存储基础(2)-硬盘篇

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1、存储基础知识提纲：协议介绍硬盘知识主要厂商及产品一、硬盘结构介绍硬盘整体结构如图所示，分为：盘片、磁头停放区、基朋、接口、传动部件、磁头、主轴马达等部件。此为最为传统的机械式硕盘结构，其屮盘片与磁头为核心部件，通过他们两个写与被写，配合传动、马达等，将接口部分接收到的命令记录到盘片上。盘片(Media)"磁头停放区(ParkingZone)传动部件磁头慕座(BasePlate)接口匸轴马达(SpindleMotor)读写原理：概括地说，硬盘的T作原理是利用特定的磁粒子的极性来记录数据。磁头在读取数据时，将磁粒子的

2、不同极性转换成不同的电脉冲信号，再利用数据转换器将这些原始信号变成电脑可以使用的数据，写的操作正好与此相反。另外，硬盘中还有一个存储缓冲区,这是为了协调硕盘与主机在数据处理速度上的差弄而设的。由于硕盘的结构比软盘复杂得多，所以它的格式化工作也比软盘要复杂，分为低级格式化，破盘分区，高级格式化并建立文件管理系统。硕盘驱动器加电正常工作后，利用控制电路中的单片机初始化模块进行初始化工作，此时磁头置于盘片中心位置，初始化完成后主轴电机将启动并以髙速旋转，装载磁头的小车机构移动,将浮动磁头置于盘片表而的00道,处于等待指

3、令的启动状态。当接口电路接收到微机系统传来的指令信号，通过前置放人控制电路，驱动音圈电机发出磁信号，根据感应阻值变化的磁头对盘片数据信息进行正确定位，并将接收后的数据信息解码，通过放大控制电路传输到接口电路，反馈给主机系统完成指令操作。结束硬盘操作的断电状态，在反力矩弹簧的作用下浮动磁头驻留到盘面屮心。硬盘的主要指标：1,容量：指硬盘能存储的数据量大小，以字节为基木单位。2,单碟容量：硬盘都是由一个或几个盘片组成的，单碟容量就是指包括止反两面在内的单个盘片的总容量。3,转速：即主轴马达转动速度，单位为RPM（Ro

4、undPerMinute）即每分钟盘片转动圈数。4,缓存：是硬盘控制器上的一块内存芯片，具有极快的存取速度，它是硬盘内部盘片和外部接口Z间的缓冲器。5,平均访问时间：硬盘磁头找到冃标数据所需的平均时间，包括平均寻道时间：磁头寻找目标数据所在磁道所需的平均时间，平均潜伏时间：当磁头移动到数据所在的磁道后，等待指定的数据扇区转动到磁头下方的时间。6,数据传输率：内部数据传输率：数据从盘片表而传输到硬盘的缓存的速率，外部数据传输率：数据从硕盘的缓存读出到外部总线的速率。7,MTBF：MeanTimeBetweenFai

5、lure,平均无故障时间。硬盘的主要技术：1,S.M.A.R.T：Self-Monitoring,AnalysisandReportingTechnology白监测、分析及报告技术，监测磁头、磁盘、马达、电路等部件，然后根据得到的关于各部件运行情况与历史记录的数据进行分析、比较，根据需要会自动向用户发出警告。2,TCQ：TaggedCommandQueuing,标记命令队列。3,NCQ：NativeCommandQueuing,本机命令队列，是SATAII规范支持的一种新的功能,支持NCQ的硬盘可以对指令进行排队

6、（多达32条指令），重新编排指令执行次序，也可以立即执行指令，可提高硕盘的性能，减少CPU占用率。4,DutyCycle：指破盘的工作负荷，定义为特定时间段内破盘川于寻道、读/写操作的时间占总时间的百分比，100%表示每天24小时不停在进行读写操作。5,SCT:即S.M.A.R.TCommandTransport,该技术在换盘内部划出一部分扇区做为H志记录，分析SMART命令包含的状态倍息，判断硬盘的工作状况从而调节负载（比如数据流量)來保证硬盘可靠性。转速和缓存对硬盘性能的影响>硬盘的读写速度同硬盘的转速成正比

7、>更高的转速可缩短硬盘的实际读写时间>侦盘缓存的人小血接影响硕盘的整体性能硬盘的种类及接口类型ATA/IDESCSIFCSATASASIIrw***尸・耳**••••2.InhfozeCxn^cto肘”rmrm•而imirm•忤<_i/aH

8、C

9、atedLoop,光纤通道仲裁环)接口模式，FC-AL是一种双端口的串行存储接口，提供200MB/S速率，规划达到400MB/S,FC-AL支持全双工工作方式。SATA：SerialATA(SerialAdvancedTechnologyAttachment)串行ATA。SATA采用串行方式进行数据传输，接口速率比IDE接口高，最低为150MB/S,并J1第二代(SATA