(FDB)马达等，装配必须在无尘情况下进行。并且气压有个绝对值。图片就是已安装好液态轴承马达的情况。机械臂正在自动装填磁盘的情况。返回本章结束进行磁头的装配：硬盘被放置在一个精确定位的装置中进行磁头装配。所有内部零件被安装好后，硬盘被“盖”起来。当硬盘被密封好后，就不必待在超尘的空间中了。技术人员正在给硬盘上螺丝，所有线路板都被有机玻璃隔离覆盖，保证线路板不会收到静电的威胁。返回本章结束接着就是为线路板覆盖泡沫屏蔽层，主要是为了防止静电和控制噪音。最后的一步，给硬盘装上底盖，主要是进一步控制噪音，并且保护内部的原器件。返回本章结束硬盘的接口和铭牌铭牌数据线接口跳线电源线接口认识硬盘返回本章结束硬盘的接口类型①IDE接口使用40芯或80芯的扁平电缆②SCSI接口使用50芯的扁平电缆③SATA接口（Serial-ATA）使用７芯的扁平电缆返回本章结束从主／单设备数据线选择硬盘跳线主板IDE接口是双通道的，如果要在一接口上接两个IDE设备，就必须设置它们的“主从”关系，否则不能正常工作。所有的IDE设备均使用一组跳线来确定安装后的主、从状态。硬盘跳线大多设置在电源接口和数据线接口之间的地方。通常情况下跳线由3组(6或7针）或4组(8或9针）再加一个或两个跳线帽组成。在硬盘一面，一般印有“主盘”(Master)、“从盘”(Slave)以及由电缆选择(CableSelect)的跳线方法。返回本章结束电源接口硬盘的电源接口是给硬盘提供电源支持的通道，由四根插针组成。采用“D型头”设计，不用担心将电源插反。硬盘数据线硬盘数据线是硬盘与主板连接的桥梁，目前的主板、硬盘大都支持ATA66/100，使用的都是80芯的排线。注意，数据线共有三个接口，一般线的接口上都有相应的标示，数据线、硬盘数据线接口都采用了“防插反”设计，不会出现将线插反的问题。返回本章结束硬盘技术指标1．主轴转速转速是影响硬盘性能最重要的因素之一，目前市场上流行的是5400rpm(每分钟转数)和7200rpm的硬盘。串行ATA接口是10000rpm。高低速硬盘性能差距比较明显，在预算允许的情况下，建议选择高速硬盘。2．平均寻道时间平均寻道时间是指磁头从得到指令到寻找到数据所在磁道的时间，一般常以它来描述硬盘读取数据的能力。平均寻道时间越小，硬盘的运行速率相应也就越快。一般硬盘的平均寻道时间在7.5-14ms。3．数据传输率硬盘的数据传输率是指计算机从硬盘中准确找到相应数据并传输到内存的速率，单位为MB/s，IDE接口目前最高的是133MB/s，SATA已经达到了150MB/s。它与硬盘的转速、接口类型、系统总线类型有很大关系。返回本章结束4．接口方式常用硬盘基本都采用的是IDE或SCSI的接口方式。目前SCSI硬盘接口有三种，分别是50针、68针和80针。PC的硬盘接口一般为IDE接口，根据速度的不同分为ATA/33/66/100；串行ATA接口也逐渐被用户接受使用。5．高速缓存硬盘的高速缓存可大幅度提高硬盘存取速度。高速缓存越大越好，鉴于成本较高，早期为256KB，目前一般为2MB，现在也有使用8MBCache的普通硬盘。6．容量容量是指硬盘的总容量。单碟容量指单张碟片所能存储的字节数，较大的单碟容量有着更大的数据存储密度，在磁盘转速和磁头的操作速度不变的情况下，能够提高磁盘的内部数据传输率。由于3.5英寸硬盘受到空间等因素的限制，最大只能容纳5张盘片，单碟容量的增加能够使硬盘具有更大的容量和进一步控制成本。返回本章结束7.柱面数柱面数是指硬盘多个盘片上相同磁道的组合，盘片上的同心圆圈（磁道）数即是柱面数，这些磁道有一个相同的磁场旋转方向。8.磁头数磁头数，磁头的作用是进行磁电转换，磁头的成本占硬盘总成本的40％左右，如果单碟容量有所突破，那么磁头的技术一定要发展。一般情况下一个盘片只有一个磁头，不过最新的技术两个磁头可以同时读取一个盘片。9.着陆区着陆区是指数据区外最靠近主轴的盘片区域，用来放置硬盘不工作时候的磁头。返回本章结束10.扇区数硬盘上的一个物理记录块要用三个参数来定位：柱面号、扇区号、磁头号。硬盘容量=柱面数×磁头数×扇区数×512字节，扇区越多，容量越大。11.耐用性硬盘的使用寿命与硬盘的各个部件都有很大联系，马达、盘片、磁头、PCB线路任何部件损坏都不能正常工作。通常是用平均无故障时间、元件设计使用周期和保用期等指标来衡量，磁盘的磁性寿命为10年以上，马达的寿命一般不会超过5万小时，PCB线路等受工作环境影响，保护的好基本用10年没有问题，但是如果腐蚀、振动、静电等因素，可能没有几天就会毁掉。其实影响硬盘使用寿命还有更多的因素，比如连续使用后散热不良及电子迁移造成线路毁坏等。返回本章结束引起硬盘故障的隐患由于硬盘是一个密闭的整体器件，并且是固定安装在机箱内部，所以造成外部故障的可能性很小，通常的硬盘故障来自用户对硬盘的读写操作。返回本章结束1.编码错误的DVDRipDVD转录压缩的DVDRip格式的影片对系统有较高的要求：除了CPU、显卡要求足够强劲以保证播放流畅外，硬盘负荷也非常大。在遇到有编码错误的DVDRip文件时，Windows会出现磁盘占用率非常高的现象：系统不断想要把编码转换为视频信号，但编码错误的文件索引和相应的信号段是不匹配的——此时，硬盘灯会不断地闪烁，整个系统对用户的操作响应极慢，用户点击菜单但几乎没有反应。如果编码错误较多，系统有时候甚至会死机。此时如果用户直接按下机箱上的RESET键甚至是直接关闭计算机电源，造成硬盘磁头没有正常复位。返回本章结束2.Bittorrent下载Bittorrent下载是利用P2P交换文件模式，在各用户之间共享资源，互相当种子和中继站，俗称BT下载。由于每个用户的下载和上传几乎是同时进行，因此下载的速度非常快。Bittorrent将下载的数据存入缓存，积累到到指定的数据量后直接写进硬盘，因此对硬盘的占用率比FTP下载要大得多！BT下载事先要申请硬盘空间，在下载较大的文件的时候，一般会有2~3分钟时间整个系统优先权全部被申请空间的任务占用，其他任务反应极慢。有些人为了充分利用带宽，还会同时进行几个BT下载任务，此时就非常容易出现由于磁盘占用率过高而导致的死机故障。返回本章结束3.PQMAGIC转换的危险PQMAGIC是大名鼎鼎的分区魔术师，能在不破坏数据的情况下自由调整分区大小及格式。不过，PQMAGIC刚刚推出的时候，一般用户的硬盘也就2GB左右，而现在60~80GB的硬盘已是随处可见，PQMAGIC早就力不从心了：调整带数据的、5GB以上的分区，通常都需要1小时以上！除了容量因素影响外，PQMAGIC调整硬盘分区时，大量的时间都花在校验数据和检测硬盘上，可以看出，在这种情况下“无损分区”是很难保证的：由于转换的速度很慢，耗时过长，转换调整过程中，很容易因为计算机断电、死机等因素造成数据丢失。这种损失通常是一个或数个分区丢失，或是容量变得异常，严重时甚至会导致整个硬盘的数据无法读取。返回本章结束4.硬盘保护软件造成的异常容易造成硬盘异常的，还有硬盘保护软件。比如“还原精灵”，由于很多人不注意在重装系统或是重新分区前将它正常卸载，往往会发生系统无法完全安装等情况。此时再想安装并卸载“还原精灵”，却又提示软件已经安装，无法继续，陷入死循环中。这种故障是由于“还原精灵”接管了INT13中断，在操作系统之前就控制了硬盘的引导，用FDISK/MBR指令也无法解决。本来这只是软件的故障，但很多人经验不足，出了问题会找各种分区工具“试验”，甚至轻率地低级格式化，在这样的折腾之下，硬盘很可能提前夭折！返回本章结束5.频繁地整理磁盘碎片磁盘碎片整理和系统还原本来是Windows提供的正常功能，不过如果你频繁地做这些操作，对硬盘是有害无利的。磁盘整理要对硬盘进行底层分析，判断哪些数据可以移动、哪些数据不可以移动，再对文件进行分类排序。其实，对现在的大硬盘而言，文档和邮件占用的空间比例非常小，多数人买大硬盘是用来装电影和音乐的，这些分区根本无需频繁整理——因为播放多媒体文件的效果和磁盘结构根本没有关系，播放速度是由显卡和CPU决定的。返回本章结束6.WindowsXP的自动重启WindowsXP的自动重启功能可以自动关闭无响应的进程，自动退出非法操作的程序，从而减少用户的操作步骤。不过，这个功能它会在自动重新启动前关闭硬盘电源，在重新启动机器的时候再打开硬盘电源！这样一来，硬盘在不到10秒的时间间隔内，受到电流两次冲击，很可能会发生突然“死亡”的故障。为了节省一些能源设置成让系统自动关闭硬盘，对硬盘来说也是弊大于利的。消除隐患的应对方案遇到编码错误的视频文件，最好的方法是通过正常途径向系统发出关机或重新启动指令，耐心等待系统自己处理完毕后重新启动计算机。然后上网搜索一些专门修复编码错误的软件来修复这些影片，再进行观看。1.解决编码错误返回本章结束2.加大系统缓存对于像BT这种线程没优化好、同时读取和写入硬盘的软件，如果一定要使用，可以通过修改注册表的方式加大磁盘缓冲，以减小硬盘读写的频率。以WindowsXP为例：单击“开始”、“运行”，键入“Regedit”后回车，打开注册表编辑器。依次展开HKEY_LOCAL_MACHINE＼SYSTEM＼CURRENTCONTROLSET＼CONTROL＼SESSIONMANAGER＼MEMORYMANAGEMENT分支，在右侧窗口中单击鼠标右键，选择“新建”、“DWORD”值，将新值命名为“Iopagelocklimit”，并将其值设置为“4000”。对于BT造成的CPU占用率过高问题，可以通过调节任务的优先级来解决：在Windows2000/XP下同时按下“Ctrl+Alt+Delete”组合键，选择“任务管理器”，然后单击“进程”选项卡，用鼠标右键单击“Btdown