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硬盘是计算机的主要存储介质之一，由一个或多个铝制或玻璃制的磁盘组成。这些磁盘覆盖着铁磁材料。大部分硬盘都是固定硬盘，永久密封固定在硬盘驱动器中。
硬盘开发
从第一台硬盘RAMAC的问世，到每盘存储超过15GB的硬盘，硬盘也经历了几代的发展。以下是它的发展历史。
1.1956年9月，IBM的一个工程团队向世界展示了第一个磁盘存储系统IBM 350 RAMAC(Accounting and Control Random Access Method)，其磁头可以直接移动到磁盘上的任意存储区域，从而成功实现了随机存储。这个系统的总容量只有5MB，使用了50个直径为24英寸的磁盘。这些圆盘上涂有一层磁性物质，堆叠固定在一起，绕同一轴旋转。当时，这种RAMAC主要用于飞机预订、自动银行、医疗诊断和航天领域。
2.1968“Winchester/Winchester”技术首次由IBM提出，探讨了硬盘技术重大变革的可能性。“温彻斯特”技术的本质是:“密封的、固定的、高速旋转的镀盘，磁头沿盘的径向移动，磁头悬浮在高速旋转的盘的上方，不与盘直接接触”，这也是现代大多数硬盘的雏形。
3.1973 IBM用Winchester技术制造了第一块硬盘，硬盘技术的发展有了正确的结构基础。它的容量为60MB，转速略低于3000RPM，四个65，438+04英寸的磁盘，存储密度为1.7 MB/平方英寸。
4.1979，IBM又发明了薄膜磁头，使进一步缩小硬盘体积、增加容量、提高读写速度成为可能。
80年代后期，IBM发明的MR(磁阻)是硬盘技术发展的又一大贡献。这种磁头在读取数据时对信号变化相当敏感，使得磁盘的存储密度比以前的每英寸20MB提高了几十倍。
6.1991年，IBM生产的3.5寸硬盘使用了MR磁头，使得硬盘容量首次达到1GB，从此硬盘容量进入GB量级。
7.1999年9月7日，迈拓公布了首款容量为10.2 GB/盘存储的ATA硬盘，从而将硬盘的容量带入了一个新的里程碑。
8.2000年2月23日，希捷发布猎豹X15系列硬盘，转速15000 rpm，平均寻道时间仅为3.9ms，也是迄今为止转速最高的硬盘。其性能相当于只用. 15秒读完一整本莎士比亚。该系列产品内部数据传输速率高达48MB/s，数据缓存4~16MB，支持Ultra160/m SCSI和光纤通道(Fibre Channel)，将硬盘外部数据传输速率提升至160 MB ~ 200 MB/s..总的来说，希捷的猎豹X15系列(“捷豹”)将硬盘的性能提升到了一个新的高度。
9.2000年3月16日，硬盘领域有了新的突破，第一款“玻璃硬盘”问世，那就是IBM推出的Deskstar 75GXP和Deskstar 40GV。这两款硬盘都是用玻璃代替传统的铝作为盘面材料，可以给硬盘带来更大的光滑度和坚固性。此外，该玻璃材料在高速下具有更高的稳定性。此外，Deskstar 75GXP系列产品的最高容量为75GB，是目前最大的硬盘，而Deskstar 40GV的数据存储密度高达每平方英寸1430亿数据位，再次刷新了数据存储密度的世界纪录。
10.以下是近年来关于硬盘价格的有趣数字。
1995 200 MB ~ 400 MB 4000元/GB以上。
1996 1.2 GB ~ 2.1gb 1500元~ ~2000/GB
1998 1.2 GB ~ 2.1 GB 200元~ 250元/GB
2000年4.3 GB ~ 6.4 GB 40元/GB。
10 GB ~ 20 GB 2002年20元/GB
40gb ~ 80gb 2004年6.9元/GB
80gb ~ 160 GB 2005年4.5元/GB
80gb ~ 250 GB 2006年3.8元/GB
2008年160 GB ~ 1TB 1.6元/GB。
硬盘接口
IDE，俗称PATA并口。
SATA(串行ATA)接口作为一种新的硬盘接口技术，最早是由intel在2000年初提出的。虽然与传统的并行ata存储设备相比，sata硬盘有着不可比拟的优势。磁盘系统真正的系列化是从主板开始的，早在串行硬盘正式上市之前，主板的sata接口就已经准备好了。但是在真正支持sata的intel ich5、sis964、via vt8237之前，主板的sata接口都是通过第三方芯片实现的。这些芯片主要是siliconimage的sil 3112和promise的pdc20375和pdc20376，基于pci总线，有些产品还做成专用的pci raid控制卡。
SATA2，希捷在SATA的基础上增加了NCQ本地命令阵列技术，并提高了磁盘速度。
SCSI是Seagate在服务器上使用的接口，可以热插拔。
高端服务器上的SAS(串行ATA SCSI) Seagate接口。
埃尔泰格
希捷的酷鱼梭鱼和麦拓金钻。
是硬盘的最佳选择，性能最稳定，技术最先进，速度最快，价格略高。
西部数据，它的鱼子酱
是节能的选择，性能适中，价格低廉。
原IBM硬盘部门日立，价格便宜，但稳定性差，噪音大。建议不要选择。
三星主要提供笔记本硬盘。
硬盘维护
硬盘作为电脑配件中最耐用的设备之一，如果保养得好，可以使用6 ~ 7年。下面介绍如何正确维护硬盘。
硬盘维护要分两个方面。第一，从硬件的角度来说，尤其是那些超级计算机的DIY玩家，要注意以下几个问题。他们通常不需要机箱。把电脑放在桌面上有利于散热，而且容易拆卸，这就大大增加了损坏硬件尤其是硬盘的机会，因为它们开始工作时，一般都是处于高速旋转状态，并不固定在桌面上。不稳定是磁头和磁盘之间剧烈摩擦并损坏硬盘的最可能原因。还有就是要防止电脑在使用的时候太热。过高的温度不仅会影响硬盘的正常工作，还可能对硬盘造成损坏。
温度过高会影响薄膜磁头的数据读取灵敏度，改变晶体振荡器的时钟频率，造成硬盘电路元件的故障，并由于热膨胀效应造成磁介质的记录错误。
温度太高不合适，温度太低也会影响硬盘的工作。所以在空调房里要注意不要把空调温度降太多，会产生蒸汽，损坏硬盘。一般室温保持在20 ~ 25℃为宜。接下来说一下硬盘在使用中的问题。
很多朋友在使用电脑的时候没有养成一个好习惯。当他们用完电脑后，他们会在电脑完全关闭前拔掉电源。有的人用完电脑直接关掉开关，此时硬盘还没有复位。所以关机的时候一定要注意面板上的硬盘指示灯是否还在闪烁。只有当硬盘指示灯停止闪烁，硬盘完成读写，我们才能关闭电脑的电源开关，从而形成使用电脑的良好习惯。
有些朋友很注意硬盘的维护，但是由于操作不当，也会对硬盘造成一定的损坏。
有人在报纸上看到要定期整理硬盘上的信息，他却没有意识到“定期”这个词。他每天用电脑后整理硬盘，以为这样可以提高速度，却不知道这样会提高硬盘的利用率。久而久之，硬盘不仅达不到效果，反而适得其反。
当然，如果你的硬盘长期不整理，是不行的。如果积累了很多碎片，以后我们访问一个文件可能要花很长时间才能读完，不仅会降低访问效率，还会损坏磁道。我们经常遇到的问题还不止这些。
还有，有些朋友在拷贝文件的时候，总是一次拷贝几个文件，作为交换，得到的是硬盘的尖叫声。定期对硬盘进行杀毒。例如，CIH会破坏硬盘的分区表，导致你宝贵的“财富”流失。不要使用系统工具中的硬盘压缩技术。现在硬盘已经很大了，没必要再节省那个硬盘空间了。更有甚者，这样会大大减缓硬盘的读写数据速度，同时也在不知不觉中影响了硬盘的寿命。
可见，养成良好的使用电脑的习惯是非常重要的，会直接影响电脑甚至硬盘的寿命。慢慢养成习惯，这样才能保证你的电脑长期为你工作。
硬盘的物理结构
1，头
磁头是硬盘中最昂贵的部件，也是硬盘技术中最重要、最关键的环节。传统的磁头是读写结合的电磁感应头。但是，在硬盘上读写是两种完全不同的操作。因此，这种二合一磁头的设计必须同时考虑读取和写入特性，从而造成了硬盘设计的局限性。磁阻磁头(MR磁头)采用分离式磁头结构:写磁头仍采用传统的磁感应磁头(MR磁头不能写)，读磁头采用新型MR磁头，即所谓的感应写和磁阻读。这样，可以根据它们的不同特性来优化设计，以获得最佳的读/写性能。另外，MR磁头是通过电阻而不是电流的变化来感知信号幅度的，所以对信号变化相当敏感，读取数据的精度也相应提高。而且由于读信号幅度与磁道宽度无关，磁道可以做得很窄，从而提高盘密度，达到200MB/ in2，而使用传统磁头只能达到20MB/ in2，这也是MR磁头被广泛使用的主要原因。目前，MR磁头已经得到广泛应用，由多层结构和磁阻效应更好的材料制成的巨磁阻磁头也逐渐普及。
2.轨道
当磁盘旋转时，如果磁头停留在一个位置，每个磁头将在磁盘表面画一个圆形轨迹。这些圆形轨道被称为轨道。这些磁道是肉眼看不到的，因为它们只是磁盘表面以特殊方式磁化的区域，磁盘上的信息是沿着这样的磁道存储的。相邻磁道不相邻，因为磁化单元靠得太近，磁性会相互影响，也给磁头读写带来困难。一张1.44MB的3.5寸软盘，一面有80个磁道，但硬盘上的磁道密度远大于这个值，通常一面有上千个磁道。
3.部门
磁盘上的每个磁道都被等分成几个弧段，这些弧段就是磁盘的扇区。每个扇区可以存储512字节的信息。磁盘驱动器在向磁盘读写数据时，应以扇区为单位。1.44MB3.5寸软盘，每个磁道分为18个扇区。
4.圆柱面
硬盘通常由一组重叠的磁盘组成。每个磁盘表面被分成相等数量的磁道，并从外边缘的“0”开始编号。编号相同的磁道组成一个柱面，称为磁盘的柱面。磁盘上的柱面数量等于磁盘表面上的磁道数量。因为每个磁盘都有自己的磁头，所以磁盘的数量等于磁头的总数。所谓硬盘的CHS，即柱面(Cylinder)、磁头(Head)和扇区(Sector)，只要知道硬盘的CHS个数，就可以确定硬盘的容量。硬盘的容量=柱面数*磁头数*扇区数*512B。
硬盘的逻辑结构
1.硬盘参数说明
时至今日，人们常说的硬盘参数仍然是古老的CHS(柱面/磁头/扇区)参数。那么为什么要使用这些参数，它们的含义是什么？他们的价值观范围是什么？
很久以前，硬盘容量很小的时候，人们就用类似软盘的结构来生产硬盘。也就是说，硬盘盘片的每个磁道都有相同数量的扇区。因此，产生了所谓的3D参数(磁盘几何)，即磁头、柱面、扇区和相应的寻址方法。
其中包括:
磁头数表示硬盘有多少个磁头，即有多少个磁盘，最多255个(以8个二进制位存储)；
柱面表示硬盘每个盘上有几个磁道，最大为1023(用10二进制位存储)；
扇区数(Sectors)是指每个磁道上有几个扇区，最多63个(用6个二进制位存储)；
每个扇区一般是512字节，理论上没必要，但好像也没别的值。
因此，最大磁盘容量是:
255 * 1023 * 63 * 512/1048576 = 8024 GB(1m = 1048576字节)或硬盘厂商常用的单位:
255 * 1023 * 63 * 512/100000 = 8414 GB(1M = 1000000字节)
在CHS寻址模式下，磁头、柱面和扇区的值范围分别是从0到磁头-1。0至气缸-1。1到扇区(注意是从1开始)。
2.基本Int 13H调用介绍
BIOS Int 13H调用是BIOS提供的基本磁盘输入输出中断调用，可以完成磁盘(包括硬盘和软盘)的复位、读、写、检查、定位、诊断、格式化等功能。它采用CHS寻址方式，所以最多可以访问8 GB左右的硬盘(本文除特别注明外，均以1M = 1048576字节为单位)。
3.现代硬盘结构简介
在老硬盘中，由于每个磁道的扇区数相等，外磁道的记录密度比内磁道低很多，所以会浪费很多磁盘空间(像软盘)。为了解决这个问题，进一步提高硬盘的容量，人们采用等密度结构来生产硬盘。也就是说，外轨道比内轨道有更多的扇区。采用这种结构后，硬盘不再有实际的3D参数，寻址方式改为线性寻址，即按扇区寻址。
为了兼容使用3D寻址的老软件(如使用BIOSInt13H接口的软件)，硬盘控制器中安装了一个地址翻译器，负责将老的3D参数翻译成新的线性参数。这也是为什么硬盘的3D参数有很多选择的原因(不同的工作模式对应不同的3D参数，比如LBA、大、普通)。
4.扩展Int 13H简介
虽然现代硬盘已经采用了线性寻址，但是由于基本Int13H的限制，使用BIOS Int 13H接口的程序，比如DOS，只能访问8 G以内的硬盘空间..为了打破这个限制，微软等几家公司制定了扩展的Int 13H标准，采用线性寻址访问硬盘，从而突破了8 G的限制，增加了对可移动介质(如可移动硬盘)的支持。
硬盘基本参数
一.能力
硬盘作为计算机系统的数据存储器，容量是最重要的参数。
硬盘的容量以兆字节(MB)或千兆字节(GB)为单位，65438+GB = 1024 MB。但是硬盘厂商通常在硬盘标称容量上取1G=1000MB，所以我们在BIOS中或者格式化硬盘时看到的容量会比厂商标称值小。
硬盘的容量指标还包括硬盘的每盘存储量。所谓每盘存储量，是指单个硬盘的容量。每个磁盘的存储量越大，单位成本越低，平均访问时间越短。
对于用户来说，硬盘的容量就像内存一样，永远不会太少也不会太多。Windows操作系统带给我们的不仅仅是更简单的操作，还有越来越大的文件大小和数量。有些应用会动不动就吃掉几百兆的硬盘空间，而且有愈演愈烈的趋势。所以，购买硬盘时，提前做好准备是明智之举。近两年主流硬盘是80G，160G以上大容量硬盘逐渐普及。
一般来说，硬盘容量越大，每字节价格越便宜，但超出主流容量的硬盘略有例外。截至17年2月初，中关村1TB(1000GB)希捷硬盘报价2550元，500G硬盘报价约965元。
第二，速度
转速(或称主轴转速)是指硬盘每分钟的转数，单位为rpm。
早期的IDE硬盘转速一般是5200转或5400转，而希捷的“灰熊”系列和Maxtor达到了7200转，是IDE硬盘中最快的。现在的硬盘都是7200转，更高的达到10000转。
第三，平均访问时间
平均访问时间是指磁头从起始位置到达目标磁道位置，并从目标磁道找到要读写的数据扇区所需的时间。
平均访问时间反映了硬盘的读写速度，包括硬盘的寻道时间和等待时间，即平均访问时间=平均寻道时间+平均等待时间。
硬盘平均寻道时间是指硬盘磁头移动到磁盘表面指定磁道所需的时间。当然，时间越短越好。目前硬盘的平均寻道时间通常在8ms到12ms之间，而SCSI硬盘应该小于等于8ms。
硬盘的等待时间，也叫等待时间，是指磁头已经在要访问的磁道上，等待要访问的扇区旋转到磁头下方的时间。平均等待时间是磁盘旋转一周所需时间的一半，通常应该少于4毫秒。
第四，传输速率
数据传输率硬盘的数据传输率是指硬盘读写数据的速度，单位为兆字节每秒(MB/s)。硬盘数据传输速率包括内部数据传输速率和.......................
参考资料:
/view/4480.htm