详析硬盘-第1章
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软盘尽管有携带方便、便于保存和更换的优点，但却存在容量小。速度慢的致命弱点。
对于运行稍大一点的软件系统而言，没有硬盘是令人无法想象的。硬盘驱动器在基本原理上与软盘系统非常相似。主要区别在于磁盘的制造材料和转速。硬盘盘片是在铝片上涂敷一层磁性粒子而制成的，硬盘驱动器的转速大约是软盘驱动器转速的十倍以上（硬盘速度在3600转／分以上，而软盘的转速只有300或360转／分）容量则是软盘的几十倍甚至上千倍。因为速度高得多，磁介质也坚固，读写操作用的磁头更精密。
PC机发展至今，硬盘己成为各档次机型的主要配置之一，容量从初期的10MB发展到今天的几十至几百MB，还有GB、TB数量级的，而价格却“一落千丈”，早期的10MB硬盘比目前的1GB硬盘价格还要贵上几倍，可见价格落幅之大，硬盘在PC机发展史上绝对是单位价格落幅最大的器件，这也是硬盘技术的发展海用户带来的最大好处。
硬盘驱动器的类型与规格
PC机上所配硬盘按固定方式分为两种，一为固定式，一为活动式，所谓固定式硬盘就是固定在PC机壳内，且容量也是固定的。当容量不足时，可再扩充另一台硬盘（一般最多可以接两台〕；而活动式硬盘则如同软驱一样，是以磁盘的方式处理，但其速度与容量都远远超过软驱，这种硬盘容量有50MB、80MB等不同规格，适合于备份数据或多个用户使用同一台PC机时使用。
按外形尺寸分有全高、半高和薄型；按盘径大小分目前主要有5．25英寸（135mm）、35英寸（90mm）、25英寸（64mm）、18英寸（46mm）和l3英寸（33mm）等五种，其中5．25英寸的硬盘主要配置在早期286以下的PC机，目前台式PC机中一般都是配置3．5英寸硬盘，也有少量台式机配2．5英寸硬盘，而PC便携机中则主要是配置25英寸以下的硬盘；按容量分有10MB、20MB、30MB至数个GB等多种类型（5。25英寸硬盘多用于老式XT和AT机中，容量一般为10…80MB）。目前的趋势是向大容量、小尺寸发展。
按硬盘的接口方式分主要有：ST506／412接口、IDE接口（即ATBUS接口）、ESDI接口、SCSI接口、MSD接口、IPI接口和ISI接口。PC机中主要采用的接口方式则为：ST506／412接口、IDE接口（即ATBUS接口）、ESDI接口和SCSI接口。ST506／412接口主要是容量为10MB至44MB的硬盘，40MB至50MB硬盘则一般采用IDE接口，而大于50MB的硬盘则主要采用SCSI接口或ESDI接口。
硬盘驱动器的性能指标
硬盘驱动器的性能指标主要有：盘径、接口类型、磁头数、柱面数、每磁道扇区数、数据传输速率、磁盘转速、电源、重量、MTBF（硬盘平均使用寿命）等。
硬盘定位并查询某个扇区中数据的总时间包括以下三个方面时间的总和：
1）磁头定位到目标磁道所需的时间；
2）找到目标扇区所需时间；
3）选取扇区数据所需时间：
这个时间值被称为硬盘的存取时间或硬盘速度。一般XT机配置的硬盘其硬盘速度为85ms左右， 286机为 28ms左右， 28ms对于386系统可能稍显缓慢， 486系统中则应配置在15ms以下的IDE、SCSI或ESDI硬盘。
硬盘的容量是由硬盘的磁头数、柱面数和每磁道扇区数决定的，因PC机中每扇区容量为512字节，所以硬盘容量的具体计算公式为：
总容量（字节数） ＝512X磁头数X柱面数X每磁道扇区数
例如， CP30104型硬盘的磁头数为8、柱面数为765、每磁道扇区数为39，则其总容量为：
512X8X765X39=1220416字节＝12220416/1024/1024=117MB（lKB=1024B 1MB＝1024KB ）
硬盘的平均使用寿命（MTBF）根据驱动器类型不同在40 000…150 000小时之间。容量越大的驱动器，价格越高，使用期限也越长。但MTBF仅仅是一个参考值，用户个能过于相信制造商所提供的MTBF数据，对用户而言最可靠的是能提供较长的保修期。例如，对于MTBF为150，000小时的驱动器，如果每天使用8小时，应该能用51年，即使每人使用24小时也应该能用17年。但实际上，硬盘驱动器的出现是十多年前的事情，因此制造商们根本无法提供高达150，000小时使用期限的验证或测试。
2。概念荟萃
IDE接口
IDE （Intelligent Drive Electronics）接口，即智能化驱动器电子接口，又名AT BUS接口，多见于3．5英寸硬盘，容量从20…500MB不等，目前市场上40…500MB的硬盘大多采用IDE接口，主要优点在于兼容性高、速度快、价格低廉。其主要特点是：
1）采用高性能的旋转音圈电机，配以嵌入式的扇区伺服机构，定位精确，速度快，其传输速率达7。5MB／s以上，且省电、抗震性能好、断电后磁头能自动锁定在启停区。
2）采用控制线和数据线合用的40线插座及4线直流电源线插座，安装简单。所有的控制器电子设备都集成到驱动器上，IDE驱动器仅仅需要一个价格低廉的接口与总线相连接，因此控制器卡价格低廉。
3）IDE控制卡可支持两个硬盘。与ST506／412接口不同，当连接两个硬盘时，无需外加控制信号电缆。两个硬盘的主从关系取决于硬盘电路板上的短路接头C/D。硬盘上都标示了Master（主）／Slave（从）的具体使用方法。需注意的是作为Slave的2号硬盘的起始盘符恒为D：，若在已定义有多个DOS逻辑盘的系统中添加第二个硬盘，则原所有逻辑盘号应相应后移。
4）接口卡无需另配驱动程序，所有的IDE硬盘均能由系统BIOS利用保存在CMOS中的硬盘参数直接驱动。对于不同的lDE硬盘，必须在系统CMOS中为其设置并保存相应的硬盘参数，若参数不对，有可能使系统不认此硬盘
3、ESDI接口
ESDI（Enhanced Small Disk Interface）即“增强型小型磁盘机接口”是由美国Maxtor、 Shugart、CDC和XEBFC等公司联合开发的，它吸收了ST506/412和其它一些非标准接口的优点，使其更适合于大容量硬盘的工作。ESDI接口的主要特点是：
l）具有浮动的数据传输速率（从1O…15MB／s），适合于大容量硬盘驱动器。
2）数据的编码和译码不在控制器板上进行，而由硬盘驱动器承担。
3）ESDI驱动器具有很快的磁盘存取速度，通常为15ms～18ms。
4）具有34条控制线和20条数据线，大部分控制线和信号线与ST506 ／412接口一致只是增加了一些信号，数据线信号的读写数据都改成了不归零制（NRZ）编码数据。
4、SCSI接口
SCSI（Small Computer System Interface）接口是小型计算机接口的简称，是一种多用途的输入输出接口，除用于磁盘外，还广东省用于光盘驱动器、磁带机、扫描仪、打印机等设备。一条SCSI总线最多可以连接8台设备，为了区分各个设备，每个设备拥有一个ID号（0～7）。适用于多用户多任务处理。
SCSI驱动器一次可以处理8位数据，因而有较高的数据传送速率（5～40MB／s），相比较而言，MFM、RLL以及ESDI等硬驱都是串行系统，即一次只能传送1位数据。SCSI具有不需要理解外部设备特有的物理属性（如磁盘的柱面数、磁头数和每磁道扇区数等设备固有的参数）就可以进行高水平逻辑操作的命令体系，因此不需要将其类型编号输入到CMOS安装记录中，对外部设备的更新换代和系统的系列化提供了灵活的处理手段。
SCSI驱动器适合进行备份工作，因为这种备份速度恨快。用户可以快速和容易地将文件从IDE盘拷贝到SCSI盘。
SCSI控制器的类型很多功能和价格也各不相同。
◎ATAPI：
ATAPI为（AT Attachment Packet Interface）的缩写，或称ATA（AT Attachment）接口，其结构为将硬盘控制卡与硬盘的电路合二为一以降低成本，它是由Compaq公司以PC／AT为结构而设计，即我们所说的AT总线，正因为是集成的硬盘控制卡和硬盘电路，故一般也称为IDE（Integrated Disc Electronics）硬盘。E…IDE是Enhanced IDE的缩写，是WD（Westem Digital）公司对IDE的增强改进型接品，IDE最大的功能是可突破早期IDE接口无法控制528MB以上容量硬盘，它也可作为IDE外围设备的接口。目前Pentium主板上都有两个IDE端口的标准接口，其功能归纳如下：
○可控制528MB以上容量的硬盘。
○可接4个IDE接口的外围设备（IDE的硬盘，120MB软盘驱动器、光盘驱动器、磁带机、便携硬盘等）。
可支持ATAPI（AT Attachment Peripheral Interface）标准接口的外围设备。
Fast…ATA：（Fast…ATA…2、Fast…ATA…3）
Fast…ATA接口，是Seagate公司为了改进IDE接口无法控制528MB以上高容量的硬盘而制订的规格，支持的最高容量可达8．4GB，只要符合ATAPI的接口都可使用，可同时连接4个外围设备（硬盘、光盘驱动器，便携硬盘等），而且数据的传输率也提高了，目前市面上有ATA…2、 ATA3和ATA4较快的规格，其数据的传输率达167MB／Sec。
Ultra…DMA 33：
Ultra…DMA 33标准接口是由Intel和Quantum公司共同制订的规格，其主要的目的是，在不必更换扁平缆线的情况下，即可使用主板的IDE接口（E…IDE），不过，主板的BIOS和芯片组必须支持Ultra DMA 33规格，另外还要使用Ultra DMA 33的硬盘，方可真正实现33MB／Sec的传输率，否则只能使用E…IDE规格的16．7MB/Sec
的传输速率。
磁头停放的磁道（ Head Parking Track）：
当硬盘格式化时，会把盘片最内的同心圆规划为磁头安全停放的磁道，不存放任何数据，专供关机时磁头的停放区，以免硬盘搬动时，发生磁头撞击而导致磁道上数据的丢失，目前新的硬盘都有自动停放磁头（Auto Park）的设计，当关机时，音圈（启动）马达会将磁头驱动臂的磁头推向盘片最内圈的同心圆，并停放在安全磁道
磁头0磁道：
当电脑开机硬盘主轴马达开始运转时，其产生的空气浮力会使硬盘的磁头快速飘浮移至金属盘片的最外围，同心圆的第0磁道待命（Stand By）。第0磁道存放了硬盘的启动程序，硬盘的文件分配表（FAT）、根目录等数据，因此电脑开机时，请勿任意搬动硬盘，以免发生磁头撞击硬盘盘片而损坏硬盘。
引导记录区（Root Record）
开机时BIOS就会先去执行硬盘第0面，第0磁道，第1扇区的引导记录区的程序，把有关硬盘内部的记录（磁柱面总数、扇区大小、 FAT表、目录大小）和DOS的基本数据（COMMAND， IO。SYS， MSDOS．SYS）载入内存，完成开机启动的基本操作。
搜导时间（Seek Time）
是指读写头搜寻数据移动至盘片的磁道进行定位所需要的时间，一般取其平均值，以ms（毫秒）为单位，又称为寻道定位时间（Position Time）。搜寻时间分为最大（Maximum）、最小（Minimum）和平均（Average）三种�
