《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》第5章

第5章外存儲(chǔ)設(shè)備

5?1外存儲(chǔ)器的發(fā)展歷程

5.2軟驅(qū)與軟盤

5.3硬盤和固態(tài)硬盤

5.4CD?ROM驅(qū)動(dòng)器

5.5CD-R/RW

5.6DVD驅(qū)動(dòng)器

57各類光盤比較

5￡其他外存儲(chǔ)設(shè)備

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5.1外存儲(chǔ)器的發(fā)展歷程■■硬盤的發(fā)展歷程

1956年9月，第一塊硬盤誕生.IBM的IBM350RAMAC是現(xiàn)代硬盤的雛

形，它相當(dāng)于兩個(gè)冰箱的體積，不過(guò)其儲(chǔ)存容量只有5MB.

1968年，“溫徹斯特”技術(shù)誕生瓶

1973年，第一塊“溫徹斯特”硬盤**誕生.IBM3340問(wèn)世，它擁

有“溫徹斯特”這個(gè)綽號(hào)，來(lái)源于他兩個(gè)30MB的儲(chǔ)存單元，恰是當(dāng)時(shí)出名

的“溫徹斯特來(lái)福槍”的口徑和填彈量.至此，硬盤的基本架構(gòu)被確立.

1979年，IBM發(fā)明薄膜彳頭.為進(jìn)步減小硬盤體積、增大容量、提

高讀寫速度提供了可能；同年，IBM的兩位員工AlanShugart和

FinisConner離開(kāi)IBM后成立了希捷公司（ShugartTechnology公司，也就

是后來(lái)的Seagate希捷公司）開(kāi)發(fā)了像5.25英寸軟驅(qū)那樣大小的硬盤驅(qū)動(dòng)器;

次年，希捷發(fā)布了第一款適合于微型計(jì)算機(jī)使用的硬盤，容量為5MB,體

積與軟驅(qū)相仿.

80年代末，IBM發(fā)明了MR（磁阻）磁頭,這種磁頭在讀取數(shù)據(jù)時(shí)對(duì)

信號(hào)變化相當(dāng)敏感，使得盤片的存儲(chǔ)密度能夠比以往每英寸20MB的容量提

高

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“溫徹斯特”技術(shù)一一的精隋在于提出了：“密

封、固定并高速旋轉(zhuǎn)的鍍磁盤片，磁頭沿盤片徑向移

動(dòng)，磁頭懸浮在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的盤片上方，而不與盤片直

接接觸”，這樣的結(jié)構(gòu)同樣是現(xiàn)在機(jī)械式硬盤所走的

路線。

溫徹斯特技術(shù)的主要內(nèi)容還有是：頭盤組合件，

磁頭、盤片、主軸等運(yùn)動(dòng)部分密封在一個(gè)殼體中，形

成一個(gè)頭盤組合件(HDA),與外界環(huán)境隔絕，避免了

灰塵的污染。磁頭浮動(dòng)塊，采用小型化輕浮力的磁頭

浮動(dòng)塊，盤片表面涂潤(rùn)滑劑，實(shí)行接觸起停。即平常

盤片不轉(zhuǎn)時(shí)，磁頭?？吭诒P片上，當(dāng)盤片轉(zhuǎn)速達(dá)一定

值時(shí)，磁頭浮起并保持一定的浮動(dòng)間隙。

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5.1外存儲(chǔ)器的發(fā)展歷程■■硬盤的發(fā)展歷程

了數(shù)十倍，他工作方式在于將讀寫兩個(gè)磁頭分開(kāi)，讀寫磁頭不再具電感特

性，而是對(duì)磁場(chǎng)變化相當(dāng)敏感的電阻特性磁頭.

1991年，IBM生產(chǎn)3.5英寸的硬盤,硬盤的容量首次達(dá)到了1GB.3.5

寸也成為了現(xiàn)代臺(tái)式計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn).

90年代后期：GMR（巨型磁阻磁頭）磁頭技術(shù)問(wèn)世與MR磁頭同樣是采

用了特殊材料的電阻值隨磁場(chǎng)變化的原理來(lái)讀取盤片上的數(shù)據(jù)，但唯一的

不同之處在于巨磁阻磁頭使用了磁阻效應(yīng).更好的材料和多層薄膜結(jié)構(gòu)，

所以他更增強(qiáng)了讀取的敏感度，相同的磁場(chǎng)變化能引起更大的電阻值變化,

從而可以實(shí)現(xiàn)更高的存儲(chǔ)密度，現(xiàn)有的MR磁頭能夠達(dá)到的盤片密度為

3Gbit—5Gbit/in2（千兆位每平方英寸）,而GMR磁頭可以達(dá)到10Gbit-

40Gbit/in2以上.

1999年，Maxtor發(fā)布了首塊單碟容量高達(dá)10GB的ATA硬盤面世.

之前硬盤還一直在6.4G左右打轉(zhuǎn)，邁拓推出了他的DiamondMax40產(chǎn)品，

也就是鉆石九代，此次單碟磁盤容量達(dá)到了10G.

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5.1外存儲(chǔ)器的發(fā)展歷程?■硬盤的發(fā)展歷程

2000年2月23日，希捷發(fā)布了轉(zhuǎn)速高達(dá)15,000RPM的CheetahX15系列

硬盤，其平均尋道時(shí)間只有3.9ms,這可算是目前世界上最快的硬盤高速

硬盤問(wèn)世，新材質(zhì)硬盤誕生.

2000年3月16日，第一款“玻璃硬盤”問(wèn)世.并且推出了兩款采用這個(gè)

盤片的硬盤這就是IBM的Deskstar75Gxp及Deskstar40GV此兩款硬盤均使

用玻璃取代傳統(tǒng)的鋁作為盤片材料，這能為硬盤帶來(lái)更大的平滑性及更高

的堅(jiān)固性.另外玻璃材料在高轉(zhuǎn)速時(shí)具有更高的穩(wěn)定性.

2001年，新的磁頭技術(shù)，仙塵技術(shù).此時(shí)的全部硬盤幾乎均采用GMR,

該技術(shù)目前最新的為第四代GMR磁頭技術(shù)。另外還有一種叫做TMR

(tunne1ingmagnetoresisitive)磁頭技術(shù)，該技術(shù)是由TDK(東京電氣

化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社)公司采用TMR薄膜試制成功的，并制造出了硬盤設(shè)備.

據(jù)悉，該TMR磁頭的再生輸出以及面密度均與GMR磁頭相同.同年5月，

IBM發(fā)布“仙塵”技術(shù)(PixieDust),這種技術(shù)通過(guò)一種名為AFC的抗鐵

磁耦合介質(zhì)，在硬盤內(nèi)部存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的盤面上加上薄薄的一層釘元素.它能

夠克服當(dāng)存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)密度到達(dá)一定限度的時(shí)候所出現(xiàn)的超磁效應(yīng).這

樣磁盤的存儲(chǔ)密度就能進(jìn)一步

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5.1外存儲(chǔ)器的發(fā)展歷程?■硬盤的發(fā)展歷程

上升，能使磁盤存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù).

2002年，真正意義上的偉大技術(shù)革命IBMAFC技術(shù)誕生.

IBM公司的“魔粉”生產(chǎn)技術(shù)的正式名稱叫反鐵磁性耦合（AFC）介質(zhì),

是在硬盤的盤片上增加一層薄薄的釘元素涂層.這種涂層能讓每個(gè)盤片

存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù).最新推出的“Travelstar”硬盤增加了額外的釘元素

涂層，進(jìn)一步增加了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)容量.

2003年1月，日立宣布完成20.5億美元的收購(gòu)IBM硬盤事業(yè)部計(jì)劃,

并成立日立環(huán)球儲(chǔ)存科技公司（HitachiGlobalStorage

Technologies,HitachiHGST）.

2005年日立環(huán)儲(chǔ)和希捷都宣布了將開(kāi)始大量采用磁盤垂直

寫入技術(shù)（垂直記錄技術(shù)，提高單碟容量，減小硬盤體積無(wú)缺點(diǎn)）

（perpendicularrecording）,該原理是將平行于盤片的磁場(chǎng)方向

改變?yōu)榇怪保?0度），更充分地利用的儲(chǔ)存空間.

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5.1外存儲(chǔ)器的發(fā)展歷程?■硬盤的發(fā)展歷程

2005年12月21日，NCQ(NativeCommandQueuing)原生命令隊(duì)列，

是一項(xiàng)對(duì)硬盤的指令執(zhí)行順序進(jìn)行優(yōu)化的技術(shù)；日立的ESP技術(shù)，

又稱加倍感應(yīng)保護(hù)技術(shù)，可提供類似汽車安全氣囊的功能；將硬件

防護(hù)功能加在硬盤之上，成功開(kāi)發(fā)出一款安全存儲(chǔ)設(shè)備一GStor安

全存儲(chǔ)器(又稱安全硬盤).硬盤制造商希捷宣布收購(gòu)邁拓

(Maxtor).

2006年硬盤在技術(shù)方面也取得了重大的突破,如3.5英寸垂直記錄

技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，混合式硬盤的誕生等等

2007年1月,日立環(huán)球儲(chǔ)存科技宣布將會(huì)發(fā)售全球首只Terabyte

的硬盤，比原先的預(yù)定時(shí)間遲了一年多,硬盤的售價(jià)為399美元，平

均每美元可以購(gòu)得2.75GB硬盤空間.

???,?

2007年11月,Maxtor硬盤出廠的預(yù)先格式化的硬盤。被發(fā)現(xiàn)已植

入會(huì)盜取在線游戲的帳號(hào)與密碼的木馬.

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5.1外存儲(chǔ)器的發(fā)展歷程?■硬盤的發(fā)展歷程

2008年初希捷大舉推廣單碟250G容量產(chǎn)品,4月初的時(shí)候，希捷

竟然出乎意料之位地推出單碟320G硬盤產(chǎn)品一一希捷7200.11系列

2009年1月份,希捷就搶先在中國(guó)推出了單碟500G容量硬盤一一

希捷7200.12系列。

2010年初,西部數(shù)據(jù)發(fā)布了第二代迅猛龍產(chǎn)品一一VelociRaptor

萬(wàn)轉(zhuǎn)600GB硬盤，也被稱為硬盤的最后尊嚴(yán)因?yàn)樵摽町a(chǎn)品出來(lái)?yè)碛懈?/p>

速讀寫性能外，還具有7ms的超低延遲，為機(jī)械硬盤贏回了些尊嚴(yán)；

2010年中旬，希捷發(fā)布了自己的首款混合硬盤MomentusXT,將兩

者的優(yōu)勢(shì)很好的結(jié)合：Z系列高達(dá)320GB的容量，是現(xiàn)今7mm單碟設(shè)計(jì)

中容量最高的產(chǎn)品.

2010年12月,日立環(huán)球存儲(chǔ)科技公司日前同時(shí)宣布；將向全球OEM

廠商和部分分銷合作伙伴推出3T.

《計(jì)算黑I啰簿幡贏發(fā)展歷程一光驅(qū)的發(fā)展歷史

光驅(qū)時(shí)代年代特征

世界上第一個(gè)光驅(qū)和第一張光碟誕生.光盤的容量是650MB,光驅(qū)的

1991年數(shù)據(jù)傳輸率為150KB/S（被國(guó)際電子工業(yè)聯(lián)合會(huì)定為單倍速光驅(qū)），

平均搜尋時(shí)間為1秒.

第一代光驅(qū)（標(biāo)準(zhǔn)型）

第二代MPC（是MultimediaPersonalComputer的縮寫，即多媒體個(gè)人

1993年電腦）規(guī)格問(wèn)世.光驅(qū)的速度已變成了雙倍速，傳輸率達(dá)到了300KB/S,

平均搜尋時(shí)間為400ms.

第二代光驅(qū)（提速型）第公布第三代規(guī)格標(biāo)準(zhǔn).兼容光盤格式包括：CD-Audio.CD-Model/2.

二代主要是指光驅(qū)從4速1995年夏

、、等.

發(fā)展到24速這一時(shí)間段CD-ROM/XA>photo-CD>CD-RVideo-CDCD-I

光驅(qū)已經(jīng)開(kāi)始普及了.高速度的旋轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)、噪音和熱能，震動(dòng)

也會(huì)使激光頭難以定位，尋道時(shí)間加長(zhǎng)，并容易與激光頭發(fā)生碰撞，

刮花激光頭；產(chǎn)生的熱能會(huì)影響光盤上的化學(xué)介質(zhì)，影響激光頭的

準(zhǔn)確定

第三代光驅(qū)（發(fā)展型）1997年左右

位，延長(zhǎng)尋道時(shí)間；引起的噪音會(huì)使人精神上產(chǎn)生不爽的感覺(jué)，容

易疲勞。針對(duì)這些問(wèn)題，各個(gè)不同的生產(chǎn)廠家也推出了相應(yīng)的改善

技術(shù)，使光驅(qū)的讀盤性能更穩(wěn)定，發(fā)熱量更低，工作起來(lái)更安靜，

壽命更長(zhǎng)

1995年9月發(fā)起形成了DVD論壇.’

2001年4月首次開(kāi)發(fā)出可以兼容DVD-RAM和DVD-R（G）格式的驅(qū)動(dòng)器.

第四代光驅(qū)（完美型）光驅(qū)的技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，各家廠商的產(chǎn)品雖然可能采用的技術(shù)略有不同，表現(xiàn)在

糾錯(cuò)率更強(qiáng)，傳輸速度更快，工作起來(lái)更穩(wěn)定、更安靜、發(fā)熱量更低。而隨后，

COMBO驅(qū)動(dòng)器、DVD刻錄機(jī)乃至藍(lán)光驅(qū)動(dòng)器又陸續(xù)普及，標(biāo)志著光存儲(chǔ)設(shè)備真正

的成熟.

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5.2軟驅(qū)與軟盤

5.2.1軟驅(qū)的結(jié)構(gòu)與工作原理

軟驅(qū)從外形尺寸上分有兩種類型：一是525英寸軟

驅(qū)，現(xiàn)已淘汰；一是3.5英寸軟驅(qū)，是現(xiàn)在軟驅(qū)的主流

尺寸,一―

Ir軟驅(qū)前面板i

3

軟驅(qū)后面板

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5.25時(shí)軟驅(qū)

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5.2軟驅(qū)與軟三III

軟驅(qū)主要由控制電路板、馬達(dá)、磁頭定位器和磁頭

等幾部分組成.

軟驅(qū)的工作原理是：馬達(dá)帶動(dòng)軟盤的盤片轉(zhuǎn)動(dòng)

（轉(zhuǎn)速較慢，大約每分鐘300轉(zhuǎn)），磁頭定位機(jī)構(gòu)

是一個(gè)很小的步進(jìn)馬達(dá)，負(fù)責(zé)把磁頭移動(dòng)到正確的

磁道上，由磁頭完成讀寫操作.當(dāng)軟盤插入軟驅(qū)時(shí),

它的讀寫孔被打開(kāi)，磁頭通過(guò)該讀寫孔與盤片接觸

（軟驅(qū)磁頭在進(jìn)行讀寫操作時(shí)是接觸盤片的）進(jìn)行

讀寫.

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5.2軟驅(qū)與軟盤

5.2.23.5時(shí)軟盤的結(jié)構(gòu)

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5.2軟驅(qū)與軟盤

5.2.25.25時(shí)軟盤的結(jié)構(gòu)

maxell

旋轉(zhuǎn)軸與孔

MD2-256HD

v=＞索引孔

v=讀寫口

.I.il.'.T,1.“I；】1'.；：：

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5.2其他幾種新型的軟驅(qū)介紹

ZIP驅(qū)動(dòng)器又稱海量

存儲(chǔ)器，是最早出現(xiàn)的大

容量100M軟盤驅(qū)動(dòng)器，

ZIP采用非接觸式磁頭設(shè)

計(jì)讀寫速度達(dá)1.4MB/S,

更穩(wěn)定，且不易損壞;最

特別的是，每張Zip盤片

都有密碼設(shè)置功能.價(jià)格

昂貴，所以很少普及.

《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》第5章

5.2其他幾種新型的軟驅(qū)介紹

LS-120它采用了接觸

式磁頭結(jié)構(gòu)，內(nèi)建了8KB

緩存.可以讀取現(xiàn)存的上

億張工5英寸的傳統(tǒng)軟

盤.LS-120的兼容性要好

于ZIP,但價(jià)格也較高，

一般用戶無(wú)法承受.

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5.3硬盤?5.3.1硬盤的外部結(jié)構(gòu)

4Mtentsissuedandpending,

Made91

Forfullwarpatentorinstallationinformation,contactwww.maxtorcofn

H011-02-3880

3.5SERIES

CN256

ID接口硬盤

YAR418W0160086528

1111111111111111'"1-670M

SN：Y3P52MZE960M

llllllllllllllllllllllllllllllllll

6Y080L0132613Date:07JAN2005

如刪I嘛漏iMIIHI刪IMadeinSingapore

《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》第5章

5.3?：-5.3.1硬盤的外部結(jié)構(gòu)

控制電路板高速緩存

數(shù)據(jù)接口

主從設(shè)置

跳線器

電源接口IDE接口硬盤

次2LJJJJjL；LIJJJ

數(shù)據(jù)接口主磅朗然胃吃L

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5.3硬盤—不同種類硬盤背面結(jié)構(gòu)比較

ASS

TA

AT

信A

最

號(hào)

線

普

接

口

傳

統(tǒng)

電

源

一

接

口

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既?不同種類硬盤背面結(jié)構(gòu)比較

5.3硬2III

SAS才妾口SATA才妾口

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5.3.1硬盤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

群用uH----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

組成部分名稱說(shuō)明

號(hào)

是硬盤中最精密的部件之一，由讀磁頭、傳動(dòng)手臂和傳動(dòng)軸三部分

組成磁頭是硬盤技術(shù)中最重要、最關(guān)鍵的一環(huán)，它類似于“筆尖”.硬盤

磁頭采用非接觸式頭、盤結(jié)構(gòu)，它的磁頭是懸在盤片上方的，加電后可

在高速旋轉(zhuǎn)的盤片表面移動(dòng)，與盤片的間隙（飛高）只有0.08-0.3微

1浮動(dòng)磁頭組件

米.硬盤磁頭其實(shí)是集成H藝制造的多個(gè)磁頭的組合，每張盤片的上、

方都各有一個(gè)磁頭.磁頭不能接觸高速旋轉(zhuǎn)的硬盤盤片，否則會(huì)破壞盤

片表面的磁性介質(zhì)而導(dǎo)致硬盤數(shù)據(jù)丟失和磁頭損壞，因此硬盤工作時(shí)不

要搬運(yùn)主機(jī).

硬盤磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由音圈電機(jī)和磁頭驅(qū)動(dòng)小車組成，能對(duì)磁頭進(jìn)行

2磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)正確的驅(qū)動(dòng)和定位，并在很短時(shí)間內(nèi)精確定位于系統(tǒng)指令指定的磁道，

保證數(shù)據(jù)讀寫的可靠性.

盤片是硬盤存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的載體，一般采用金屬薄膜磁盤，記錄密度高.

3盤片

硬盤盤片通常由一張或多張盤片疊放組成.

盤片主軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由軸承和馬達(dá)等組成.硬盤工作時(shí)，通過(guò)馬達(dá)的轉(zhuǎn)

,盤片主軸動(dòng)將盤片上用戶需要的數(shù)據(jù)所在的扇區(qū)轉(zhuǎn)動(dòng)到磁頭下方供磁頭讀取.馬

4達(dá)轉(zhuǎn)速越快，用戶存取數(shù)據(jù)的時(shí)間就越短，從這個(gè)意義上講，馬達(dá)的轉(zhuǎn)

驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

速在很大程度上決定了硬盤最終的速度.我們常說(shuō)的5400轉(zhuǎn)、7200轉(zhuǎn)就

是指硬盤馬達(dá)的轉(zhuǎn)速.軸承是用來(lái)把多個(gè)盤片串起來(lái)固定的裝置.

前置讀寫控制

5用來(lái)控制磁頭感應(yīng)的信號(hào)、主軸電機(jī)調(diào)速、磁頭驅(qū)動(dòng)和定位等操作的.

電子線路

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531

機(jī)械

裝置

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5.3.1硬盤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖片上傳于

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5.3*7

柱面

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5.3.1硬盤盤片的雛形

囪柱從o開(kāi)始，由外宿里娟號(hào)

主5

-

《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》第5章

5.3.1硬盤盤片中名詞解釋

磁面(Side)：每個(gè)盤片都有上、下兩個(gè)磁面，從上向

下從“0”開(kāi)始編號(hào)，0面、1面、2面、3面、

磁道(Track)：硬盤在格式化時(shí)盤片會(huì)被劃成許多同

心圓，這些同心圓軌跡就叫磁道.磁道從外向內(nèi)從0開(kāi)始順

次編號(hào)，0道、1道、2道、……

柱面(Cylinder)：所有盤面上的同一編號(hào)的磁道構(gòu)

成一個(gè)圓柱，稱之為柱面，每個(gè)柱面上從外向內(nèi)以“0”

開(kāi)始編號(hào)，0柱面、1柱面、2柱面、...

扇區(qū)(Sector)：硬盤的盤片在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)又被邏輯

劃分為許多扇形的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域叫作一個(gè)扇區(qū).

硬盤容量二柱面數(shù)X扇區(qū)數(shù)X每扇區(qū)字節(jié)數(shù)X磁頭數(shù)

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5.3.2硬盤的工作原理

硬盤作為一種磁表面存儲(chǔ)器，是在非磁

性的合金材料（多為鋁片）表面涂上一層很

薄的磁性材料，再通過(guò)磁層的磁化來(lái)存儲(chǔ)信

息的.即硬盤是利用特定的磁粒子的極性來(lái)

記錄數(shù)據(jù).磁頭在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，將磁粒子的

不同極性轉(zhuǎn)換成不同的電脈沖信號(hào)，再利用

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器將這些原始信號(hào)變成電腦可以使

用的數(shù)據(jù)，寫操作正好相反.硬盤Cache主要

負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)硬盤與主機(jī)在數(shù)據(jù)處理速度上的差

異???\2硬盤工作原理.flv.flv

《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》第5章

5.3.3硬盤的分類000

按硬盤的尺寸和用途可分為：

0.85英寸，多用于手機(jī)等便攜裝置中;

1英寸，多用于數(shù)碼相機(jī)（CFtypeII接口）；

L8英寸，用于部分筆記本電腦及外置硬盤盒；

2.5英寸，常用于筆記本電腦及外置硬盤盒；

3.5英寸，多用于臺(tái)式電腦中.采用3.5〃硬盤的外

置硬盤盒需要外接電源;

5.25英寸，多為早期之臺(tái)式電腦使用

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:尺寸的分類

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5.3.3硬盤的分類

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5.3.3硬盤接口的分類

硬盤接口是硬盤與主機(jī)系統(tǒng)間的連接部件,

作用是在硬盤緩存和主機(jī)內(nèi)存之間傳輸數(shù)據(jù).不

同的硬盤接口決定著硬盤與計(jì)算機(jī)之間的連接

速度，在整個(gè)系統(tǒng)中，硬盤接口的優(yōu)劣直接影

響著程序運(yùn)行快慢和系統(tǒng)性能好壞從整體的角

度上，硬盤接口分為IDE、SATA、SCSI、SAS和

光纖通道四種,IDE接口硬盤多用于家用產(chǎn)品中,

也部分應(yīng)用于服務(wù)器，SCSI接口的硬盤則主要

應(yīng)用于服務(wù)器市場(chǎng)，而光纖通道只在高端服務(wù)

器上，價(jià)格昂貴.

《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》第5章

5.3.3硬盤接口的分類

SATA是新生的硬盤接口類型，在家用市場(chǎng)中有著廣泛的

前景，目前有SATA3.0、SATA2.0>SATA1.0；在IDE和SCSI

的大類別下，又可以分出多種具體的接口類型，又各自擁有

不同的技術(shù)規(guī)范.具備不同的傳輸速度，比如ATA100和SATA；

Ultral60SCSI和Ultra320SCSI等都代表著一種具體的硬盤

接口，各自的速度差異也較大.

SAS(SerialAttachedSCSI,串行連接SCSI)接口,

是新一代的SCSI技術(shù)，和現(xiàn)在流行的SerialATA(SATA)硬盤

相同，都是采用串行技術(shù)以獲得更高的傳輸速度，并通過(guò)縮

短連結(jié)線改善內(nèi)部空間等。SAS是并行SCSI接口之后開(kāi)發(fā)出

的全新接口。此接口的設(shè)計(jì)是為了改善存儲(chǔ)系統(tǒng)的效能、可

用性和擴(kuò)充性，并且提供與SATA硬盤的兼容性。

《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》第5章

SAS的接口技術(shù)可以向下兼容SATA。具體來(lái)說(shuō)，

二者的兼容性主要體現(xiàn)在物理層和協(xié)議層的兼容。

在物理層，SAS接口和SATA接口完全兼容，SATA硬

盤可以直接使用在SAS的環(huán)境中，從接口標(biāo)準(zhǔn)上而

言，SATA是SAS的一個(gè)子標(biāo)準(zhǔn)，因此SAS控制器可

以直接操控SATA硬盤，但是SAS卻不能直接使用在

SATA的環(huán)境中，因?yàn)镾ATA控制器并不能對(duì)SAS硬盤

進(jìn)行控制；在協(xié)議層，SAS由3種類型協(xié)議組成，

根據(jù)連接的不同設(shè)備使用相應(yīng)的協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳

輸。其中串行SCSI協(xié)議(SSP)用于傳輸SCSI命令；

SCSI管理協(xié)議(SMP)用于對(duì)連接設(shè)備的維護(hù)和管理;

SATA通道協(xié)議(STP)用于SAS和SATA之間數(shù)據(jù)的傳

輸。因此在這3種協(xié)議的配合下，SAS可以和SATA

以及部分SCSI設(shè)備無(wú)縫結(jié)合。

《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》第5章

1、SAS的傳輸率和SATA2一樣,3Gbps,由于采用了lObit的再封

包技術(shù)（將每lByte/8bit的數(shù)據(jù)加入ECC之后再封包為lObit,因

此實(shí)際傳輸率為300MBps）,略低于UltraWide320SCSI的320MBps,

但是由于SCSI采用單纜結(jié)構(gòu),所有的設(shè)備共享320MBps的帶寬，

但是SAS采用星形結(jié)構(gòu),每個(gè)設(shè)備是獨(dú)享300MBps帶寬，因此SAS

的接口帶寬實(shí)際中是比SCSI要高的。

2、SAS線纜是7針4線,和SATA一樣,并可以使用SATA硬盤。

3、SAS線和SATA線一樣,一個(gè)SAS接口只能接一根SAS線纜,一根

SAS線纜只能接一個(gè)SAS硬盤,只是理論上最多接122個(gè)。

4、SAS線纜的長(zhǎng)度和SCSI一樣,理論上最長(zhǎng)12M,但一般不推薦

超過(guò)5M,太長(zhǎng)可能會(huì)導(dǎo)致丟包嚴(yán)重，由于SAS基本應(yīng)用于服務(wù)器,

控制芯片的設(shè)計(jì)基本都是十分嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，區(qū)別不大,影響SAS線纜

的長(zhǎng)度最大因素是線纜質(zhì)量。

目前，SAS接口速率為3Gbps,其SAS擴(kuò)展器多為12端口。不

久,將會(huì)有6Gbps甚至12Gbps的高速接口出現(xiàn)，并且會(huì)有28或

36端口的SAS擴(kuò)展器出現(xiàn)以適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。

《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》第5章

5.3.3硬盤接口的分類

光纖通道的英文拼寫是FibreChannel,和SCSI接

口一樣光纖通道最初也不是為硬盤設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的接口技

術(shù)，是專門為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，但隨著存儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)速

度的需求，才逐漸應(yīng)用到硬盤系統(tǒng)中.光纖通道硬盤

是為提高多硬盤存儲(chǔ)全系統(tǒng)的速度和靈活性才開(kāi)發(fā)的,

它的出現(xiàn)大大提高了多硬盤系統(tǒng)的通信速度.光纖通

道的主要特性有：熱插拔性、高速帶寬、遠(yuǎn)程連接、

連接設(shè)備數(shù)量大等.

光纖通道是為在像服務(wù)器這樣的多硬盤系統(tǒng)環(huán)境

而設(shè)計(jì)，能滿足高端工作站、服務(wù)器、海量存儲(chǔ)子網(wǎng)

絡(luò)、外設(shè)間通過(guò)集線器、交換機(jī)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接進(jìn)行雙

向、串行數(shù)據(jù)通訊等系統(tǒng)對(duì)高數(shù)據(jù)傳輸速率的要求.

《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》第5章

5.3.3硬盤接口的分類

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5.3.3硬盤接口的分類

SATA接|

IDE接口硬盤

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5.3.3硬盤接口的分類

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5.3.3SCSI接口的硬盤

50-PinSCSI-Bus4-PinDC

InterfaceConnectorPin1PowerConnector

F=qF=q]

：68-PinSCSI-Bus12-PinAuxilliary4-PinDCPower

InterfaceConnectorPin1ConnectorPin1Connector

□□□□□□

□□□□□□

80-PinSCSISCAConnector

《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》第5章

5.3.3硬盤接口的分類

《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》第5章

5.3.3硬盤接口的分類

《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》第5章

5.3.3硬盤的其他分類形式

L按生產(chǎn)商不同分為：希捷、西部數(shù)據(jù)、東

芝、三星和HGST（原日立）

2.按轉(zhuǎn)速分為：15000rpmlOOOOrpm7200rpm

5900rpm5400rpm

3.按容量大小分為：3TB及以上、2T、1.5T、

IT、750GB、640G、500G

3.按緩存容量大小分為：64M、32M、16M、8M

4.還可以按價(jià)位高低進(jìn)行分類.

《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》第5章

,?5■.3.3硬.盤的用途分類形式

??、t.?谷、.一K二7仆、w..七.a;；」—?＜、為六，*?*〉7叢;4^.^.,二優(yōu)公，

臺(tái)式機(jī)硬盤,

1000元以上

750GB500GB320GB以下

《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》第5章

筆記本硬盤

已選條件：筆記本

品牌:不限希捷西部數(shù)據(jù)東芝三星

價(jià)格:400元以下400-600元600-1000元1000元以上

適用類型：不限臺(tái)式機(jī)筆記本SSHD固態(tài)混合硬盤

硬盤容里:4T眼上3TB2TB1.5TB1TB750GB500GB320GB以下

緩存:不限64MB32MB16MB8MB

轉(zhuǎn)速:10000轉(zhuǎn)7200轉(zhuǎn)5900轉(zhuǎn)5400轉(zhuǎn)

接口類型:SATA3.0SAT.A2.0SAS

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畸器硬盤

品牌:不齦希捷西部數(shù)據(jù)日立東芝

價(jià)格:不限1000元以下1000-2000^2000元以上

硬盤咨理:不限2TB1.5TB1TB600GB500GB450GB300GB147GB146GB

盤片齷:硼<3張雄1張

緩存:128MB64MB32MB16MB

轉(zhuǎn)速:不限15000轉(zhuǎn)紡10000轉(zhuǎn)盼7200轉(zhuǎn)份

接口類型:硼SASSATA

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固態(tài)硬盤

品牌:不限三星英智達(dá)閃迪影馳浦科特OCZ金速特科芯創(chuàng)見(jiàn)金士頓希捷BIWIN金勝維東芝

PNY建興Intel戚剛宇瞻金泰克海盜船憶撞太陽(yáng)花聯(lián)想臺(tái)電芝奇

價(jià)格:300元以下300-500元500-1000元1000-2000元

2000-500阮5000元以上

存儲(chǔ)容勤不限2TB以上1TB512GB480GB256GB250GB240GB200GB160GB128GB

120GB100GB80GB64GB32GB16GB以下

硬盤尺寸:不限25英寸1.8英寸

接口類型:不限SATA3接口SATA2接口MSATAgDPCIE接口NGFF接口USB3.0接口SAS接口

PATA接口

閃存架構(gòu):不限MLC多層單元SLC單層單元TLC三層單元

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SSHDS態(tài)j昆合硬盤

已選條件：SSHD固態(tài)混合硬盤

品牌:麗希捷西部數(shù)據(jù)東芝三星

價(jià)格:不限40阮以下400-600元600-1000元1000元以上

適用類型:不限臺(tái)式機(jī)筆記本SSHD固態(tài)混合硬盤

硬盤容里:不限4TB以上3TB2TB1,5TB1TB750GB500GB320GB以下

緩存:不限64MB32MB16MB8MB

轉(zhuǎn)速:不限10000轉(zhuǎn)7200轉(zhuǎn)5900轉(zhuǎn)5400轉(zhuǎn)

接口類型:麗SATA3.0SATA2.0SAS

《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》第5章

希捷SV353TBSATA3(ST3000VX000)監(jiān)控級(jí)35寸詳細(xì)例

技術(shù)規(guī)格容量（GB）3072

接口SATA3.0

轉(zhuǎn)速(rpm)7200

6Gb/s

填存64MB

監(jiān)控級(jí)硬盤

環(huán)境條件工作溫度0-60℃

存儲(chǔ)溫度-40-70℃

產(chǎn)品特性產(chǎn)品特性1盤體尺寸：3.5英寸

寸:146.99x101.6x26.4mm

《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》第5章

5.3.4硬盤的技術(shù)指標(biāo)

1、容量：容量是指硬盤的存儲(chǔ)空間大小，常用GB(字節(jié))

TB為單位.(單碟容量)

2、轉(zhuǎn)速:轉(zhuǎn)速也就是指硬盤內(nèi)部主軸馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度.硬

盤的轉(zhuǎn)速主要有：5400轉(zhuǎn)、7200轉(zhuǎn)、10000轉(zhuǎn)和15000轉(zhuǎn).

3、平均訪問(wèn)時(shí)間：(AverageAccessTime)是指磁頭從

起始位置到達(dá)目標(biāo)磁道位置，并且從目標(biāo)磁道上找到要讀寫

的數(shù)據(jù)扇區(qū)所需的時(shí)間.

平均訪問(wèn)時(shí)間體現(xiàn)了硬盤的讀寫速度，它包括了硬盤的尋

道時(shí)間和等待時(shí)間，即：平均訪問(wèn)時(shí)間二平均尋道時(shí)間+平均

等待時(shí)間.

硬盤的平均尋道時(shí)間(AverageSeekTime)是指硬盤的磁

頭移動(dòng)到盤面指定磁道所需的時(shí)間.這個(gè)時(shí)間當(dāng)然越小越好

《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》第5章

5.3.4硬盤的技術(shù)指標(biāo)

目前硬盤的平均尋道時(shí)間通常在81ns到121ns之間，而SCSI硬

盤則應(yīng)小于或等于8ms.

硬盤的等待時(shí)間,又叫潛伏期(Latency),是指磁頭已處

于要訪問(wèn)的磁道，等待所要訪問(wèn)的扇區(qū)旋轉(zhuǎn)至磁頭下方的時(shí)

間.平均等待時(shí)間為盤片旋轉(zhuǎn)一周所需的時(shí)間的一半，一般

應(yīng)在41ns以下所謂硬盤的動(dòng)作時(shí)間，主要包括平均尋道時(shí)間、

平均訪問(wèn)時(shí)間、道至道時(shí)間、最大尋道時(shí)間和平均等待時(shí)間

等幾種.

4、數(shù)據(jù)傳輸率：硬盤數(shù)據(jù)傳輸率衡量的是硬盤讀寫數(shù)據(jù)

的速度，分為外部數(shù)據(jù)傳輸率和內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率兩種，一般

用MB/s作為計(jì)算單位.

內(nèi)部傳輸率(InternalTransferRate)也稱為持續(xù)傳

輸率(SustainedTransferRate),指硬盤磁頭與緩存之間

《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》第5章

5.3.4硬盤的技術(shù)指標(biāo)

的數(shù)據(jù)傳輸率，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是硬盤將數(shù)據(jù)從盤片上讀

取出來(lái)，然后存儲(chǔ)在緩存內(nèi)的速度.內(nèi)部傳輸率可以

明確表現(xiàn)出硬盤的讀寫速度，內(nèi)部傳輸速率是評(píng)價(jià)一

個(gè)硬盤整體性能的決定性因素，它是衡量硬盤