硬盘基础知识
什么是硬盘？
? 硬盘（ Hard Disk，也称硬盘存储器）是
各种数据的主要存放场所之一，平常所
用的操作系统（如 Windows98等）、各
种应用软件、资料和游戏都存放在硬盘
中，是计算机的重要部件之一。
硬盘的工作原理
? 硬盘存储数据是根据电、磁转换的原理来实
现的。硬盘驱动器加电后,磁盘片 由主轴电
机驱动进行 高速旋转,设置在盘片表面的 磁
头 则在电路控制下 径向移动 到指定位置然后
将数据存储或读出来。
? 当系统向硬盘写入数据时，磁头中写数据电流
产生磁场使盘片表面磁性物质状态发生改变，
并在写电流磁场消失后仍能保持，当系统从硬
盘中读取数据时，磁头经过盘片指定区域，盘
片表面磁场使磁头产生感应电流或线圈阻抗产
生变化，经过相关电路处理后还原成数据。
硬盘的发展历史
? 1956年，美国 IBM公司制造出世界上第一块容
量为 5MB的硬盘。
? 1968年,IBM公司又提出了温彻斯特
(Winchester)技术。温彻斯特技术的精髓是：
“密封、固定并高速旋转的镀磁盘片，磁头沿
盘片径向移动，并且是悬浮在高速转动的盘片
上方，而不与盘片直接接触”，这也是现代绝
大多数硬盘的原型。
? 1973年,IBM公司制造出了第一台采用温彻斯
特技术的硬盘，从此硬盘技术的发展有了正确
的结构基础，现在使用的硬盘大多是此技术的
延伸。
硬盘的结构
? 硬盘尺寸主要有 5.25英寸和 3.5英寸两
种，现在市场上普遍使用的是 3.5英寸
硬盘。用于笔记本电脑中的有 2.5英寸、
1.8英寸和 0.9英寸等几种。
? 硬盘主要由：盘片，磁头，盘片转轴
及控制电机，磁头控制器，数据转换
器，接口，缓存等几个部分组成。
硬盘的主要部件
硬盘的外部结构
? 在硬盘的正面都贴有硬盘的标签，标
签上一般都标注着与硬盘相关的信息，
例如 产品型号、产地、出厂日期、产
品序列号等 。在硬盘的一端有 电源接
口插座、主从设置跳线器和数据线接
口插座,而硬盘的背面则是控制电路
板。
? 总得来说，硬盘外部结构可以分成如
下几个部份,
硬盘正面
硬盘背面
接口
? 包括电源插口和数据接口两部分，其中电源
插口与主机电源相联，为硬盘工作提供电力
保证；数据接口则是硬盘数据和主板控制器
之间进行传输交换的纽带，根据联接方式的
差异，分为 EIDE接口和 SCSI接口等。
固定面板
? 就是硬盘正面的面板，它与底板结合成一个
密封的整体，保证了硬盘盘片和机构的稳定
运行。在面板上最显眼的莫过于产品标签，
上面印着产品型号、产品序列号、产品、生
产日期等信息。
? 固定面板和盘体侧面还设有安装孔，以方便
安装。
? 除此，还有一个透气孔，它的作用就是使硬
盘内部气压与大气气压保持一致。
固定面板
控制电路板
? 一般在硬盘的背面，大多采用贴片式元件焊
接，包括 主轴调速电路、磁头驱动与伺服定
位电路、读写电路、控制与接口电路 等。在
电路板上还有一块高效的 单片机 ROM芯片，
其固化的软件可以进行硬盘的初始化，执行
加电和启动主轴电机，加电初始寻道、定位
以及故障检测等。在电路板上还安装有容量
不等的 高速缓存芯片 。
控制电路板
硬盘的内部结构
? 硬盘内部结构由固定面板、控制电路
板、磁头、盘片、主轴、电机、接口
及其它附件组成，其中磁头盘片组件
(Hard Disk Assembly,HDA)是构成硬
盘的核心，它封装在硬盘的净化腔体
内，包括有浮动磁头组件、磁头驱动
机构、盘片、主轴驱动装置及前置读
写控制电路这几个部份。
硬盘的内部结构
? 将硬
盘面
板揭
开后，
内部
结构
即可
一目
了然。
硬盘的内部结构
?
细
看
硬
盘
内
部
结
构
。
硬盘的内部结构
?
细
看
硬
盘
内
部
结
构
。
浮动磁头组件
? 是硬盘中最精密的部位之一，它由读写磁头、
传动手臂、传动轴三部份组成。
? 磁头是硬盘技术中最重要和关键的一环，实际
上是集成工艺制成的多个磁头的组合，它采用
了 非接触式头、盘结构,加后电在高速旋转的
磁盘表面移动，与盘片之间的间隙只有 0.1～
0.3 μm,这样可以获得很好的数据传输率。现
在转速为 7200RPM的硬盘间隙一般都低于 0.3
μm，以利于读取较大的高信噪比信号，提供数
据传输率的可靠性。
? 分类
浮动磁头组件
磁头驱动机构
? 盘硬的寻道是靠移动磁头，而移动磁
头则需要该机构驱动才能实现。磁头
驱动机构由电磁线圈电机、磁头驱动
小车、防震动装置构成，高精度的轻
型磁头驱动机构能够对磁头进行正确
的驱动和定位，并能在很短的时间内
精确定位系统指令指定的磁道。
磁盘片
? 盘片是硬盘存储数据的载体，现在硬
盘的盘片大多采用 金属薄膜 材料，这
种金属薄膜较软盘的不连续颗粒载体
具有更高的存储密度、高剩磁及高矫
正等优点。另外,IBM还有一种被称为
“玻璃盘片” 的材料作为盘片基质，
玻璃盘片比普通盘片在运行时具有更
好的稳定性。硬盘的盘片是完全平整
的，简直可以当镜子使用。
磁盘片
磁盘片
? 磁盘片表面上以磁盘片中心为圆心，
不同半径的同心圆称为 磁道 。
? 不同磁盘片相同半径的磁道所组成的
圆柱称为 柱面 。
? 磁盘片被分成许多扇形的区域，每个
区域叫一个 扇区 。
磁盘片
磁盘片
? 磁盘片的 数据结构 按照磁道从低到高
可以分为 5部分,
磁盘片
? MBR（ Master Boot Record，主引导记
录），位于硬盘的 0柱面,0磁头,1扇
区的位置，被称之为零磁道位置。它
由分区命令 Fdisk产生的。 MBR结束标
志为 55AA。
磁盘片
? DBR（ DOS Boot Record,Dos引导记
录），该层位于硬盘的 0柱面,1磁头、
1扇区的位置，它是由格式化命令
Format产生的。 DBR结束标志也是
55AA。
磁盘片
? FAT（ File Allocation Table，文件分配
表），位于硬盘的 0柱面,1磁头,2扇
区的位置,FAT表面大小由硬盘的容量
来决定。
磁盘片
? DIR（ Directory，文件目录），当在
DOS模式下输入 DIR后，屏幕上显示的
内容就是该区的内容。
磁盘片
? DATA，数据层，主要负责硬盘中数据
的存放，当数据复制到硬盘时，数据
就存储在这个区中。
? 硬盘容量
=柱面数 *扇区数 *磁头数 *字节数 /扇区
主轴组件
? 主轴组件包括主轴部件如轴承和 驱动电
机（马达） 等。随着硬盘容量的扩大和
速度的提高，主轴电机的速度也在不断
提升，有厂商开始采用精密机械工业的
液态轴承电机技术 (FDB,Fluid Dynamic
Bearing motors)。采用 FDB电机不仅可以
使硬盘的工作噪音降低许多，而且还可
以增加硬盘的工作稳定性。
主轴组件
前置控制电路
? 前置电路控制磁头感应的信号、主轴电
机调速、磁头驱动和伺服定位等，由于
磁头读取的信号微弱，将放大电路密封
在腔体内可减少外来信号的干扰，提高
操作指令的准确性。
硬盘接口类型
? IDE
有两种传输方式,PIO,DMA
? SCSI
? 两者比较
硬盘的性能指标
? 硬盘也是计算机的重要部件，同样对计
算机的整体性能起着决定性的作用。我
们就介绍一下硬盘主要的性能指标。
主轴转速
? 硬盘的主轴转速是决定硬盘内部数据传输
率的决定因素之一，它在很大程度上决定
了硬盘的速度，同时也是区别硬盘档次的
重要标志。
? 从目前的情况来看,7200RPM的硬盘在国
内市场已经逐步取代了 5400RPM硬盘的地
位，成为了主流，而更高转速的硬盘，如
SCSI硬盘的主轴转速已经达到 10000RPM
甚至 15000RPM，但由于价格原因让普通
用户难以接受。
主轴转速
? 随着硬盘转速的提升，
会使硬盘的发热量不
断升高，若硬盘散发
的热量不能及时地传
导出去，硬盘就会升
温。为此，可以在硬
盘上安装一个硬盘散
热风扇，增强散热效
果。
单碟容量
? 因为标准硬盘的碟片数是有限的，靠增加
碟片来扩充容量满足不断增长的存储容量
的需求是不可行的。只有提高每张碟片的
容量才能从根本上解决这个问题。
? 单碟容量的一个重要意义在于提升硬盘的
数据传输速度。硬盘单碟容量的提高得益
于数据记录密度的提高，而记录密度同数
据传输率是成正比的，单碟容量越高，它
的数据传输率也将会越高。
高速缓存
? 指在硬盘内部的高速存储器，硬盘的数
据被磁头读取后先存到硬盘上的缓存芯
片中，再由接口传送给系统，缓存的容
量和速度都对硬盘速都有直接影响。
? 目前硬盘的高速缓存一般为 512KB～
2MB，最近出现的 8MB缓存硬盘。
最大内部数据传输率
? 也叫持续数据传输率 (Sustained Transfer
Rate)，单位为 Mb/s。它是 指磁头至硬盘
缓存间的最大数据传输率,一般取决于硬
盘的盘片转速和盘片线密度 (指同一磁道
上的数据容量 )。
? 注意，在这项指标中常常使用 Mb/s或
Mbps为单位，这是兆位 /秒的意思，如果
需要转换成 MB/s(兆字节 /秒 )，就必须将
Mbps数据除以 8(一字节 8位数 )。
外部数据传输率
? 也称为突发数据传输率 (Burst Data
Transfer Rate),它是指从 硬盘缓冲区
读取数据的速率,单位为 MB/s。
? 目前有 Ultra DMA/33,Ultra DMA/66
和 Ultra DMA/100三种，现在主流的
硬盘已经全部采用 Ultra DMA/100技
术，外部数据传输率可达 100MB/s。
寻道时间
? 是指硬盘磁头移动到数据所在磁道而所
用的时间，单位为毫秒 (ms)。寻道时间
又分为平均寻道时间和道间步进时间,
? 平均寻道时间则为磁头移动到正中间的
磁道需要的时间，单位为毫秒 (ms) ；
? 道间步进时间表示磁头从一个磁道转移
至另一磁道的时间，单位为毫秒 (ms)。
潜伏期
? 表示当磁头移动到数据所在的磁道后，
等待所要的数据块继续转动（半圈或
多些、少些）到磁头下的时间，其单
位为毫秒 (ms)。
? 平均潜伏期就是盘片转半圈的时间。
全程访问时间（平均访问时间）
? 指磁头开始移动直到最后找到所需要的
数据块所用的全部时间，单位为毫秒
(ms)。
? 平均访问时间指磁头找到指定数据的平
均时间，单位为毫秒 (ms) 。通常是平均
寻道时间和平均潜伏时间之和。
连续无故障时间 (MTBF)
? 是指硬盘从开始运行到出现故障的最长时
间，单位是小时。一般硬盘的 MTBF至少
在 30,000小时以上。
新型磁头技术
? MR（ Magneto一 Resistive Head，磁阻磁
头）技术可以更高的实际记录密度、记
录数据，从而增加硬盘容量，提高数据
吞吐率。
? GMR（ Giant Magneto Resistive，巨型磁
阻磁头）是利用特殊材料的电阻值随磁
场变化的原理来读取盘片上的数据，使
用了磁阻效应更好的材料和多层薄膜结
构，从而可以实现更高的存储密度。
S.M.A.R.T技术
? S.M.A.R.T(Self－ Monitoring,Analysis＆
Reporting Technology，自动监测、分析
和报告 )技术可有效保护硬盘，使得硬盘
可以监测和分析自己的工作状态和性能，
并将其显示出来。
SPS防震技术
? SPS(Shock Protection System，震动保护
系统 ) 是由昆腾公司开发，使硬盘在受到
撞击时，保持磁头不受震动，磁头和磁
头臂停泊在盘片上，冲击能量被硬盘其
他部分吸收，这样能有效地提高硬盘的
抗震性能，使硬盘在运输、使用及安装
的过程中最大限度地免受震动的损坏。
硬盘的工作模式
? 硬盘的工作模式主要有三种，分别是,
? NORMAL
? LBA
? LARGE
NORMAL模式
? NORMAL（普通模式）是最早的 IDE 方
式，在硬盘访问时,BIOS 和 IDE 控制器
对参数不做任何转换。该模式支持的最
大硬盘的容量为 528MB。也就是说，在
此模式下，硬盘的实际物理容量再大，
也只能用到其中的 528M。
LBA模式
? LBA(Logical Block Addressing,逻辑块
寻址模式 ) 是一种克服 528MB限制的新型
硬盘存取方法。在 LBA 模式下，设置的
柱面、磁头、扇区等参数并不是实际硬
盘的物理参数。在访问硬盘时，由 IDE
控制器把由柱面、磁头、扇区等参数确
定的逻辑地址转换为实际硬盘的物理地
址。 在 LBA 模式下，管理的硬盘空间可
达 8.4GB。不过现在新主板可以使 LBA
能支持 100GB 以上的硬盘 。
LARGE模式
? LARGE （大规模管理模式）在硬盘的柱
面超过 1024 而又不为 LBA 支持时采用。
LARGE 模式采用的方法是把柱面数除以
2，把磁头数乘以 2，使得某些硬盘的柱
面低于 1024，但其结果总容量不变。在
LARGE模式中,可支持的最大容量为
1GB。
ATA/100
? ATA/100是美国昆腾（ Quantum）公司联合几大厂商
在原有 的 ATA/66基础上推出的新一代接口类型，它
是昆腾公司在硬盘接 口开发方面已经申请专利的第
三代技术。这个接口已经得到了英 特尔公司和其他
一些第一流的芯片制造商的支持，目前也已被正 式
确立为硬盘的下一代接口类型。其最大的特点及好
处就是将硬 盘的最大外部数据传输率提高到了
100MB/s。 ATA/100硬盘也是采 用 40针的接口，并
且向下兼容,ATA/100还支持 CRC错误检测修正 技
术，这可使用户在享受高速度的同时保障用户数据
的安全性及 完整性。 ATA/100(DMA100)标准于 2000
年 6月 2日在美国正式确立。
ATA/133
? ATA/133是完全延续原来并行 ATA的技术特
征，从根本上讲,它与现在广泛采用的
ATA/100没有任何区别，只是将硬盘接口 带
宽拓宽到了 133MB/s，更大的带宽意味着系统
能支持更高的 传输率。 ATA/133的接口电缆
与 ATA/100完全一样，都是 40针 80芯的硬盘
线，它们都支持 CRC冗余循环校正，都支持
S.M.A.R.T等。由于此种硬盘接口是由迈拓公
司独立设立，所 以迈拓所谓的 Fast Drive其实
也就是 ATA/133的技术核心。
其它类型硬盘
移动硬盘
闪存
易盘 Easy disk / 优盘 Only disk
移动硬盘
? 移动硬盘是重要的移动存储设备，它具
有大容量，插拔简便，安全性可靠性强，
读写速度较其他移动存储设备快的特点。
随着各种产品的逐渐上市，价格也逐渐
走低，移动硬盘越来越多的被人们所熟
知，并且由于使用、携带都很方便等特
点，被越来越多的人所接受。移动硬盘
主要采用了 USB和 IEEE1394两种接口。
移动硬盘
? USB移动硬盘 ? IEEE1394移动硬盘
闪存
? 闪存作为一种非易失性（简单说就是在
不加电的情况下数据也不会丢失，区别
于目前常用的计算机内存）的半导体存
储芯片，之所以有这个名称，只因为信
息在一瞬间（闪电式的,flash）被存储
下来 。它具有体积小、功耗低、不易受
物理破坏的优点，是移动数码产品的理
想存储介质。
闪存
? Compact Flash存储卡 ? Iomega Click（ PC卡）
闪存
? SONY Memory Stick（记忆棒）
? DIAMOND RIO（ MP3播放器）
易盘 Easy disk / 优盘 Only disk
? 易盘 Easy disk和优盘 Only disk利用当前最为先
进的 Flash闪存芯片为存储介质，这样的存储介
质使其具备了防磁、防震、防潮的诸多特性，
大大加强了数据的安全性。这两款产品防水的
性能可以说是达到了极限，将其放入水中后取
出晾干，数据仍可保证不丢失，而且重量仅仅
15克，体积有如口香糖一样大小。
? 易盘和优盘以目前在 PC机、笔记本电脑上普遍
流行的 USB接口为传输通道，而且易盘无需驱
动器和驱动程序，即插即用，无需重新启动计
算机，大大方便了广大用户的使用。
易盘 Easy disk / 优盘 Only disk
? 易盘 Easy disk ? 优盘 Only disk
常见硬盘介绍
IBM硬盘（现为日立）
迈拓（ Maxtor）硬盘
希捷（ Seagate）硬盘
西部数据（ Western Digital）硬盘
三星（ Samsung）硬盘
IBM（现为日立）
IBM（现为日立）硬盘
迈拓（ Maxtor）
迈拓（ Maxtor）硬盘
希捷（ Seagate）
希捷（ Seagate）硬盘
西部数据（ Western Digital）
西部数据（ Western Digital）硬盘
三星（ Samsung）
三星（ Samsung）硬盘
什么是硬盘？
? 硬盘（ Hard Disk，也称硬盘存储器）是
各种数据的主要存放场所之一，平常所
用的操作系统（如 Windows98等）、各
种应用软件、资料和游戏都存放在硬盘
中，是计算机的重要部件之一。
硬盘的工作原理
? 硬盘存储数据是根据电、磁转换的原理来实
现的。硬盘驱动器加电后,磁盘片 由主轴电
机驱动进行 高速旋转,设置在盘片表面的 磁
头 则在电路控制下 径向移动 到指定位置然后
将数据存储或读出来。
? 当系统向硬盘写入数据时，磁头中写数据电流
产生磁场使盘片表面磁性物质状态发生改变，
并在写电流磁场消失后仍能保持，当系统从硬
盘中读取数据时，磁头经过盘片指定区域，盘
片表面磁场使磁头产生感应电流或线圈阻抗产
生变化，经过相关电路处理后还原成数据。
硬盘的发展历史
? 1956年，美国 IBM公司制造出世界上第一块容
量为 5MB的硬盘。
? 1968年,IBM公司又提出了温彻斯特
(Winchester)技术。温彻斯特技术的精髓是：
“密封、固定并高速旋转的镀磁盘片，磁头沿
盘片径向移动，并且是悬浮在高速转动的盘片
上方，而不与盘片直接接触”，这也是现代绝
大多数硬盘的原型。
? 1973年,IBM公司制造出了第一台采用温彻斯
特技术的硬盘，从此硬盘技术的发展有了正确
的结构基础，现在使用的硬盘大多是此技术的
延伸。
硬盘的结构
? 硬盘尺寸主要有 5.25英寸和 3.5英寸两
种，现在市场上普遍使用的是 3.5英寸
硬盘。用于笔记本电脑中的有 2.5英寸、
1.8英寸和 0.9英寸等几种。
? 硬盘主要由：盘片，磁头，盘片转轴
及控制电机，磁头控制器，数据转换
器，接口，缓存等几个部分组成。
硬盘的主要部件
硬盘的外部结构
? 在硬盘的正面都贴有硬盘的标签，标
签上一般都标注着与硬盘相关的信息，
例如 产品型号、产地、出厂日期、产
品序列号等 。在硬盘的一端有 电源接
口插座、主从设置跳线器和数据线接
口插座,而硬盘的背面则是控制电路
板。
? 总得来说，硬盘外部结构可以分成如
下几个部份,
硬盘正面
硬盘背面
接口
? 包括电源插口和数据接口两部分，其中电源
插口与主机电源相联，为硬盘工作提供电力
保证；数据接口则是硬盘数据和主板控制器
之间进行传输交换的纽带，根据联接方式的
差异，分为 EIDE接口和 SCSI接口等。
固定面板
? 就是硬盘正面的面板，它与底板结合成一个
密封的整体，保证了硬盘盘片和机构的稳定
运行。在面板上最显眼的莫过于产品标签，
上面印着产品型号、产品序列号、产品、生
产日期等信息。
? 固定面板和盘体侧面还设有安装孔，以方便
安装。
? 除此，还有一个透气孔，它的作用就是使硬
盘内部气压与大气气压保持一致。
固定面板
控制电路板
? 一般在硬盘的背面，大多采用贴片式元件焊
接，包括 主轴调速电路、磁头驱动与伺服定
位电路、读写电路、控制与接口电路 等。在
电路板上还有一块高效的 单片机 ROM芯片，
其固化的软件可以进行硬盘的初始化，执行
加电和启动主轴电机，加电初始寻道、定位
以及故障检测等。在电路板上还安装有容量
不等的 高速缓存芯片 。
控制电路板
硬盘的内部结构
? 硬盘内部结构由固定面板、控制电路
板、磁头、盘片、主轴、电机、接口
及其它附件组成，其中磁头盘片组件
(Hard Disk Assembly,HDA)是构成硬
盘的核心，它封装在硬盘的净化腔体
内，包括有浮动磁头组件、磁头驱动
机构、盘片、主轴驱动装置及前置读
写控制电路这几个部份。
硬盘的内部结构
? 将硬
盘面
板揭
开后，
内部
结构
即可
一目
了然。
硬盘的内部结构
?
细
看
硬
盘
内
部
结
构
。
硬盘的内部结构
?
细
看
硬
盘
内
部
结
构
。
浮动磁头组件
? 是硬盘中最精密的部位之一，它由读写磁头、
传动手臂、传动轴三部份组成。
? 磁头是硬盘技术中最重要和关键的一环，实际
上是集成工艺制成的多个磁头的组合，它采用
了 非接触式头、盘结构,加后电在高速旋转的
磁盘表面移动，与盘片之间的间隙只有 0.1～
0.3 μm,这样可以获得很好的数据传输率。现
在转速为 7200RPM的硬盘间隙一般都低于 0.3
μm，以利于读取较大的高信噪比信号，提供数
据传输率的可靠性。
? 分类
浮动磁头组件
磁头驱动机构
? 盘硬的寻道是靠移动磁头，而移动磁
头则需要该机构驱动才能实现。磁头
驱动机构由电磁线圈电机、磁头驱动
小车、防震动装置构成，高精度的轻
型磁头驱动机构能够对磁头进行正确
的驱动和定位，并能在很短的时间内
精确定位系统指令指定的磁道。
磁盘片
? 盘片是硬盘存储数据的载体，现在硬
盘的盘片大多采用 金属薄膜 材料，这
种金属薄膜较软盘的不连续颗粒载体
具有更高的存储密度、高剩磁及高矫
正等优点。另外,IBM还有一种被称为
“玻璃盘片” 的材料作为盘片基质，
玻璃盘片比普通盘片在运行时具有更
好的稳定性。硬盘的盘片是完全平整
的，简直可以当镜子使用。
磁盘片
磁盘片
? 磁盘片表面上以磁盘片中心为圆心，
不同半径的同心圆称为 磁道 。
? 不同磁盘片相同半径的磁道所组成的
圆柱称为 柱面 。
? 磁盘片被分成许多扇形的区域，每个
区域叫一个 扇区 。
磁盘片
磁盘片
? 磁盘片的 数据结构 按照磁道从低到高
可以分为 5部分,
磁盘片
? MBR（ Master Boot Record，主引导记
录），位于硬盘的 0柱面,0磁头,1扇
区的位置，被称之为零磁道位置。它
由分区命令 Fdisk产生的。 MBR结束标
志为 55AA。
磁盘片
? DBR（ DOS Boot Record,Dos引导记
录），该层位于硬盘的 0柱面,1磁头、
1扇区的位置，它是由格式化命令
Format产生的。 DBR结束标志也是
55AA。
磁盘片
? FAT（ File Allocation Table，文件分配
表），位于硬盘的 0柱面,1磁头,2扇
区的位置,FAT表面大小由硬盘的容量
来决定。
磁盘片
? DIR（ Directory，文件目录），当在
DOS模式下输入 DIR后，屏幕上显示的
内容就是该区的内容。
磁盘片
? DATA，数据层，主要负责硬盘中数据
的存放，当数据复制到硬盘时，数据
就存储在这个区中。
? 硬盘容量
=柱面数 *扇区数 *磁头数 *字节数 /扇区
主轴组件
? 主轴组件包括主轴部件如轴承和 驱动电
机（马达） 等。随着硬盘容量的扩大和
速度的提高，主轴电机的速度也在不断
提升，有厂商开始采用精密机械工业的
液态轴承电机技术 (FDB,Fluid Dynamic
Bearing motors)。采用 FDB电机不仅可以
使硬盘的工作噪音降低许多，而且还可
以增加硬盘的工作稳定性。
主轴组件
前置控制电路
? 前置电路控制磁头感应的信号、主轴电
机调速、磁头驱动和伺服定位等，由于
磁头读取的信号微弱，将放大电路密封
在腔体内可减少外来信号的干扰，提高
操作指令的准确性。
硬盘接口类型
? IDE
有两种传输方式,PIO,DMA
? SCSI
? 两者比较
硬盘的性能指标
? 硬盘也是计算机的重要部件，同样对计
算机的整体性能起着决定性的作用。我
们就介绍一下硬盘主要的性能指标。
主轴转速
? 硬盘的主轴转速是决定硬盘内部数据传输
率的决定因素之一，它在很大程度上决定
了硬盘的速度，同时也是区别硬盘档次的
重要标志。
? 从目前的情况来看,7200RPM的硬盘在国
内市场已经逐步取代了 5400RPM硬盘的地
位，成为了主流，而更高转速的硬盘，如
SCSI硬盘的主轴转速已经达到 10000RPM
甚至 15000RPM，但由于价格原因让普通
用户难以接受。
主轴转速
? 随着硬盘转速的提升，
会使硬盘的发热量不
断升高，若硬盘散发
的热量不能及时地传
导出去，硬盘就会升
温。为此，可以在硬
盘上安装一个硬盘散
热风扇，增强散热效
果。
单碟容量
? 因为标准硬盘的碟片数是有限的，靠增加
碟片来扩充容量满足不断增长的存储容量
的需求是不可行的。只有提高每张碟片的
容量才能从根本上解决这个问题。
? 单碟容量的一个重要意义在于提升硬盘的
数据传输速度。硬盘单碟容量的提高得益
于数据记录密度的提高，而记录密度同数
据传输率是成正比的，单碟容量越高，它
的数据传输率也将会越高。
高速缓存
? 指在硬盘内部的高速存储器，硬盘的数
据被磁头读取后先存到硬盘上的缓存芯
片中，再由接口传送给系统，缓存的容
量和速度都对硬盘速都有直接影响。
? 目前硬盘的高速缓存一般为 512KB～
2MB，最近出现的 8MB缓存硬盘。
最大内部数据传输率
? 也叫持续数据传输率 (Sustained Transfer
Rate)，单位为 Mb/s。它是 指磁头至硬盘
缓存间的最大数据传输率,一般取决于硬
盘的盘片转速和盘片线密度 (指同一磁道
上的数据容量 )。
? 注意，在这项指标中常常使用 Mb/s或
Mbps为单位，这是兆位 /秒的意思，如果
需要转换成 MB/s(兆字节 /秒 )，就必须将
Mbps数据除以 8(一字节 8位数 )。
外部数据传输率
? 也称为突发数据传输率 (Burst Data
Transfer Rate),它是指从 硬盘缓冲区
读取数据的速率,单位为 MB/s。
? 目前有 Ultra DMA/33,Ultra DMA/66
和 Ultra DMA/100三种，现在主流的
硬盘已经全部采用 Ultra DMA/100技
术，外部数据传输率可达 100MB/s。
寻道时间
? 是指硬盘磁头移动到数据所在磁道而所
用的时间，单位为毫秒 (ms)。寻道时间
又分为平均寻道时间和道间步进时间,
? 平均寻道时间则为磁头移动到正中间的
磁道需要的时间，单位为毫秒 (ms) ；
? 道间步进时间表示磁头从一个磁道转移
至另一磁道的时间，单位为毫秒 (ms)。
潜伏期
? 表示当磁头移动到数据所在的磁道后，
等待所要的数据块继续转动（半圈或
多些、少些）到磁头下的时间，其单
位为毫秒 (ms)。
? 平均潜伏期就是盘片转半圈的时间。
全程访问时间（平均访问时间）
? 指磁头开始移动直到最后找到所需要的
数据块所用的全部时间，单位为毫秒
(ms)。
? 平均访问时间指磁头找到指定数据的平
均时间，单位为毫秒 (ms) 。通常是平均
寻道时间和平均潜伏时间之和。
连续无故障时间 (MTBF)
? 是指硬盘从开始运行到出现故障的最长时
间，单位是小时。一般硬盘的 MTBF至少
在 30,000小时以上。
新型磁头技术
? MR（ Magneto一 Resistive Head，磁阻磁
头）技术可以更高的实际记录密度、记
录数据，从而增加硬盘容量，提高数据
吞吐率。
? GMR（ Giant Magneto Resistive，巨型磁
阻磁头）是利用特殊材料的电阻值随磁
场变化的原理来读取盘片上的数据，使
用了磁阻效应更好的材料和多层薄膜结
构，从而可以实现更高的存储密度。
S.M.A.R.T技术
? S.M.A.R.T(Self－ Monitoring,Analysis＆
Reporting Technology，自动监测、分析
和报告 )技术可有效保护硬盘，使得硬盘
可以监测和分析自己的工作状态和性能，
并将其显示出来。
SPS防震技术
? SPS(Shock Protection System，震动保护
系统 ) 是由昆腾公司开发，使硬盘在受到
撞击时，保持磁头不受震动，磁头和磁
头臂停泊在盘片上，冲击能量被硬盘其
他部分吸收，这样能有效地提高硬盘的
抗震性能，使硬盘在运输、使用及安装
的过程中最大限度地免受震动的损坏。
硬盘的工作模式
? 硬盘的工作模式主要有三种，分别是,
? NORMAL
? LBA
? LARGE
NORMAL模式
? NORMAL（普通模式）是最早的 IDE 方
式，在硬盘访问时,BIOS 和 IDE 控制器
对参数不做任何转换。该模式支持的最
大硬盘的容量为 528MB。也就是说，在
此模式下，硬盘的实际物理容量再大，
也只能用到其中的 528M。
LBA模式
? LBA(Logical Block Addressing,逻辑块
寻址模式 ) 是一种克服 528MB限制的新型
硬盘存取方法。在 LBA 模式下，设置的
柱面、磁头、扇区等参数并不是实际硬
盘的物理参数。在访问硬盘时，由 IDE
控制器把由柱面、磁头、扇区等参数确
定的逻辑地址转换为实际硬盘的物理地
址。 在 LBA 模式下，管理的硬盘空间可
达 8.4GB。不过现在新主板可以使 LBA
能支持 100GB 以上的硬盘 。
LARGE模式
? LARGE （大规模管理模式）在硬盘的柱
面超过 1024 而又不为 LBA 支持时采用。
LARGE 模式采用的方法是把柱面数除以
2，把磁头数乘以 2，使得某些硬盘的柱
面低于 1024，但其结果总容量不变。在
LARGE模式中,可支持的最大容量为
1GB。
ATA/100
? ATA/100是美国昆腾（ Quantum）公司联合几大厂商
在原有 的 ATA/66基础上推出的新一代接口类型，它
是昆腾公司在硬盘接 口开发方面已经申请专利的第
三代技术。这个接口已经得到了英 特尔公司和其他
一些第一流的芯片制造商的支持，目前也已被正 式
确立为硬盘的下一代接口类型。其最大的特点及好
处就是将硬 盘的最大外部数据传输率提高到了
100MB/s。 ATA/100硬盘也是采 用 40针的接口，并
且向下兼容,ATA/100还支持 CRC错误检测修正 技
术，这可使用户在享受高速度的同时保障用户数据
的安全性及 完整性。 ATA/100(DMA100)标准于 2000
年 6月 2日在美国正式确立。
ATA/133
? ATA/133是完全延续原来并行 ATA的技术特
征，从根本上讲,它与现在广泛采用的
ATA/100没有任何区别，只是将硬盘接口 带
宽拓宽到了 133MB/s，更大的带宽意味着系统
能支持更高的 传输率。 ATA/133的接口电缆
与 ATA/100完全一样，都是 40针 80芯的硬盘
线，它们都支持 CRC冗余循环校正，都支持
S.M.A.R.T等。由于此种硬盘接口是由迈拓公
司独立设立，所 以迈拓所谓的 Fast Drive其实
也就是 ATA/133的技术核心。
其它类型硬盘
移动硬盘
闪存
易盘 Easy disk / 优盘 Only disk
移动硬盘
? 移动硬盘是重要的移动存储设备，它具
有大容量，插拔简便，安全性可靠性强，
读写速度较其他移动存储设备快的特点。
随着各种产品的逐渐上市，价格也逐渐
走低，移动硬盘越来越多的被人们所熟
知，并且由于使用、携带都很方便等特
点，被越来越多的人所接受。移动硬盘
主要采用了 USB和 IEEE1394两种接口。
移动硬盘
? USB移动硬盘 ? IEEE1394移动硬盘
闪存
? 闪存作为一种非易失性（简单说就是在
不加电的情况下数据也不会丢失，区别
于目前常用的计算机内存）的半导体存
储芯片，之所以有这个名称，只因为信
息在一瞬间（闪电式的,flash）被存储
下来 。它具有体积小、功耗低、不易受
物理破坏的优点，是移动数码产品的理
想存储介质。
闪存
? Compact Flash存储卡 ? Iomega Click（ PC卡）
闪存
? SONY Memory Stick（记忆棒）
? DIAMOND RIO（ MP3播放器）
易盘 Easy disk / 优盘 Only disk
? 易盘 Easy disk和优盘 Only disk利用当前最为先
进的 Flash闪存芯片为存储介质，这样的存储介
质使其具备了防磁、防震、防潮的诸多特性，
大大加强了数据的安全性。这两款产品防水的
性能可以说是达到了极限，将其放入水中后取
出晾干，数据仍可保证不丢失，而且重量仅仅
15克，体积有如口香糖一样大小。
? 易盘和优盘以目前在 PC机、笔记本电脑上普遍
流行的 USB接口为传输通道，而且易盘无需驱
动器和驱动程序，即插即用，无需重新启动计
算机，大大方便了广大用户的使用。
易盘 Easy disk / 优盘 Only disk
? 易盘 Easy disk ? 优盘 Only disk
常见硬盘介绍
IBM硬盘（现为日立）
迈拓（ Maxtor）硬盘
希捷（ Seagate）硬盘
西部数据（ Western Digital）硬盘
三星（ Samsung）硬盘
IBM（现为日立）
IBM（现为日立）硬盘
迈拓（ Maxtor）
迈拓（ Maxtor）硬盘
希捷（ Seagate）
希捷（ Seagate）硬盘
西部数据（ Western Digital）
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三星（ Samsung）
三星（ Samsung）硬盘
