硬盘基础知识手册.pdf

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1、第1章硬盘基础知识在构成计算机硬件系统的所有设备中，硬盘作为存储设备中的一种，具有非常重要的地位。它是系统软件、应用软件与用户数据的载体。没有硬盘，计算机将无法正常工作。硬盘作为一种外部存储设备，用户存放在其中的数据在计算机断电后并不会丢失，但这并不能保证这些数据永远不会丢失。当硬盘出现某些故障时，就极有可能会导致保存在其中的数据丢失。那么，硬盘中丢失的数据是不是就无法找回了呢？其实不然，只要我们采取合理的措施，就能够恢复部分甚至全部数据。在恢复数据时，会涉及到硬盘的一些相关知识，如硬盘的盘片、扇区、接

2、口与LBA等，本章就来讲解硬盘的这些基础知识。1.1认识硬盘硬盘是一种比较精密的仪器，其生产工艺相当复杂，这在一定程度上避免了假冒伪劣产品的产生。要进行数据恢复操作，首先应该了解硬盘的结构、参数与数据的存储原理等，这对数据恢复工作极其重要。硬盘集机、电、磁于一体，其结构相当复杂，图1-1与图1-2分别展示了某硬盘的外部结构和内部结构。图1-1硬盘的外部结构图1-2硬盘的内部结构软硬兼施——硬盘固件维修及数据恢复实战硬盘的外壳是一个金属盒子，正面贴有产品标签，其上有厂家的信息和产品信息，如商标、型号、序列

3、号、生产日期、容量以及跳线的设置方法等。这些信息是正确使用硬盘的基本依据。硬盘的背面则是控制电路板（PCB），在电路板上有很多芯片，主要用来对硬盘进行控制；而在硬盘的侧面有电源接口、跳线和数据线接口，用于连接电源与数据线。硬盘的内部主要由磁盘、磁头、磁头臂、主轴与音圈马达等组成，如图1-3所示。1．数据接口硬盘的数据接口（简称接口）是数据与主板以及主板上各部件之间进行数据交换的纽带，目前的硬盘接口根据连接方式的差异，可分为ATA、SATA与SCSI三种。其中ATA与SATA接口主要用于个人计算机，SCS

4、I接口多用于网络服务器或高端领域，如高档图形工作站。ATA接口也叫IDE接口或并行ATA接口，是硬盘使用最为广泛的一种接口标准，图1-3硬盘的内部如图1-4所示。ATA接口是为解决老式的ST506/412接口速度慢、成本高的问题而开发出的新接口标准，具有价格低廉、稳定性好、速度快、标准化程度高等优点。ATA接口标准不断更新，目前已开发出了ATA-1（IDE的最初版本）、ATA-2（EnhancedIDE，EIDE）、ATA-3、UltraATA/33、UltraATA/66、UltraATA/100与U

5、ltraATA/133这7个版本。最高数据传输率也由最初的33MB/s提高到133MB/s；可811支持的硬盘的容量由最初的10字节量级提高到10字节量级。另外，自ATA-3开始加入一种新的标准，使IDE接口可支持光盘驱动器。SATA（SerialATA）接口即串行ATA接口，它是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型，因为采用串行方式传输数据而得名。SATA总线使用嵌入式时钟信号，使其具备了更强的纠错能力，在传输数据时会对传输指令（不仅仅是数据）进行检查，如果发现错误则自动矫正，这在很大程度上提高

6、了数据传输的可靠性。而且SATA接口的传输速度较IDE要高，SerialATA1.0定义的数据传输率可达150MB/s，而目前的SATAII的数据传输率则已经高达300MB/s。除此之外，SATA接口还具有结构简单、支持热插拔等优点。如图1-5所示即为硬盘的SATA接口。图1-4ATA接口图1-5SATA接口2第1章硬盘基础知识SCSI（SmallComputerSystemInterface）接口即小型计算机系统接口。与ATA接口完全不同，它基于一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术，支持硬盘的容量

7、突破了528MB的限制，可以同时挂接7个不同的设备。SCSI接口具有多任务、带宽大、CPU占用率低、支持热插拔等优点，但较高的价格，以及在使用时必须另外购买SCSI接口卡的问题，使得它很难如IDE硬盘般普及，因此SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器和高档工作站中。如图1-6所示即为硬盘的SCSI接口。硬盘的数据接口除上述三种外，还有SAS（串行连接SCSI）接口、光纤通道、IEEE1394接口与USB接口等，因这几种接口并不常用于家用电脑，所以这里不进行介绍。2．电路板电路板是硬盘的电路部分，其上有主芯

8、片、缓存、电机驱动芯片、辅助电路以及与盘体对应的BIOS资料。在电路板上还有一块ROM芯片，图1-6SCSI接口里面固化的程序可以对硬盘进行初始化、执行加电和启动主轴电机、进行加电初始寻道、定位及故障检测等。图1-7展示了酷鱼7系列的一块电路板。某些硬盘的电路板上会附加有一层保护层，它具备防震与防止静电击穿板上的电子元件等功能。拧下电路板上的螺丝，就可以取下电路板。因此，当硬盘因电路板故障而无法读取数据时，可取下电路板维修或更换。3．通气孔