1、n本章簡要介紹了軟盤驅動器的性能特點、種本章簡要介紹了軟盤驅動器的性能特點、種類、結構原理和幾種大容量的軟驅。還介紹了類、結構原理和幾種大容量的軟驅。還介紹了硬盤的性能特點、技術參數和接口類型等。硬盤的性能特點、技術參數和接口類型等。第5章 磁盤存儲器n5.1 5.1 軟盤驅動器軟盤驅動器n5.2 5.2 硬盤驅動器硬盤驅動器n5.3 5.3 光存儲設備光存儲設備5.1 5.1 軟盤驅動器軟盤驅動器 軟盤子系統包括軟盤片、軟盤驅動器、驅動程序軟盤子系統包括軟盤片、軟盤驅動器、驅動程序和軟驅控制器這幾部分。軟盤是微機系統永久保存信和軟驅控制器這幾部分。軟盤是微機系統永久保存信息和交換信息的重要外

2、部磁存儲介質。軟驅（息和交換信息的重要外部磁存儲介質。軟驅（floppy floppy disk driverdisk driver，fddfdd）是對軟盤進行讀寫的機電一體化）是對軟盤進行讀寫的機電一體化的設備。軟驅驅動程序是軟驅的配套程序，它包含在的設備。軟驅驅動程序是軟驅的配套程序，它包含在系統系統biosbios程序中。軟驅控制器（程序中。軟驅控制器（fdd controllerfdd controller）提）提供主機對軟驅的控制信號，也是軟驅設備的接口，它供主機對軟驅的控制信號，也是軟驅設備的接口，它做在做在i/oi/o卡或主板上或南橋芯片內。卡或主板上或南橋芯片內。 微機常選用的

3、軟盤片有直徑為微機常選用的軟盤片有直徑為5.255.25英寸、存儲容英寸、存儲容量為量為1.2mb1.2mb和直徑為和直徑為3.53.5英寸、存儲容量為英寸、存儲容量為1.44mb1.44mb這兩這兩種，它們的驅動器分別稱為種，它們的驅動器分別稱為5 5寸軟驅和寸軟驅和3 3寸軟驅。由于寸軟驅。由于3 3寸軟盤體積小、容量大并帶有塑料外殼不易損壞，目寸軟盤體積小、容量大并帶有塑料外殼不易損壞，目前大多數前大多數pcpc機僅僅配備一個機僅僅配備一個3 3寸軟驅。寸軟驅。3.53.5”軟驅的外形軟驅的外形如圖如圖7-17-1所示。所示。圖7-1 3.5”軟驅和軟盤 軟盤驅動器的規格和接口軟盤驅動器

4、的規格和接口 3.53.5”軟盤的結構如下圖所示，外面有一個塑料外軟盤的結構如下圖所示，外面有一個塑料外殼，不易污染和損壞。將它的寫保護片撥到封住寫保殼，不易污染和損壞。將它的寫保護片撥到封住寫保護孔的位置時，處于可以讀寫的狀態，反之為寫保護護孔的位置時，處于可以讀寫的狀態，反之為寫保護狀態，軟盤也不會感染病毒。狀態，軟盤也不會感染病毒。 軟盤驅動器的規格和接口軟盤驅動器的規格和接口( (續續) ) 軟驅上有兩個插座。一個電源插座軟驅上有兩個插座。一個電源插座 。另一個為控制及。另一個為控制及數據電纜插座，它有數據電纜插座，它有3434線。用一根線。用一根3434線電纜將它與線電纜將它與i/o

5、i/o多功多功能卡或主板上的軟驅接口（能卡或主板上的軟驅接口（fddfdd）相連接。）相連接。3434線電纜的紅色線電纜的紅色線應接到插座的線應接到插座的1 1腳。軟驅腳。軟驅3434線電纜如圖線電纜如圖7-37-3所示。在一些微所示。在一些微機的系統硬件配置程序機的系統硬件配置程序cmos setupcmos setup中有中有“swap floppy swap floppy drivedrive”這一項，當將其設置為這一項，當將其設置為“enabledenabled”時則可對調時則可對調a a、b b兩兩個軟驅的邏輯名稱，而不必在電纜插頭上將它們對調。軟驅個軟驅的邏輯名稱，而不必在電纜插頭

6、上將它們對調。軟驅接口（接口（fdcfdc）的信號定義如表）的信號定義如表7-17-1。軟盤驅動器的連接軟盤驅動器的連接 n圖圖7-3 7-3 軟驅的軟驅的3434線電纜線電纜軟盤驅動器的連接軟盤驅動器的連接 ( (續續) )表 7-1 軟 驅 接 口 的 信 號 定 義引 腳 編 號信 號 名 稱 （ 低 電 平 有效 ）功 能2no used未 使 用4head load磁 頭 加 載6drive select 3選 擇 驅 動 設 備 38indx/sector索 引 或 扇 區10drive select 0選 擇 驅 動 設 備 012drive select 1選 擇 驅 動 設

7、備 114drive select 2選 擇 驅 動 設 備 216motor on馬 達 啟 動18direction select磁 頭 方 向 選 擇20step磁 頭 步 進軟盤驅動器軟盤驅動器 ( (續續) )22write data寫 數 據24write gate寫 選 通26track 000磁 道28write protect寫 保 護30read data讀 數 據32side one select面 選 擇34ready準 備 就 緒 或 換 盤1,3,5, ,33奇 數 腳 均 為gnd接 地 線軟盤驅動器軟盤驅動器 ( (續續) ) 軟驅（軟驅（fddfdd）由數據讀

8、寫系統、磁頭定位系統、）由數據讀寫系統、磁頭定位系統、盤片驅動系統和控制電路等組成。磁頭是核心部件盤片驅動系統和控制電路等組成。磁頭是核心部件, ,分分上、下兩個，上磁頭稱為上、下兩個，上磁頭稱為“1 1號頭號頭”，下磁頭稱為，下磁頭稱為“0 0頭頭”，固定在磁頭小車上，并始終接觸盤片。盤片由，固定在磁頭小車上，并始終接觸盤片。盤片由主軸馬達驅動主軸馬達驅動, ,以每分鐘以每分鐘300300多轉旋轉時，磁頭小車由多轉旋轉時，磁頭小車由步進馬達驅動做徑向運動，從而使上、下磁頭能掃描步進馬達驅動做徑向運動，從而使上、下磁頭能掃描磁盤上、下兩面的所有磁道，實現讀、寫操作。磁盤上、下兩面的所有磁道，實

9、現讀、寫操作。軟盤驅動器的結構原理軟盤驅動器的結構原理 寫操作是指軟驅將主機發來的數據編碼，經寫電路處寫操作是指軟驅將主機發來的數據編碼，經寫電路處理后，通過磁頭將數據的電信號轉換為磁信號記錄在磁盤理后，通過磁頭將數據的電信號轉換為磁信號記錄在磁盤上。而讀操作是寫操作的逆過程。上。而讀操作是寫操作的逆過程。 軟盤驅動器還有專門用于檢測磁盤狀態的傳感器元件。軟盤驅動器還有專門用于檢測磁盤狀態的傳感器元件。比如比如“0 0磁道開關磁道開關”、“寫保護傳感器寫保護傳感器”。軟盤驅動器的結構原理軟盤驅動器的結構原理 ( (續續) ) 磁盤驅動器軟驅或硬驅的基本原理相同，框圖如磁盤驅動器軟驅或硬驅的基本

10、原理相同，框圖如圖圖7-47-4所示，主要包括數據讀寫系統、磁頭定位系統、所示，主要包括數據讀寫系統、磁頭定位系統、盤片驅動系統和控制電路等部分。盤片驅動系統和控制電路等部分。圖圖7-4 7-4 磁盤驅動器的磁盤驅動器的原理方框原理方框軟盤驅動器的結構原理軟盤驅動器的結構原理 ( (續續) )軟盤的物理規格軟盤的物理規格 3.5英寸軟盤英寸軟盤雙密雙密720kb（dd）高 密高 密 1 . 4 4 m b（hd）特高密特高密2.88mb（ed）每扇區字節數每扇區字節數512512512每磁道扇區數每磁道扇區數91836每面磁道數每面磁道數808080面數面數222容量（千字節）容量（千字節）7

11、201 4402 880容量（兆字節）容量（兆字節）0.7031.4062.813容量（百萬字節）容量（百萬字節） 0.7371.4752.949 還有多種高速大容量的新型軟盤驅動器，還有多種高速大容量的新型軟盤驅動器，如如zip100zip100、ls-120ls-120和和uhcuhc等。由于價格較高和等。由于價格較高和軟盤交換性等原因，都尚未被軟盤交換性等原因，都尚未被pcpc機普遍采用。機普遍采用。超級軟盤驅動器超級軟盤驅動器 第5章 磁盤存儲器n5.1 5.1 軟盤驅動器軟盤驅動器n5.2 5.2 硬盤驅動器硬盤驅動器n5.3 5.3 光存儲設備光存儲設備5.2 5.2 硬盤驅動器硬

12、盤驅動器硬盤驅動器簡介硬盤驅動器簡介硬盤的工作原理和結構硬盤的工作原理和結構 硬盤驅動器的分類硬盤驅動器的分類硬盤的技術參數硬盤的技術參數硬盤的接口硬盤的接口硬盤的安裝和使用硬盤的安裝和使用硬盤的維護與常見故障處理硬盤的維護與常見故障處理硬盤驅動器簡介硬盤驅動器簡介硬盤驅動器簡介硬盤驅動器簡介 硬盤驅動器（硬盤驅動器（hard disk driverhard disk driver，hddhdd）也是微機系統的基本外存設備。與軟盤不同，也是微機系統的基本外存設備。與軟盤不同，它的磁盤片是硬質合金的，并固定安裝在驅動它的磁盤片是硬質合金的，并固定安裝在驅動器內部，所以也可統稱為硬盤。器內部，所以

13、也可統稱為硬盤。 硬盤子系統包括硬盤驅動器（內含硬盤）、驅動程硬盤子系統包括硬盤驅動器（內含硬盤）、驅動程序和硬盤接口。硬盤的控制器（序和硬盤接口。硬盤的控制器（hdd controllerhdd controller）做在）做在硬盤內部，而接口集成在主板上。硬盤的驅動程序包含硬盤內部，而接口集成在主板上。硬盤的驅動程序包含在系統在系統biosbios程序中。硬盤的構成和工作原理與軟驅相仿，程序中。硬盤的構成和工作原理與軟驅相仿，它以自己專用的微處理器作為控制器，它的內部它以自己專用的微處理器作為控制器，它的內部romrom固固化了控制軟件，用來實現加電時的自我診斷、運行狀態化了控制軟件，用來

14、實現加電時的自我診斷、運行狀態檢測、主軸電機的轉速調節和對磁頭的位置控制等功能。檢測、主軸電機的轉速調節和對磁頭的位置控制等功能。硬盤驅動器簡介（續）硬盤驅動器簡介（續） 硬盤是一種磁介質的外部存儲設備，數據存儲硬盤是一種磁介質的外部存儲設備，數據存儲在密封、潔凈的硬盤驅動器內腔的多片磁盤片上。在密封、潔凈的硬盤驅動器內腔的多片磁盤片上。這些盤片一般是在以鋁為主要成分的片基表面涂上這些盤片一般是在以鋁為主要成分的片基表面涂上磁性介質所形成，在磁盤片的每一面上，以轉動軸磁性介質所形成，在磁盤片的每一面上，以轉動軸為軸心、以一定的磁密度為間隔的若干個同心圓，為軸心、以一定的磁密度為間隔的若干個同心

15、圓，被劃分成磁道（被劃分成磁道（track），每個磁道又被劃分為若），每個磁道又被劃分為若干個扇區（干個扇區（sector），數據就按扇區存放在硬盤上。），數據就按扇區存放在硬盤上。在每一面上都相應地有一個讀寫磁頭（在每一面上都相應地有一個讀寫磁頭（head），），所有盤片相同位置的磁道就構成了所謂的柱面所有盤片相同位置的磁道就構成了所謂的柱面（cylinder）。）。 硬盤的工作原理和結構硬盤的工作原理和結構 硬盤驅動器加電正常工作后，利用控制硬盤驅動器加電正常工作后，利用控制電路中的初始化模塊進行初始化工作，此時電路中的初始化模塊進行初始化工作，此時磁頭置于盤片中心位置。初始化完成后，主磁

16、頭置于盤片中心位置。初始化完成后，主軸電機將啟動，并以高速旋轉，裝載磁頭的軸電機將啟動，并以高速旋轉，裝載磁頭的小車機構移動，將浮動磁頭置于盤片表面的小車機構移動，將浮動磁頭置于盤片表面的00道，處于等待指令的啟動狀態。當主機下道，處于等待指令的啟動狀態。當主機下達存取磁盤片上的數據時，通過前置放大控達存取磁盤片上的數據時，通過前置放大控制電路，發出驅動電機運動的信號，控制磁制電路，發出驅動電機運動的信號，控制磁頭定位機構將磁頭移動，搜尋定位它要存取頭定位機構將磁頭移動，搜尋定位它要存取數據的磁道扇區位置，進行數據讀寫。數據的磁道扇區位置，進行數據讀寫。 硬盤的工作原理和結構硬盤的工作原理和結

17、構 ( (續續) ) 硬盤的第一個扇區硬盤的第一個扇區（0道道0頭頭1扇區）被扇區）被保留為主引導扇區保留為主引導扇區。在主引導區內主要有兩。在主引導區內主要有兩項內容：項內容：主引導記錄和硬盤分區表主引導記錄和硬盤分區表。主引導。主引導記錄是一段程序代碼，其作用主要是對硬盤記錄是一段程序代碼，其作用主要是對硬盤上安裝的操作系統進行引導；硬盤分區表則上安裝的操作系統進行引導；硬盤分區表則存儲了硬盤的分區信息。微型機啟動時將讀存儲了硬盤的分區信息。微型機啟動時將讀取該扇區的數據，并對其合法性進行判斷取該扇區的數據，并對其合法性進行判斷（扇區最后兩個字節是否為（扇區最后兩個字節是否為0 x55aa

18、或或0 xaa55 ），如合法則跳轉執行該扇區的第），如合法則跳轉執行該扇區的第一條指令。所以硬盤的主引導區常常成為病一條指令。所以硬盤的主引導區常常成為病毒攻擊的對象。毒攻擊的對象。 硬盤的工作原理和結構硬盤的工作原理和結構 ( (續續) )硬盤的外部結構硬盤的外部結構:分為三大部分分為三大部分 ：硬盤的工作原理和結構硬盤的工作原理和結構 ( (續續) ) (1)接口接口 接口包括電源接口插座和數據接口插接口包括電源接口插座和數據接口插座兩部分，其中電源插座與主機電源相連接。座兩部分，其中電源插座與主機電源相連接。數據接口插座則是硬盤數據與主板控制芯片數據接口插座則是硬盤數據與主板控制芯片之

19、間進行數據傳輸交換的通道。之間進行數據傳輸交換的通道。 (2)控制電路板控制電路板 大多數的控制電路板都采用貼片式大多數的控制電路板都采用貼片式焊接，它包括主軸調速電路、磁頭驅動焊接，它包括主軸調速電路、磁頭驅動與伺服定位電路、讀寫電路、控制與接與伺服定位電路、讀寫電路、控制與接口電路等。在電路板上還有一塊口電路等。在電路板上還有一塊rom芯芯片，里面固化的程序可以進行硬盤的初片，里面固化的程序可以進行硬盤的初始化，執行加電和啟動主軸電機，加電始化，執行加電和啟動主軸電機，加電初始尋道、定位以及故障檢測等。在電初始尋道、定位以及故障檢測等。在電路板上還安裝有容量不等的高速數據緩路板上還安裝有容

20、量不等的高速數據緩存芯片，一般為存芯片，一般為512kb或或2mb。硬盤的工作原理和結構硬盤的工作原理和結構 ( (續續) ) 硬盤控制電路總得來說可以分為如下幾個硬盤控制電路總得來說可以分為如下幾個部分：主控制芯片、數據傳輸芯片、數據緩存部分：主控制芯片、數據傳輸芯片、數據緩存芯片等。其中，主控制芯片負責硬盤數據讀寫芯片等。其中，主控制芯片負責硬盤數據讀寫指令等工作；數據傳輸芯片則是將硬盤磁頭前指令等工作；數據傳輸芯片則是將硬盤磁頭前置控制電路讀取出數據經過校正及變換后，由置控制電路讀取出數據經過校正及變換后，由數據接口傳輸到主機系統；高速數據緩存芯片數據接口傳輸到主機系統；高速數據緩存芯片

21、是為了協調硬盤與主機在數據處理速度上的差是為了協調硬盤與主機在數據處理速度上的差異而設置的；緩存對磁盤性能所帶來的作用是異而設置的；緩存對磁盤性能所帶來的作用是無須置疑的，無須置疑的，在讀取零碎文件數據時，大緩存在讀取零碎文件數據時，大緩存能帶來非常大的優勢能帶來非常大的優勢。 硬盤的工作原理和結構硬盤的工作原理和結構 ( (續續) )(3)固定面板固定面板 就是硬盤正面的面板，它就是硬盤正面的面板，它與底板結合成一個密封的整體，與底板結合成一個密封的整體，保證了硬盤盤片和機構的穩定保證了硬盤盤片和機構的穩定運行。在面板上最顯眼的莫過運行。在面板上最顯眼的莫過于產品標簽，上面印著產品型于產品標

22、簽，上面印著產品型號、產品序列號、產品、生產號、產品序列號、產品、生產日期等信息。除此，還有一個日期等信息。除此，還有一個透氣孔，它的作用就是使硬盤透氣孔，它的作用就是使硬盤內部氣壓與大氣氣壓保持一致。內部氣壓與大氣氣壓保持一致。硬盤的工作原理和結構硬盤的工作原理和結構 ( (續續) )內部結構：內部結構： 硬盤內部結構由控制電路板、磁頭、盤片、硬盤內部結構由控制電路板、磁頭、盤片、主軸、電機、接口及其它附件組成，其中磁頭主軸、電機、接口及其它附件組成，其中磁頭盤片組件是構成硬盤的核心，它封裝在硬盤的盤片組件是構成硬盤的核心，它封裝在硬盤的凈化腔體內，包括有浮動磁頭組件、磁頭驅動凈化腔體內，包

23、括有浮動磁頭組件、磁頭驅動機構、盤片、主軸驅動裝置及前置讀寫控制電機構、盤片、主軸驅動裝置及前置讀寫控制電路。路。(見下圖見下圖)硬盤的工作原理和結構硬盤的工作原理和結構 ( (續續) )硬盤的內部結構硬盤的內部結構主軸馬達主軸馬達(spindle motor)音圈馬達音圈馬達(voice coil motor)磁頭驅動器磁頭驅動器(actuator)基座基座(base plate)磁頭停放區磁頭停放區(parking zone)盤片盤片(media)硬盤的工作原理和結構硬盤的工作原理和結構 ( (續續) )飛行中的磁頭飛行中的磁頭磁頭在磁盤表面上方飛行磁頭在磁盤表面上方飛行飛行高度飛行高度:

24、 1.3 : 1.3 微米微米 或更小或更小硬盤的組裝環境硬盤的組裝環境 無塵室無塵室(1(1立方公尺允許立方公尺允許1010顆塵粒顆塵粒) )硬盤的工作原理和結構硬盤的工作原理和結構 ( (續續) ) 硬盤驅動器內部硬件主要由電路板硬盤驅動器內部硬件主要由電路板和頭盤組件和頭盤組件hdahda（head disk assembllyhead disk assemblly）構）構成，硬盤的內部結構如圖所示。成，硬盤的內部結構如圖所示。硬盤驅動器的結構硬盤驅動器的結構 硬盤驅動器的分類硬盤驅動器的分類 硬盤按其盤片直徑大小可分為硬盤按其盤片直徑大小可分為5.255.25、3.53.5、2.52.

25、5和和1.81.8英寸等多種。英寸等多種。 目前使用最多的是目前使用最多的是3.53.5英寸硬盤。英寸硬盤。按按盤片直徑大小分盤片直徑大小分： 按其接口類型分有按其接口類型分有ideide接口及接口及scsiscsi接口等接口等多種，目前使用最多的是多種，目前使用最多的是ideide接口。接口。 按其接口類型分：按其接口類型分：按硬盤接口分按硬盤接口分nide/eideide/eidenscsiscsinfc-alfc-alnieee 1394ieee 1394nusbusb按主軸轉速分按主軸轉速分n4500 rpm4500 rpmn5400 rpm5400 rpmn7200 rpm7200

26、rpmn10000 rpm10000 rpmn15000 rpm15000 rpm硬盤驅動器的分類硬盤驅動器的分類 ( (續續) ) 1 1道密度與位密度：道密度與位密度： 硬盤道密度是指磁盤硬盤道密度是指磁盤徑向的磁道密度，單位是徑向的磁道密度，單位是tpitpi（track per inchtrack per inch）即）即每英寸磁道數。每英寸磁道數。 硬盤的技術參數硬盤的技術參數扇區1磁道n磁道0磁道 2 2轉速：轉速： 硬盤的轉速是指硬盤的轉速是指硬盤主軸馬達也就是盤硬盤主軸馬達也就是盤片的轉速，單位是片的轉速，單位是rpmrpm（round per minuteround per

27、minute）即每分鐘圈數。即每分鐘圈數。 硬盤的技術參數硬盤的技術參數( (續續) )讀寫磁頭讀寫磁頭磁場資料磁場資料 3 3平均存取時間平均存取時間 平均存取時間（平均存取時間（average average access timeaccess time）是反映硬盤數）是反映硬盤數據操作速度的指標，單位是據操作速度的指標，單位是毫秒（毫秒（msms）。它包括三個時）。它包括三個時間段：平均尋道時間（間段：平均尋道時間（seek seek timetime），平均定位時間），平均定位時間（setting timesetting time），轉動延），轉動延遲（遲（rotational lat

28、encyrotational latency）。）。硬盤的技術參數（續）硬盤的技術參數（續）扇區1磁道n磁道0磁道 硬盤的技術參數（續）硬盤的技術參數（續） 4 4緩存容量緩存容量 緩存容量（緩存容量（cache sizecache size）是指硬盤內部數據的高速緩沖）是指硬盤內部數據的高速緩沖存儲器的大小，如存儲器的大小，如256kb256kb、512kb512kb、1mb1mb和和2mb2mb等。等。 5 5平均故障間隔時間平均故障間隔時間 平均故障間隔時間平均故障間隔時間mtbfmtbf（mean time between failuresmean time between failu

29、res）是指硬盤操作時發生故障的時間間隔的平均數。是指硬盤操作時發生故障的時間間隔的平均數。 6. 6. 內部數據傳輸率內部數據傳輸率 數據從磁盤表面傳輸到硬盤的緩存的速率單位為每數據從磁盤表面傳輸到硬盤的緩存的速率單位為每秒百萬位元秒百萬位元 (mbits/sec)(mbits/sec)讀寫磁頭讀寫磁頭磁盤表面磁盤表面磁場資料磁場資料緩存緩存 硬盤的技術參數（續）硬盤的技術參數（續） 7 7外部數據傳輸率外部數據傳輸率( (硬盤控制器的數據傳輸率硬盤控制器的數據傳輸率) ) 硬盤控制器即接口的數據傳輸率是指緩存硬盤控制器即接口的數據傳輸率是指緩存至主機的數據傳送速度。至主機的數據傳送速度。

30、硬盤的技術參數（續）硬盤的技術參數（續）緩存緩存cache)介面介面(interface)硬盤的物理類型參數：硬盤的物理類型參數： 硬盤的參數很多，其中直接關系到硬盤的參數很多，其中直接關系到用戶安裝使用硬盤的參數有柱面數、磁頭用戶安裝使用硬盤的參數有柱面數、磁頭數、扇區數和容量，前三項稱為硬盤的物數、扇區數和容量，前三項稱為硬盤的物理結構參數，常常以理結構參數，常常以“c/h/sc/h/s”標注在硬盤標注在硬盤的盤面上。的盤面上。 硬盤的技術參數（續）硬盤的技術參數（續）硬盤的物理類型參數：硬盤的物理類型參數：（續）（續） 硬盤的技術參數（續）硬盤的技術參數（續）扇區1磁道n磁道0磁道1 1

31、柱面數（柱面數（cylindercylinder） 縮寫為縮寫為cylncyln，指每個盤，指每個盤面上的磁道數。由于硬盤盤面上的磁道數。由于硬盤盤片是上下疊放的，所以每一片是上下疊放的，所以每一個盤面上的同號磁道便組成個盤面上的同號磁道便組成一個圓柱面。這個參數為一個圓柱面。這個參數為cmos setupcmos setup中設置硬盤類型中設置硬盤類型（hdd typehdd type）的關鍵參數。）的關鍵參數。 硬盤的物理類型參數：硬盤的物理類型參數：（續）（續） 2 2磁頭數（磁頭數（headsheads） 硬盤的讀寫磁頭總數。因為每個盤片的上硬盤的讀寫磁頭總數。因為每個盤片的上下兩面各

32、有一個磁頭，所以也是硬盤的盤面總下兩面各有一個磁頭，所以也是硬盤的盤面總數。這個參數也是數。這個參數也是cmos setupcmos setup中設置硬盤類型中設置硬盤類型的關鍵參數。的關鍵參數。硬盤的技術參數（續）硬盤的技術參數（續）硬盤的物理類型參數：硬盤的物理類型參數：（續）（續） 硬盤的技術參數（續）硬盤的技術參數（續） 3 3扇區數（扇區數（sectorsector） 縮寫為縮寫為sectsect，指每個磁道，指每個磁道上劃分的記錄數據的基本小區域上劃分的記錄數據的基本小區域的數目，對的數目，對dosdos系統而言，每個系統而言，每個小區域包含小區域包含512512個字節。這個參個字

33、節。這個參數也為數也為cmos setupcmos setup中設置硬盤類中設置硬盤類型的關鍵參數。型的關鍵參數。 扇區1磁道n磁道0磁道硬盤的物理類型參數：硬盤的物理類型參數：（續）（續） 硬盤的技術參數（續）硬盤的技術參數（續） 4 4存儲容量（存儲容量（sizesize） 指硬盤可以存儲的數據字節數，單位為指硬盤可以存儲的數據字節數，單位為mbmb（1mb=10241mb=102410241024字節）和字節）和gbgb（1gb=1024mb1gb=1024mb）。）。 格式化容量（格式化容量（gbgb） = =柱面數柱面數磁頭數磁頭數扇區數扇區數 5125121024102410241

34、02410241024。 硬盤的物理類型參數：硬盤的物理類型參數：（續）（續） 硬盤的技術參數（續）硬盤的技術參數（續） 5 5間隔存取因子（間隔存取因子（interleaverinterleaver） 6 6寫預補償（寫預補償（write pre-compwrite pre-comp） 7 7磁頭著陸區（磁頭著陸區（landing zonelanding zone）硬盤控制器接口硬盤控制器接口 在微機系統中采用過的硬盤接口主要有四在微機系統中采用過的硬盤接口主要有四種，種，st-506st-506、esdiesdi（enhanced small device enhanced small d

35、evice interfaceinterface）即增強型小型設備接口、）即增強型小型設備接口、ideide和和scsiscsi。ideide接口廣泛用于普通接口廣泛用于普通pcpc機，機，scsiscsi接口接口多用于服務器和專用圖形工作站。多用于服務器和專用圖形工作站。 ide ide 型接口型接口 ideide（intelligent device electronicsintelligent device electronics）即智能設備電子接口，是目前即智能設備電子接口，是目前pcpc機普遍采用的機普遍采用的最基本硬盤接口。最基本硬盤接口。ideide接口的接口的4040個引腳除了

36、對個引腳除了對主板上的主板上的isaisa總線（也叫總線（也叫atat總線）的信號進行總線）的信號進行必要控制之外，基本上是原封不動地送往硬盤必要控制之外，基本上是原封不動地送往硬盤驅動器，所以驅動器，所以ideide接口也常被稱為接口也常被稱為ataata接口。接口。 ideide接口接口 ( (續續) ) ide ide 型接口型接口 ( (續續) ) pc pc主板通常提供兩個主板通常提供兩個ideide接口，每個接口，每個ideide可連接兩可連接兩個個ideide設備，采用一條設備，采用一條4040線扁平電纜傳送控制和數據信線扁平電纜傳送控制和數據信號。其中第號。其中第2020針沒有

37、，為的是電纜定位。針沒有，為的是電纜定位。ideide接口和電接口和電纜的纜的4040線信號定義如表線信號定義如表7-27-2。ideide接口接口 ( (續續) )表 7-2 ide 接口的信號定義引腳信號名稱功能引腳信號名稱功能1-reset復位21dmarqdma 請求2gnd接地22gnd接地3dd7數據 723-diow寫選通4dd8數據 824gnd接地5dd6數據 625-dior讀選通6dd9數據 926gnd接地7dd5數據 527iochrdyio 通道就緒8dd10數據 1028spsync同步9dd4數據 429-dmackdma 應答10dd11數據 1130gnd接

38、地ideide接口接口 ( (續續) )11dd3數據331intrq中斷請求12dd12數據1232-iocs1616 位數據寄存器選中13dd2數據233da1地址114dd13數據1334-pdiag診斷通過15dd1數據135da0地址016dd14數據1436da2地址217dd0數據037-cs1fx片選118dd15數據1538-cs3fx片選319gnd接地39-dasp驅動器工作指示20key定位（無針）40gnd接地ideide接口接口 ( (續續) ) 我們現在統稱的我們現在統稱的ideide（或（或ataata）接口，是指接口形）接口，是指接口形式相同的早期式相同的早期

39、ideide、eideeide、ataata（at attachmentat attachment，atat附附加設備）和加設備）和ultra dmaultra dma等多種改進型。等多種改進型。 eideeide（enhanced ideenhanced ide）即增強型）即增強型ideide，是，是pentiumpentium以上主板上配備的標準硬盤接口，也支持以上主板上配備的標準硬盤接口，也支持cd-romcd-rom驅動驅動器等設備。器等設備。 目前使用的目前使用的ideide接口有接口有ataata（或（或ultra dmaultra dma）3333、6666、100100等新型高

40、速接口。等新型高速接口。ideide接口接口 ( (續續) ) ata-1 (1988-1994)ata-2 (1996,也叫快速ata或eide）ata-3（1997）ata-4（1998，也叫ultra -ata/33 或udma33)ata-5 (1999, 也叫ultra-ata/66或udma66)ata-6 (2000, 也叫ultra-ata100或udma100)ideide接口接口 ( (續續) )ide-集成驅動電路的幾點說明：集成驅動電路的幾點說明：1、ide表示將接口電路內置于驅動器中表示將接口電路內置于驅動器中2、ide接口的驅動器上都使用接口的驅動器上都使用40針的

41、連接器針的連接器3、ide和和ata描述的是同一種接口，描述的是同一種接口，ata不僅被用于硬不僅被用于硬盤驅動器，還用于盤驅動器，還用于cd-rom驅動器，驅動器，dvd驅動器，高容驅動器，高容量超級軟盤驅動器以及磁帶驅動器。量超級軟盤驅動器以及磁帶驅動器。4、udma-66以上的硬盤，應使用的電纜是以上的硬盤，應使用的電纜是80芯，且是藍芯，且是藍色插頭接在主板上色插頭接在主板上5、3.5寸的硬盤使用寸的硬盤使用40根針，根針，2.5寸的硬盤使用寸的硬盤使用44根針，這根針，這是兩者的區別是兩者的區別ideide接口接口 ( (續續) ) scsiscsi（small computer s

42、ystem interfacesmall computer system interface）即）即小型計算機系統接口，其實是一種用于高速外設的外小型計算機系統接口，其實是一種用于高速外設的外部接口適配器卡，也有稱之為硬盤協處理器卡（部接口適配器卡，也有稱之為硬盤協處理器卡（disk disk coprocessor boardcoprocessor board）的，通常也叫做）的，通常也叫做“scuzzyscuzzy”卡。卡。在計算機外設接口尤其是外存儲設備接口方面，在計算機外設接口尤其是外存儲設備接口方面，scsiscsi接口始終占據著高貴地位，這不僅是由于它的先進技接口始終占據著高貴地位

43、，這不僅是由于它的先進技術性能，也是由于它的高價位。術性能，也是由于它的高價位。 scsiscsi接口接口 scsi scsi的意義是小型計算機系統接口，它是的意義是小型計算機系統接口，它是做在一個專門的系統擴展卡上。做在一個專門的系統擴展卡上。scsiscsi開發于開發于7070年代末，至今已有年代末，至今已有scsi-1scsi-1、scsi-2scsi-2以及以及scsi-3scsi-3等多種。等多種。scsiscsi接口接口 ( (續續) )1 1scsi-1scsi-1 scsi-1 scsi-1是第一個版本，異步數據傳輸是第一個版本，異步數據傳輸率為率為3mb/s3mb/s，同步數

44、據傳輸率為，同步數據傳輸率為5mb/s5mb/s。采用。采用的是特殊的的是特殊的2525針的針的scsiscsi接口。接口。scsiscsi接口類型接口類型scsiscsi接口接口 ( (續續) )2 2scsi-2scsi-2 scsi-2 scsi-2最初稱為最初稱為fast scsifast scsi，8 8位，數據傳輸位，數據傳輸率提高到率提高到10mb/s10mb/s，可連接，可連接7 7個外設。標準接口為個外設。標準接口為5050線，信號有差分方式和單端方式兩種。線，信號有差分方式和單端方式兩種。wide wide scsiscsi，1616位并行數據傳輸，數據傳輸率提高到位并行數

45、據傳輸，數據傳輸率提高到20mb/s20mb/s，可連接，可連接1616個外設。個外設。scsi-2scsi-2用于硬盤、用于硬盤、cd-romcd-rom驅動器和掃描儀等設備。驅動器和掃描儀等設備。 scsiscsi接口類型接口類型 ( (續續) )scsiscsi接口接口 ( (續續) )n圖圖7-8 507-8 50針針scsiscsi插座插座scsiscsi接口類型接口類型 ( (續續) )scsiscsi接口接口 ( (續續) )3 3scsi-3scsi-3 scsi-3 scsi-3也稱為也稱為ultra scsiultra scsi，數據傳輸率達，數據傳輸率達到到20mb/s2

46、0mb/s，若使用，若使用1616位傳輸模式，則數據傳輸位傳輸模式，則數據傳輸率可高達率可高達40mb/s40mb/s。scsi-3scsi-3增加為一個增加為一個6868針接口，針接口，用于將用于將8 8位數據增加到位數據增加到3232位數據。位數據。 scsiscsi接口類型接口類型 ( (續續) )scsiscsi接口接口 ( (續續) )n圖圖7-9 687-9 68針針scsiscsi插座插座scsiscsi接口類型接口類型 ( (續續) )scsiscsi接口接口 ( (續續) ) 4 4最新型最新型ultra scsiultra scsi ultra 2 scsi ultra 2

47、 scsi發表于發表于9797年，采用低電壓差年，采用低電壓差分技術，使用分技術，使用1616位傳輸模式，數據傳輸率達到位傳輸模式，數據傳輸率達到80mb/s80mb/s。ultra 160/m scsiultra 160/m scsi發表于發表于9898年，采用年，采用低電壓差分技術，并且每個時鐘可發送兩位數低電壓差分技術，并且每個時鐘可發送兩位數據，數據傳輸率達到據，數據傳輸率達到160mb/s160mb/s。9898年以后生產的年以后生產的硬盤開始采用此類接口。硬盤開始采用此類接口。scsiscsi接口類型接口類型 ( (續續) )scsiscsi接口接口 ( (續續) )scsiscs

48、i的特點的特點 scsiscsi接口設備是鏈接的，接口設備是鏈接的， 安裝在系統中的每個安裝在系統中的每個scsiscsi設備都有自己唯一的設備都有自己唯一的標號標號idid（id=1id=11515）。設備）。設備idid號可由設備前面的跳號可由設備前面的跳線來設置，缺省值為線來設置，缺省值為7 7。scsiscsi接口的優點主要有：接口的優點主要有：scsiscsi接口接口 ( (續續) )nscsiscsi可以連接最多可以連接最多1616個設備，所有設備只需占用一個個設備，所有設備只需占用一個irqirq資源。資源。nscsiscsi允許在對一個設備進行數據傳輸的同時，另一個允許在對一個

49、設備進行數據傳輸的同時，另一個設備對其進行數據查找。這就可以在多任務操作系統設備對其進行數據查找。這就可以在多任務操作系統中獲得更高的性能。中獲得更高的性能。nscsiscsi對對cpucpu的占用率極低，在多任務系統中的確占有的占用率極低，在多任務系統中的確占有明顯的優勢。明顯的優勢。nscsiscsi設備還具有智能化，提高了工作效率。設備還具有智能化，提高了工作效率。nscsiscsi快于快于ideide。scsiscsi的特點的特點 ( (續續) )scsiscsi接口接口 ( (續續) )scsiscsi電纜和連接器電纜和連接器 用于外部連接的低密度50針scsi連接器 用于外部連接的

50、高密度50針scsi連接器 用于外部連接的高密度68針scsi連接器 80針alt-4 scsi連接器 常用在熱插拔scsi硬盤上 這三種接口方式可以用這三種接口方式可以用于于a類和類和p類電纜，不適類電纜，不適合合alt-4類電纜類電纜2種a類，采用50針p類，采用68針scsiscsi接口接口 ( (續續) )串行串行ataata（serial ataserial ata） 串行串行ata一次只傳輸一位數據。數據線纜一次只傳輸一位數據。數據線纜只有只有7線，而且非常細，兩端的鍵控式連接器只線，而且非常細，兩端的鍵控式連接器只有有14mm（0.55英寸）寬，每一根電纜只在兩英寸）寬，每一根電

51、纜只在兩端有連接器，可以直接將設備連接到宿主適配器端有連接器，可以直接將設備連接到宿主適配器（通常在主板上）上。沒有主從設置。電纜兩（通常在主板上）上。沒有主從設置。電纜兩端是可以互換的，即主板上的連接器與設備的連端是可以互換的，即主板上的連接器與設備的連接器是相同的，電纜的兩端也是完全相同的。接器是相同的，電纜的兩端也是完全相同的。sata電纜的最大長度是電纜的最大長度是1米（米（39.37英寸），并英寸），并行行ata的最大長度（的最大長度（18英寸）英寸） 串行ata類型總線寬度（bits）總線速率（mhz）數據周期時鐘周期帶寬（mbsec）sata-150115001150sata-3

52、00130001300sata-600160001600sata標準規范 sata（串行（串行ata）信號和電源）信號和電源連接器示意連接器示意 串行串行ataata（serial ataserial ata）( (續續) ) 串行串行ataata的類型的類型主板及硬盤上的主板及硬盤上的sata插座插座 stat電纜和電源線電纜和電源線 串行串行ataata（serial ataserial ata）( (續續) ) ata raidata raid raid是獨立（或廉價）磁盤冗余陣列，用是獨立（或廉價）磁盤冗余陣列，用于提高計算機存儲系統的容錯和性能于提高計算機存儲系統的容錯和性能 nra

53、idraid級別級別0 0分流（分流（stripingstriping）。文件數據按照）。文件數據按照順序同時寫入多個驅動器中，就好像寫入一個單順序同時寫入多個驅動器中，就好像寫入一個單獨的驅動器一樣。能夠提供高性能的讀寫操作，獨的驅動器一樣。能夠提供高性能的讀寫操作，但可靠性較低，最少需但可靠性較低，最少需2 2個驅動器實現。個驅動器實現。 串行串行ataata（serial ataserial ata）( (續續) ) n raidraid級別級別1 1鏡像（鏡像（mirroringmirroring）。寫入到）。寫入到一個驅動器的數據是另一個驅動器的副本，提一個驅動器的數據是另一個驅動器

54、的副本，提供了很好的容錯功能（如果一個驅動器讀寫失供了很好的容錯功能（如果一個驅動器讀寫失敗，可以使用另一個驅動器，不會發生數據的敗，可以使用另一個驅動器，不會發生數據的丟失），但與一個驅動器相比，實際上沒有任丟失），但與一個驅動器相比，實際上沒有任何性能提高。最少需要何性能提高。最少需要2 2個驅動器實現（容量個驅動器實現（容量上相當于上相當于1 1個驅動器）。個驅動器）。 ata raidata raid 串行串行ataata（serial ataserial ata）( (續續) ) nraid級別級別3帶奇偶校驗的分流。該級別在帶奇偶校驗的分流。該級別在級別級別0的基礎上使用另外一個驅

55、動器保存奇偶的基礎上使用另外一個驅動器保存奇偶校驗信息。該級別實際上是對級別校驗信息。該級別實際上是對級別0的繼承，的繼承，只不過相對于同樣的驅動器來說犧牲了一些容只不過相對于同樣的驅動器來說犧牲了一些容量。但是，它卻具有很高的數據完整性和容錯量。但是，它卻具有很高的數據完整性和容錯性能，因為一個驅動器發生故障可以重建數據。性能，因為一個驅動器發生故障可以重建數據。最少需要最少需要3個驅動器實現（個驅動器實現（2個以上用于存放數個以上用于存放數據，據，1個用于存放奇偶校驗數據）。個用于存放奇偶校驗數據）。 ata raidata raid 串行串行ataata（serial ataserial

56、 ata）( (續續) ) n raid級別級別5帶分布式奇偶校驗的塊帶分布式奇偶校驗的塊狀數據。可以通過將奇偶校驗數據分布于狀數據。可以通過將奇偶校驗數據分布于各個硬盤上而提高性能。最少需要各個硬盤上而提高性能。最少需要3個驅個驅動器實現（動器實現（2個以上用于存放數據，個以上用于存放數據，1個個用于存放奇偶校驗數據）。用于存放奇偶校驗數據）。 ata raidata raid 串行串行ataata（serial ataserial ata）( (續續) ) 硬盤的安裝和使用硬盤的安裝和使用n圖圖7-6 7-6 硬盤的硬盤的4040線電纜線電纜ideide連接電纜連接電纜 在一個在一個ide

57、ide接口上連接兩個硬盤，一個硬盤上接口上連接兩個硬盤，一個硬盤上的跳線應設置為的跳線應設置為“master”master”狀態，另一個硬盤上狀態，另一個硬盤上的跳線應設置為的跳線應設置為“slave”slave”狀態。狀態。 硬盤的電源線為硬盤的電源線為4 4線，分別為線，分別為+12v+12v（黃色）、（黃色）、地（黑色兩根）和地（黑色兩根）和+5v+5v（紅色），（紅色），12v12v供給馬達，供給馬達，5v5v供給電路元件。供給電路元件。連接和跳線連接和跳線: :硬盤的安裝和使用硬盤的安裝和使用( (續續) ) 硬盤裝好后還要做兩件事，首先要進入硬盤裝好后還要做兩件事，首先要進入cmo

58、s cmos setupsetup設置硬盤類型（設置硬盤類型（hdd typehdd type），即設置硬盤的柱面），即設置硬盤的柱面數、磁頭數和扇區數。其次要用數、磁頭數和扇區數。其次要用fdiskfdisk、formatformat命令進命令進行硬盤分區和格式化，也可用硬盤專用管理軟件行硬盤分區和格式化，也可用硬盤專用管理軟件dmdm進進行，之后才能使用。具體做法在后面有關章節介紹。行，之后才能使用。具體做法在后面有關章節介紹。硬盤的安裝和使用硬盤的安裝和使用( (續續) )設置和格式化設置和格式化: : 在硬盤能夠存儲數據前，必須經過低在硬盤能夠存儲數據前，必須經過低級格式化、分區、高級

59、格式化的過程級格式化、分區、高級格式化的過程n低級格式化過程一般由硬盤生產商來操作低級格式化過程一般由硬盤生產商來操作n分區過程一般由計算機生產商（品牌機）、使用者分區過程一般由計算機生產商（品牌機）、使用者來操作。分區的作用是使在硬盤保存幾個獨立的系來操作。分區的作用是使在硬盤保存幾個獨立的系統、利于分類訪問數據。統、利于分類訪問數據。n高級格式化的作用是特定的操作系統在硬盤上創建高級格式化的作用是特定的操作系統在硬盤上創建存儲和訪問數據的結構，同時檢查硬盤上是否有壞存儲和訪問數據的結構，同時檢查硬盤上是否有壞的扇區的扇區設置和格式化設置和格式化 ( (續續) )硬盤的安裝和使用硬盤的安裝和

60、使用( (續續) )1. 1. 硬盤的維護硬盤的維護(1) 防止硬盤受震動防止硬盤受震動(2) 硬盤正在讀寫時不能隨意關機或重新啟動系統硬盤正在讀寫時不能隨意關機或重新啟動系統(3) (3) 控制硬盤的工作環境控制硬盤的工作環境(4) (4) 不要輕易對硬盤作低級格式化不要輕易對硬盤作低級格式化 (5) (5) 定期整理、維護硬盤定期整理、維護硬盤(6) (6) 硬盤上的數據保護硬盤上的數據保護(7) (7) 定期檢測病毒定期檢測病毒硬盤的維護與常見故障處理硬盤的維護與常見故障處理2. 2. 硬盤的常見故障處理硬盤的常見故障處理1. 1. 常見硬盤軟故障常見硬盤軟故障(1)(1)系統不承認硬盤