姓名：
班級：02級計算機(2)班
學院：計控學院
學號：XX01220216
指導老師：魏國明
目錄
必備常識篇………………………………………………………………………………(3)
1、 結(jié)構(gòu)……………………………………………………………………………(3)
2、磁頭技術……………………………………………………………………… (3)
3、接口 ……………………………………………………………………………(3)
4、容量……………………………………………………………………………(4)
5、緩存……………………………………………………………………………(4)
6、轉(zhuǎn)速……………………………………………………………………………(4)
7、平均尋道時間…………………………………………………………………(4)
8、內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率………………………………………………………………(4)
9、外部數(shù)據(jù)傳輸率 ……………………………………………………………(5)
10、mtbf (連續(xù)無故障時間)……………………………………………………(5)
關鍵技術篇 ………………………………………………………………………(5)
1、raid(redundent array of inexpe ive disks)磁盤陣列技術 ………………………………………………………………………………………(5)
2、prml(partial re o e maximum likelyhood，部分響應完全匹配)讀取通道技術 ………………………………………………………………………………………(5)
3、s.m.a.r.t.(self-monitoring，analysi and reporting technology)技術 ………………………………………………………………………………………(6)
4、ata/100技術 …………………………………………………………………(6)
5、數(shù)據(jù)保護與震動保護技術 ……………………………………………………(6)
6、廠商獨特技術 …………………………………………………………………(6)
回顧展望篇…………………………………………………………………………(8)
1、容量 ……………………………………………………………………………(8)
2、緩存………………………………………………………………………………(9)
3、速度 ……………………………………………………………………………(9)
4、接口 ……………………………………………………………………………(9)
5、附加技術 ………………………………………………………………………(9)
6、價格……………………………………………………………………………(10)
認識硬盤的大小、外觀與型號……………………………………………………(10)
硬盤未來發(fā)展趨勢…………………………………………………………………(11)
我的感想 … ………………………………………………………………………(12)
硬盤是一個計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲中心，我們運行計算機時使用的程序和數(shù)據(jù)目前絕大部分都存儲在
硬盤上。硬盤在各種各樣固定存儲設備中的地位是最重要的，它是計算機中不可或缺的存儲設備. 必備常識篇
說到了解硬盤，我們首要的一步是了解一些有關硬盤的常識。關于硬盤，最重要的不外乎結(jié)構(gòu)、磁頭技術、接口、容量、單碟容量、緩存、轉(zhuǎn)速、數(shù)據(jù)傳輸率等概念，我們不妨一一來看
1、結(jié)構(gòu)
現(xiàn)在絕大多數(shù)硬盤在結(jié)構(gòu)上都是溫徹斯特盤。從1973年ibm生產(chǎn)出第一塊溫氏硬盤以來，后來的硬盤基本都沿用了這一結(jié)構(gòu)，即采用溫徹斯特(winchester)技術，其核心就是：磁盤片被密封、固定并且不停高速旋轉(zhuǎn)，磁頭懸浮于盤片上方沿磁盤徑向移動，并且不和盤片接觸。
2、磁頭技術
硬盤讀取數(shù)據(jù)是通過磁頭來完成的。最早的傳統(tǒng)磁頭是電磁感應式磁頭，這些磁頭是讀寫合一的，由于硬盤讀、寫操作的不同，這種二合一磁頭就必須要同時兼顧到讀/寫兩種特性，對硬盤的設計造成了不便。后來的硬盤開始采用mr(磁阻磁頭技術)磁頭這種分離式的磁頭結(jié)構(gòu)：寫入磁頭仍采用磁感應磁頭，而mr磁頭則作為讀取磁頭磁阻。這樣便可以得到更好的讀/寫性能。mr磁頭是通過阻值變化來感應信號幅度，對信號變化相當敏感，準確性也較高,而且由于讀取的信號幅度與磁道寬度無關，故磁道可以做得很窄，從而提高了盤片密度，擴大了盤片的容量。然而，隨著單碟容量的不斷增加，終于到了mr磁頭的讀取極限，于是gmr(巨磁阻磁頭技術)磁頭誕生了，現(xiàn)在單碟容量超過5g的型號都采用了gmr磁頭。進入XX年后，幾乎全部硬盤均采用gmr，gmr磁頭技術是在mr的基礎上開發(fā)的，它比mr具有更高的靈敏性。正在基于越來越先進的磁頭技術，才使硬盤單碟容量越做越大成為可能，目前最新的磁頭是基于第三代巨磁阻磁頭技術。
3、接口
硬盤的接口方式可以說是硬盤另一個非常重要的技術指標，這點從scsi硬盤和ide硬盤的巨大差價就能體現(xiàn)出來，接口方式直接決定硬盤的性能?，F(xiàn)在最常見的接口有ide(ata)和scsi兩種，此外還有一些移動硬盤采用了pcmcia或u 接口。
(1)ide(integrated drive electronics)：
ide接口最初由cdc、康柏和西部數(shù)據(jù)聯(lián)合開發(fā)，由美國國家標準協(xié)會(ata)制定標準，所以又稱ata接口。我們普通用戶家里的硬盤幾乎全是ide接口的。ide接口的硬盤可細分為ata-1(ide)、ata-2(eide)、ata-3(fast ata-2)、ata-4 (包括ultraata、ultra ata/33、ultra ata/66)與serial ata (包括ultra ata/100及其它后續(xù)的接口類型)?；緄de接口數(shù)據(jù)傳輸率為4.1mb/秒，傳輸方式有pio和dma兩種，支持總線為isa和eisa。后來為提高數(shù)據(jù)傳輸率、增加接口上能連接的設備數(shù)量、突破528m限制以及連接光驅(qū)的需要，又陸續(xù)開發(fā)了ata-2、atapi和針對pci總線的fast-ata、fast-ata2等標準，數(shù)據(jù)傳輸率達到了16.67mb/秒。1996年昆騰和英特爾合作開發(fā)了ultra dma/33接口，嚴格說來，這已經(jīng)不能算ide接口，而應稱為eide接口，它采用pio模式5，數(shù)據(jù)傳輸率達到33mb/秒。1999年昆騰又推出了ultra dma/66接口，傳輸率為ultra dma/33的兩倍，采用crc(循環(huán)冗余循環(huán)校驗)技術以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，并且使用?0線的專用連接電纜，現(xiàn)在市場上主流的硬盤接口類型即為ultra ata/66。不過，在進入新世紀后，最有前景的硬盤接口類型則該是ultra ata/100了，它的理論外部數(shù)據(jù)傳輸率可以高達100mb/s。(2)scsi(小型計算機系統(tǒng)接口，small computer ystem interface)：
scsi并不是專為硬盤設計的，實際上它是一種總線型接口。由于獨立于系統(tǒng)總線工作，所以它的優(yōu)勢在于其系統(tǒng)占用率極低，但由于其昂貴的價格，這種接口的硬盤大多用于服務器等高端應用場合。
4、容量
容量可以說是用戶對硬盤認識最多的一個技術指標，它的單位是兆字節(jié)(mb)或千兆字節(jié)(gb)。影響容量的兩個因素是單碟容量和碟片數(shù)量。顧名思義，單碟容量也就是在單張盤片上所能存儲的信息容量，單盤容量越大，實現(xiàn)大容量硬盤也就越容易，尋找數(shù)據(jù)所需的時間也相對減少?，F(xiàn)在硬盤的單碟容量是越做越大了，一般都可以達到20g。單碟容量提高的同時，硬盤的生產(chǎn)成本也隨之而降低，這也是為什么硬盤廠商競先推出高單碟容量的硬盤產(chǎn)品。你有時在檢測硬盤時可能會發(fā)現(xiàn)廠家標稱的容量和電腦檢測的容量不一致，這是由于他們采用的換算單位不同，廠家多以1000進制換算，即1mb=1000byte、1gb=1000mb，而電腦中多用1024進制換算。
5、緩存
由于cpu運算與硬盤讀取之間存在著巨大的速度差異，為了解決硬盤在讀寫數(shù)據(jù)時cpu的等待問題，在硬盤上設置適當?shù)母咚倬彺?，以解決二者之間速度不匹配的問題。硬盤緩存與主板上的高速緩存作用一樣，是為了提高硬盤的讀寫速度，當然緩存越大越好。目前ide硬盤的高速緩存一般為512k到2m之間，主流硬盤的數(shù)據(jù)緩存應該為2mb，而在scsi硬盤中的數(shù)據(jù)緩存現(xiàn)在已經(jīng)達到了16mb。
6、轉(zhuǎn)速
轉(zhuǎn)速指的是硬盤內(nèi)電機主軸的轉(zhuǎn)動速度，其單位是rpm(round er minute，每分鐘旋轉(zhuǎn)次數(shù))，它直接影響硬盤的數(shù)據(jù)傳輸率，理論上轉(zhuǎn)速越快數(shù)據(jù)傳輸率就越大。目前ide接口的硬盤主軸轉(zhuǎn)速一般為5400和7200rpm(轉(zhuǎn)/秒)，主流硬盤的轉(zhuǎn)速為7200rpm，至于scsi硬盤的主軸轉(zhuǎn)速一般可達7200到10 ,000rpm，而轉(zhuǎn)速的scsi硬盤轉(zhuǎn)速高達15,000rpm。更快的轉(zhuǎn)速可以使盤片轉(zhuǎn)動一周的時間減短，使平均等待時間和平均尋道時間減短，更快地尋找所需要的數(shù)據(jù)，同時硬盤的內(nèi)部傳輸率也會提高，使讀寫速度加快。
7、平均尋道時間
這個指標指磁頭從得到指令到尋找到數(shù)據(jù)所在磁道的時間，它是代表硬盤讀取數(shù)據(jù)的能力，單位為毫秒，需要注意的是它與平均訪問時間有差別。平均尋道時間越小越好，現(xiàn)在選購硬盤時應該選擇平均尋道時間低于9毫秒的產(chǎn)品。
8、內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率
內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率是磁頭到硬盤的高速緩存之間的數(shù)據(jù)傳輸速度，這可以說是影響硬盤整體性能的關鍵，一般取決于硬盤的盤片轉(zhuǎn)速和盤片數(shù)據(jù)線密度。在這項指標中常常使用mb/s或m 為單位，這是兆位/秒的意思，如果需要轉(zhuǎn)換成mb/s(兆字節(jié)/秒)，就必須將m 數(shù)據(jù)除以8。例如有的硬盤給出內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率為131m ，但如果按mb/s計算就只有16.37mb/s。目前市場上主流硬盤的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率為30mb/s到45mb/s，這比ultra ata/100的100mb/s低多了，由此可以看出目前硬盤作為電腦的瓶頸，其病根還在于硬盤的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率上。
9、外部數(shù)據(jù)傳輸率
這是指從硬盤緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)的速率。它與硬盤的接口類型是直接掛勾的，因此在廣告或硬盤特性表中常以數(shù)據(jù)接口速率代替，單位為mb/s。目前主流硬盤普通采用的是ultra ata/66，它的外部數(shù)據(jù)率即為66.7mb/s。而采用目前最新的ultra ata/100接口外部數(shù)據(jù)傳輸率即可達到100mb/s。對于scsi硬盤，若采用最新的ultra 160/m csi接口標準，其數(shù)據(jù)傳輸率可達160mb/s，fibra cha el的外部數(shù)據(jù)傳輸將可達200mb/s！
班級：02級計算機(2)班
學院：計控學院
學號：XX01220216
指導老師：魏國明
目錄
必備常識篇………………………………………………………………………………(3)
1、 結(jié)構(gòu)……………………………………………………………………………(3)
2、磁頭技術……………………………………………………………………… (3)
3、接口 ……………………………………………………………………………(3)
4、容量……………………………………………………………………………(4)
5、緩存……………………………………………………………………………(4)
6、轉(zhuǎn)速……………………………………………………………………………(4)
7、平均尋道時間…………………………………………………………………(4)
8、內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率………………………………………………………………(4)
9、外部數(shù)據(jù)傳輸率 ……………………………………………………………(5)
10、mtbf (連續(xù)無故障時間)……………………………………………………(5)
關鍵技術篇 ………………………………………………………………………(5)
1、raid(redundent array of inexpe ive disks)磁盤陣列技術 ………………………………………………………………………………………(5)
2、prml(partial re o e maximum likelyhood，部分響應完全匹配)讀取通道技術 ………………………………………………………………………………………(5)
3、s.m.a.r.t.(self-monitoring，analysi and reporting technology)技術 ………………………………………………………………………………………(6)
4、ata/100技術 …………………………………………………………………(6)
5、數(shù)據(jù)保護與震動保護技術 ……………………………………………………(6)
6、廠商獨特技術 …………………………………………………………………(6)
回顧展望篇…………………………………………………………………………(8)
1、容量 ……………………………………………………………………………(8)
2、緩存………………………………………………………………………………(9)
3、速度 ……………………………………………………………………………(9)
4、接口 ……………………………………………………………………………(9)
5、附加技術 ………………………………………………………………………(9)
6、價格……………………………………………………………………………(10)
認識硬盤的大小、外觀與型號……………………………………………………(10)
硬盤未來發(fā)展趨勢…………………………………………………………………(11)
我的感想 … ………………………………………………………………………(12)
硬盤是一個計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲中心，我們運行計算機時使用的程序和數(shù)據(jù)目前絕大部分都存儲在
硬盤上。硬盤在各種各樣固定存儲設備中的地位是最重要的，它是計算機中不可或缺的存儲設備. 必備常識篇
說到了解硬盤，我們首要的一步是了解一些有關硬盤的常識。關于硬盤，最重要的不外乎結(jié)構(gòu)、磁頭技術、接口、容量、單碟容量、緩存、轉(zhuǎn)速、數(shù)據(jù)傳輸率等概念，我們不妨一一來看
1、結(jié)構(gòu)
現(xiàn)在絕大多數(shù)硬盤在結(jié)構(gòu)上都是溫徹斯特盤。從1973年ibm生產(chǎn)出第一塊溫氏硬盤以來，后來的硬盤基本都沿用了這一結(jié)構(gòu)，即采用溫徹斯特(winchester)技術，其核心就是：磁盤片被密封、固定并且不停高速旋轉(zhuǎn)，磁頭懸浮于盤片上方沿磁盤徑向移動，并且不和盤片接觸。
2、磁頭技術
硬盤讀取數(shù)據(jù)是通過磁頭來完成的。最早的傳統(tǒng)磁頭是電磁感應式磁頭，這些磁頭是讀寫合一的，由于硬盤讀、寫操作的不同，這種二合一磁頭就必須要同時兼顧到讀/寫兩種特性，對硬盤的設計造成了不便。后來的硬盤開始采用mr(磁阻磁頭技術)磁頭這種分離式的磁頭結(jié)構(gòu)：寫入磁頭仍采用磁感應磁頭，而mr磁頭則作為讀取磁頭磁阻。這樣便可以得到更好的讀/寫性能。mr磁頭是通過阻值變化來感應信號幅度，對信號變化相當敏感，準確性也較高,而且由于讀取的信號幅度與磁道寬度無關，故磁道可以做得很窄，從而提高了盤片密度，擴大了盤片的容量。然而，隨著單碟容量的不斷增加，終于到了mr磁頭的讀取極限，于是gmr(巨磁阻磁頭技術)磁頭誕生了，現(xiàn)在單碟容量超過5g的型號都采用了gmr磁頭。進入XX年后，幾乎全部硬盤均采用gmr，gmr磁頭技術是在mr的基礎上開發(fā)的，它比mr具有更高的靈敏性。正在基于越來越先進的磁頭技術，才使硬盤單碟容量越做越大成為可能，目前最新的磁頭是基于第三代巨磁阻磁頭技術。
3、接口
硬盤的接口方式可以說是硬盤另一個非常重要的技術指標，這點從scsi硬盤和ide硬盤的巨大差價就能體現(xiàn)出來，接口方式直接決定硬盤的性能?，F(xiàn)在最常見的接口有ide(ata)和scsi兩種，此外還有一些移動硬盤采用了pcmcia或u 接口。
(1)ide(integrated drive electronics)：
ide接口最初由cdc、康柏和西部數(shù)據(jù)聯(lián)合開發(fā)，由美國國家標準協(xié)會(ata)制定標準，所以又稱ata接口。我們普通用戶家里的硬盤幾乎全是ide接口的。ide接口的硬盤可細分為ata-1(ide)、ata-2(eide)、ata-3(fast ata-2)、ata-4 (包括ultraata、ultra ata/33、ultra ata/66)與serial ata (包括ultra ata/100及其它后續(xù)的接口類型)?；緄de接口數(shù)據(jù)傳輸率為4.1mb/秒，傳輸方式有pio和dma兩種，支持總線為isa和eisa。后來為提高數(shù)據(jù)傳輸率、增加接口上能連接的設備數(shù)量、突破528m限制以及連接光驅(qū)的需要，又陸續(xù)開發(fā)了ata-2、atapi和針對pci總線的fast-ata、fast-ata2等標準，數(shù)據(jù)傳輸率達到了16.67mb/秒。1996年昆騰和英特爾合作開發(fā)了ultra dma/33接口，嚴格說來，這已經(jīng)不能算ide接口，而應稱為eide接口，它采用pio模式5，數(shù)據(jù)傳輸率達到33mb/秒。1999年昆騰又推出了ultra dma/66接口，傳輸率為ultra dma/33的兩倍，采用crc(循環(huán)冗余循環(huán)校驗)技術以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，并且使用?0線的專用連接電纜，現(xiàn)在市場上主流的硬盤接口類型即為ultra ata/66。不過，在進入新世紀后，最有前景的硬盤接口類型則該是ultra ata/100了，它的理論外部數(shù)據(jù)傳輸率可以高達100mb/s。(2)scsi(小型計算機系統(tǒng)接口，small computer ystem interface)：
scsi并不是專為硬盤設計的，實際上它是一種總線型接口。由于獨立于系統(tǒng)總線工作，所以它的優(yōu)勢在于其系統(tǒng)占用率極低，但由于其昂貴的價格，這種接口的硬盤大多用于服務器等高端應用場合。
4、容量
容量可以說是用戶對硬盤認識最多的一個技術指標，它的單位是兆字節(jié)(mb)或千兆字節(jié)(gb)。影響容量的兩個因素是單碟容量和碟片數(shù)量。顧名思義，單碟容量也就是在單張盤片上所能存儲的信息容量，單盤容量越大，實現(xiàn)大容量硬盤也就越容易，尋找數(shù)據(jù)所需的時間也相對減少?，F(xiàn)在硬盤的單碟容量是越做越大了，一般都可以達到20g。單碟容量提高的同時，硬盤的生產(chǎn)成本也隨之而降低，這也是為什么硬盤廠商競先推出高單碟容量的硬盤產(chǎn)品。你有時在檢測硬盤時可能會發(fā)現(xiàn)廠家標稱的容量和電腦檢測的容量不一致，這是由于他們采用的換算單位不同，廠家多以1000進制換算，即1mb=1000byte、1gb=1000mb，而電腦中多用1024進制換算。
5、緩存
由于cpu運算與硬盤讀取之間存在著巨大的速度差異，為了解決硬盤在讀寫數(shù)據(jù)時cpu的等待問題，在硬盤上設置適當?shù)母咚倬彺?，以解決二者之間速度不匹配的問題。硬盤緩存與主板上的高速緩存作用一樣，是為了提高硬盤的讀寫速度，當然緩存越大越好。目前ide硬盤的高速緩存一般為512k到2m之間，主流硬盤的數(shù)據(jù)緩存應該為2mb，而在scsi硬盤中的數(shù)據(jù)緩存現(xiàn)在已經(jīng)達到了16mb。
6、轉(zhuǎn)速
轉(zhuǎn)速指的是硬盤內(nèi)電機主軸的轉(zhuǎn)動速度，其單位是rpm(round er minute，每分鐘旋轉(zhuǎn)次數(shù))，它直接影響硬盤的數(shù)據(jù)傳輸率，理論上轉(zhuǎn)速越快數(shù)據(jù)傳輸率就越大。目前ide接口的硬盤主軸轉(zhuǎn)速一般為5400和7200rpm(轉(zhuǎn)/秒)，主流硬盤的轉(zhuǎn)速為7200rpm，至于scsi硬盤的主軸轉(zhuǎn)速一般可達7200到10 ,000rpm，而轉(zhuǎn)速的scsi硬盤轉(zhuǎn)速高達15,000rpm。更快的轉(zhuǎn)速可以使盤片轉(zhuǎn)動一周的時間減短，使平均等待時間和平均尋道時間減短，更快地尋找所需要的數(shù)據(jù)，同時硬盤的內(nèi)部傳輸率也會提高，使讀寫速度加快。
7、平均尋道時間
這個指標指磁頭從得到指令到尋找到數(shù)據(jù)所在磁道的時間，它是代表硬盤讀取數(shù)據(jù)的能力，單位為毫秒，需要注意的是它與平均訪問時間有差別。平均尋道時間越小越好，現(xiàn)在選購硬盤時應該選擇平均尋道時間低于9毫秒的產(chǎn)品。
8、內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率
內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率是磁頭到硬盤的高速緩存之間的數(shù)據(jù)傳輸速度，這可以說是影響硬盤整體性能的關鍵，一般取決于硬盤的盤片轉(zhuǎn)速和盤片數(shù)據(jù)線密度。在這項指標中常常使用mb/s或m 為單位，這是兆位/秒的意思，如果需要轉(zhuǎn)換成mb/s(兆字節(jié)/秒)，就必須將m 數(shù)據(jù)除以8。例如有的硬盤給出內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率為131m ，但如果按mb/s計算就只有16.37mb/s。目前市場上主流硬盤的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率為30mb/s到45mb/s，這比ultra ata/100的100mb/s低多了，由此可以看出目前硬盤作為電腦的瓶頸，其病根還在于硬盤的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率上。
9、外部數(shù)據(jù)傳輸率
這是指從硬盤緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)的速率。它與硬盤的接口類型是直接掛勾的，因此在廣告或硬盤特性表中常以數(shù)據(jù)接口速率代替，單位為mb/s。目前主流硬盤普通采用的是ultra ata/66，它的外部數(shù)據(jù)率即為66.7mb/s。而采用目前最新的ultra ata/100接口外部數(shù)據(jù)傳輸率即可達到100mb/s。對于scsi硬盤，若采用最新的ultra 160/m csi接口標準，其數(shù)據(jù)傳輸率可達160mb/s，fibra cha el的外部數(shù)據(jù)傳輸將可達200mb/s！