HSCSA-Storage认证网课 二章 硬盘基础知识 - 1.0(2)

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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。1956年的一天，IBM发明了世界上第一个磁盘存储系统IBM 305 RAMAC，拥有50个24英寸的盘片，重约1吨，容量5MB。1973年，IBM研制成功了一种新型的硬盘IBM 3340。这种硬盘拥有几个同轴的金属盘片，盘片上涂着磁性材料。它们和可以移动的磁头共同密封在一个盒子里面，磁头能从旋转的盘片上读出磁信号的变化-这就是我们今天使用的硬盘的祖先，IBM把它叫做温彻斯特硬盘。“温彻斯特”这个名字还有个小小的来历。IBM 3340拥有两个30MB的存储单元，而当时一种很有名的“温彻斯特来复枪”的口径和装

药也恰好包含了两个数字“30”。于是这种硬盘的内部代号就被定为“温彻斯特”。1980年，希捷(Seagate)公司制造出了个人电脑上的第一块温彻斯特硬盘，这个硬盘与当时的软驱体积相仿，容量5MB。

温彻斯特硬盘采用了创新的技术：它的磁头并不与盘片接触。可以想象，如果要提高存取数据的速度，硬盘的盘片就应该越转越快。但是如果磁头与盘片接触，那么无论采用什么材料都不可能胜任这种工作。技术人员想到让磁头在盘片上方“飞行”，与盘片保持一个非常近的距离。这个想法是可行的，因为盘片高速旋转会产生流动的风，只要磁头的形状合适，它就能像飞机一样飞行。这样，盘片就能旋转的很快而不必担心磨擦造成的灾难。磁头被固定在一个能沿盘片径向运动的臂上。由于磁头相对盘片高速运动，并且二者距离很近，哪怕是一丁点灰尘也会造成磁盘的损坏。所以，盘片、磁头和驱动机构被密封在了一个盒子里。 现在，在计算机系统的构成当中，硬盘的地位可以说是干系重大，因为不论你的CPU或内存的速度有多快，它们的绝大多数的指令和数据都来源于硬盘。硬盘的另一个特殊的作用就是作为所有应用软件和数据的载体。十几年来，硬盘就一直是存储介质的中坚力量，虽然无论是容量还是性能方面都有了翻天覆地的变化，但是现在它作为个人电脑的主要存储设备的地位依然不可动摇。今天，微电子、物理和机械等各领域的先进技术被不断地应用到新型硬盘的开发与生产中，硬盘的容量也在几个月间就能翻一番。硬盘与其他记录介质相比，它的速度快、容量大，成为计算机中最重要的存储设备。

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计算机的硬盘主要由盘片和主轴组件、浮动磁头组件、磁头驱动机构和前驱控制电路以及接口等组成： 盘片和主轴组件

盘片和主轴组件是两个紧密相连的部分。盘片是一个圆形的薄片，上面涂了一层磁性材料以记录数据。主轴由主轴电机驱动，带动盘片高速旋转。 浮动磁头组件

浮动磁头组件由读写磁头、传动手臂和传动轴三部分组成。在盘片高速旋转时，传动手臂以传动轴为圆心带动前端的读写磁头在盘片旋转的垂直方向上移动，磁头感应盘片上的磁信号来读取数据或改变磁性涂料的磁性以达到写入信息的目的。

磁头驱动机构

由磁头驱动小车、电机和防震机构组成。其作用是对磁头进行驱动和高精度的定位，使磁头能迅速、准确地在指定的磁道上进行读写工作。 前驱控制电路

是密封在屏蔽腔体以内的放大线路。主要作用是控制磁头的感应信号、主轴电机调速、驱动磁头和伺服定位等。 接口

包括电源接口、数据接口和跳线三部分。电源接口与主机电源相连，为硬盘工作提供动力。接口的形状呈梯形，可以防止插反。数据接口由两列并列的针组成，是硬盘和主板控制器之间传输数据的接口。根据连接方式的不同，分成EIDE和SCSI两大类。跳线是用来对硬盘的状态进行设置的。IDE接口的硬盘分为主盘或从盘两种状态，一条数据线上能同时接一主一从两个设备，必须通过跳线进行正确的设置，否则这条数据线上的两个设备都不能正常工作。

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硬盘控制电路总得来说可以分为如下几个部份：主控制芯片、数据传输芯片、高速数据缓存芯片等，其中主控制芯片负责硬盘数据读写指令等工作，数据传输芯片则是将硬盘磁头前置控制电路读取出数据经过校正及变换后，经过数据接口传输到主机系统，至于高速数据缓存芯片是为了协调硬盘与主机在数据处理速度上的差异而设置。缓存对磁盘性能所带来的作用是无须置疑的，在读取零碎文件数据时，大缓存能带来非常大的优势。