硬盘基础知识介绍

1硬盘基础知识介绍2002年3月系列专题讲座之一硬盘知识主讲人：刘日彬2一、硬盘发展历史。二、如何认识硬盘。三、硬盘的结构。四、硬盘的相关技术参数。硬盘简介内容3硬盘发展背景：在发明磁盘系统之前，计算机使用穿孔纸带、磁带等来存储程序与数据，这些存储方式不仅容量低、速度慢，而且有个大缺陷：它们都是顺序存储，为了读取后面的数据，必须从头开始读，无法实现随机存取数据。硬盘的发展历史---第一块硬盘：1956年9月，IBM的一个工程小组向世界展示了第一台磁盘存储系统IBM350RAMAC，其磁头可以直接移动到盘片上的任何一块存储区域，从而成功地实现了随机存储。4硬盘的发展历史---1973年，IBM又发明了Winchester（温彻斯特）硬盘，其特点是工作时磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触，这便是现代硬盘的原型。今天个人电脑中的硬盘容量虽然已经高达几十GB以上，但仍然没有脱离“温彻斯特”模式。1979年，IBM发明了薄膜磁头，为进一步减小硬盘体积、增大容量、提高读写速度提供了可能。5硬盘的发展历史---标志性变化容量：硬盘最大容量从1982年时5.25英寸全高硬盘的10MB，发展到现在80GB或更大；笔记本硬盘也达20GB以上。速度：从1983年的85~100KB/S发展到今天的30MB/S或更高；平均寻道时间：从1983年的85ms(毫秒)到今天的5ms(豪秒)；价格：在1982年，一个10MB硬盘的价格超过1500美元(约12450人民币),每MB约150美元(1245人民币)，而现在每MB还不到0.02元(人民币)。6一、硬盘发展历史。二、如何认识硬盘。三、硬盘的结构。四、硬盘的相关技术参数。硬盘简介内容7从以下标识你能得那信息：8如何认识硬盘(一)：硬盘所属系列加上后跟数字,就构成了硬盘的名称。如何认识希捷硬盘…91、标识前2位是希捷硬盘的注册标识。2、第3位表示硬盘的外形尺寸。1代表3.5英寸半高(厚度为41MM)3代表3.5英寸,1英寸(25MM)厚4代表5.25英寸全高(82MM)5代表3.5英寸,0.75英寸(19MM)厚9代表2.5英寸ST340810A12345如何认识希捷硬盘…如何认识硬盘(一)：103、2-3位数字代表容量,单位是100MB。4、此位数字代表，用于区分硬盘特征的主要标志，对于IDE硬盘来说,它指明了硬盘的盘片数量。5、此位字母表示硬盘的接口方式：A表示硬盘是ATA-4接口、即IDE接口。其他字母表示硬盘是SCSI接口。ST340810A12345如何认识希捷硬盘…如何认识硬盘(一)：11如何认识硬盘(一)：如何认识希捷硬盘…希捷硬盘系列产品：1、希捷U6系列：它主要是针对中低端用户而开发；U6系列硬盘采用单碟40GB容量，和5400转滚珠轴承马达的技术；目前U6系列有20GB、40GB、60GB、80GB不同容量的产品。2、希捷酷鱼系列：它主要是针对中高端用户而开发；酷鱼系列采用单碟40GB容量，和7200转液态轴承马达的技术；目前酷鱼系列有20GB、40GB、60GB、80GB不同容量的产品。12如何认识硬盘(二)：如何认识MAXTOR硬盘…4D040H2123451、第1组数字代表MAXTOR硬盘的级别：2代表低端入门级产品；4代表中端主流产品，一般为5400转；6代表高性能高端产品。一般为7200转；2、第2组数字代表产品系列：共分为D系列、K系列、L系列。13如何认识硬盘(二)：如何认识MAXTOR硬盘…4D040H2123453、等3组数字代表容量,单位是100MB。4、等4组数字代表硬盘传输模式：D代表ATA66H代表ATA1005、代表硬盘的磁头数，从磁头数可判断硬盘的碟片数。14如何认识硬盘(二)：如何认识MAXTOR硬盘…D540X–4D123451、第1组数字代表硬盘的外形：D代表台式计算机硬盘；E代表高端服务器硬盘。2、第2组数字代表硬盘的转速：4代表4500转硬盘；5代表5400转硬盘；7代表7200转硬盘；10代表10000转硬盘；15代表150000转硬盘15如何认识硬盘(二)：如何认识MAXTOR硬盘…D540X–4D123453、第3组数字代表硬盘容量：4、第4组数字代表硬盘的接口模式：X代表ATA接口(IDE接口)；S代表SCSI接口；5、第5组数字代表硬盘的级别：2代表入门产品(低端)，4代表主流产品(主流)6代表高性能产品；8代表服务器专用产品。16如何认识硬盘(三)：如何认识三星硬盘…SV4002H123451、S代表三星硬盘注册商标：2、第2组代表三星硬盘产品系列，分为：V系列硬盘5400转；P系列硬盘7200转。3、第3组代表硬盘容量：4、第4组代表硬盘的磁头数；5、第5组代表硬盘传输模式：D代表ATA66；H代表ATA100；17一、硬盘发展历史。二、如何认识硬盘。三、硬盘的结构。四、硬盘的相关技术参数。硬盘简介内容18硬盘的结构：硬盘驱动器主要包括如下基本部件：1、硬盘盘片及读/写磁头；2、磁头传动机构；3、主轴电机；4、PCB电路板。5、硬盘基座及密封外壳。19磁头磁头电机盘片主轴电机硬盘的结构：20硬盘的结构：绝缘板底座PCB板连接插槽21硬盘的结构(硬盘磁头)：DiskDataZoneODIDParkingzoneCrashStopLatchHousingDiskDataZoneODIDParkingzoneCrashStopLatchHousing22硬盘的结构(硬盘磁头)：23硬盘的结构(硬盘磁头)：24硬盘的结构(硬盘磁头)：IllustrationofmagneticrecordingprocessMagneticRecordingHead(MR/GMR)Write:Writingrecordbitonthemediamagneticlayer.Read:(G)MRsensorreadsmagnetizationbittransition.Magneto-resistance:Thephenomenonofresistancechangesbymagnetictransition.ThebasicMRheadmechanismisbasedonOhm’slaw;ΔV=IΔR25硬盘磁头运行过程离碟片距离：DiskRead/WriteHead磁头离碟盘的距离0.5微英寸人的头发灰尘人的指纹烟雾颗粒磁头高度硬盘上的磁头在硬盘静止时，由于弹簧的压力，磁头直接与盘片接触；但当硬盘盘片全速旋转时，磁头下产生的空气压力托起磁头离开盘片表面。26硬盘的结构(盘片)：一、盘片的物理尺寸：5.25英寸、3.5英寸、2.5英寸、1.8英寸、1英寸二、盘片材料：传统上，硬盘盘片基片由强度好重量轻的铝合金制成；但为了得到更高的密度和更小的体质，目前硬盘厂家经常采用玻璃陶瓷复合材料(即在玻璃中注入陶瓷合成)，此材料制成的盘片基片因刚度比金属强(因为金属能弯曲，玻璃不能)，因此其厚度只需常规铝合金盘片的一半甚至更薄。玻璃盘片的热稳定性也比铝合金盘片好，意味着其对温度的变化不会有较大的膨胀或收缩。27硬盘的结构(记录介质)：一、氧化物介质：氧化物介质由多种化合物成，其中的氧化铁是有效成分。盘片上的磁层是在盘片基片上涂抹一层氧化铁颗粒的浆而制成。高速旋转的盘片使浆在盘上扩散，离心力导致浆从中心流向四周，在盘上形成一层均匀平滑的磁层。然后，进行烘干和磨光。二、薄膜介质：1、薄膜电镀介质：它是依靠一个电镀机构将磁介质涂到盘片上的：将铝盘片浸入一系列化学池中，使其被涂上若干层金属薄膜。薄膜电镀介质通常有3微英寸。2、薄膜溅射介质：它是首先在铝盘片上涂一层镍磷，然后用含有钴合金磁性材料进行持续真空沉淀过程，这个过程称作溅射。薄膜溅射介质通常只有1微英寸。28硬盘的结构(PCB板芯片)：控制I/O、电源硬盘BIOS主控芯片硬盘缓存主导电机控芯片读/写控制29一、硬盘发展历史。二、如何认识硬盘。三、硬盘的结构。四、硬盘的相关技术参数。硬盘简介内容30硬盘的技术参数：磁盘的记录密度磁盘的记录密度是由道密度和位密度决定的：1、道密度：磁盘在格式化时被分成许多同心圆，每一个同心圆轨迹叫磁道，道密度是沿盘片径向方向，在单位长度内的磁道数目。2、位密度：在磁盘磁道上，沿磁道方向的单位长度内所记录的数据位个数称为位密度。磁盘的记录密度高低可从硬盘的单碟容量表示出来，磁盘记录密度越高代表硬盘的单碟容量越大。31硬盘的技术参数：平均存取时间平均存取时间是指磁盘在读写数据时，磁头从起始位置到达目标位置稳定下来，并从目标磁道位置上找到要读或写的数据的扇区所需要的全部时间。这个时间包括磁头寻道时间(磁头移动时间)和等待时间(所需读写数据的扇区旋转到磁头下方所需的时间。32硬盘的技术参数：数据传输率数据传输率(D)是硬盘读写速度的主要技术指标，它是指磁盘驱动器与主机之间单位时间交换的二进制数位数，其值可表示为位密度与磁盘最内圈磁道线速度的乘积，即：D=位密度(位/英寸)X转/秒X2~R英寸/转。33硬盘的技术参数：其他指标．．1、盘片数。2、磁头数。3、转速。4、缓冲区。5、CPU读写占有率。6、功耗；(启动功能耗、寻道功能耗、休眠功耗)7、振动和抗冲击能力。34