硬碟結構與工作原理

2021-05-25 01:28:05 字數 1737 閱讀 2146

一、硬碟的介面

介面種類:

ata(advanced technology attachment)(ide):速度最大可達133mb/s;

sata(serial ata):速度最大可達300mb/s

scsi(small computer system inte***ce):轉速最大可達15000rpm

sas(serial attachment scsi):速度最大可達6gb/s

二、硬碟的物理結構

硬碟儲存資料是根據電、磁轉換原理實現的。硬碟由乙個或幾個表面鍍有磁性物質的金屬或玻璃等物質碟片以及碟片兩面所安裝的磁頭和相應的控制電路組成(圖1),其中碟片和磁頭密封在無塵的金屬殼中。

硬碟工作時,碟片以設計轉速高速旋轉,設定在碟片表面的磁頭則在電路控制下徑向移動到指定位置然後將資料儲存或讀取出來。當系統向硬碟寫入資料時,磁頭中「寫資料」電流產生磁場使碟片表面磁性物質狀態發生改變,並在寫電流磁場消失後仍能保持,這樣資料就儲存下來了;當系統從硬碟中讀資料時,磁頭經過碟片指定區域,碟片表面磁場使磁頭產生感應電流或線圈阻抗產生變化,經相關電路處理後還原成資料。因此只要能將碟片表面處理得更平滑、磁頭設計得更精密以及盡量提高碟片旋轉速度,就能造出容量更大、讀寫資料速度更快的硬碟。這是因為碟片表面處理越平、轉速越快就能越使磁頭離碟片表面越近,提高讀、寫靈敏度和速度;磁頭設計越小越精密就能使磁頭在碟片上占用空間越小,使磁頭在一張碟片上建立更多的磁軌以儲存更多的資料。

三、硬碟的s邏輯結構

硬碟由很多碟片(platter)組成,每個碟片的每個面都有乙個讀寫磁頭。如果有n個碟片。就有2n個面,對應2n個磁頭(heads),從0、1、2開始編號。每個碟片被劃分成若干個同心圓磁軌(邏輯上的,是不可見的。)每個碟片的劃分規則通常是一樣的。這樣每個碟片的半徑均為固定值r的同心圓再邏輯上形成了乙個以電機主軸為軸的柱面(cylinders),從外至裡編號為0、1、2……每個碟片上的每個磁軌又被劃分為幾十個扇區(sector),通常的容量是512byte,並按照一定規則編號為1、2、3……形成cylinders×heads×sector個扇區。這三個引數即是硬碟的物理引數。我們下面的很多實踐需要深刻理解這三個引數的意義。

注意:

磁頭(heads)編號為:0,1,2,3......

柱面(cylinders)編號為:0,1,2,3......

扇區(sector)編號為:1,2,3,4......

形成的扇區總數為:heads*cylinders*sector

因此,主引導記錄(主引導扇區)位於0柱面0磁頭1扇區(硬碟的第一扇區)。

四、硬碟分割槽

硬碟分割槽實際上是對硬碟的格式化。

分割槽狀態:主分割槽,擴充套件分割槽,非dos分割槽。

常見分割槽格式:fat12,fat16,fat32,ntfs,ext2,ext3,ext4等等。

參考部落格:

硬碟結構介紹

今天看書的時候,偶然看到關於硬碟結構的描述,但是由於介紹過於簡單,自己看了看別人的部落格,總結了一下硬碟的結構和儲存的方式。圖一是硬碟盤面的結構圖,乙個碟片由上下兩個盤面,以盤面中心為圓心的同心圓是磁軌。圖一儲存容量 磁頭數 磁軌數 柱面數 每道扇區數 每扇區位元組數 圖二由圖二我們可以看出,每乙個...

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