第2章硬盘物理和逻辑结构ppt课件.pptx

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1、第2章硬盘物理和逻辑结构数据恢复的本质是找到用户所需要的数据，而数据不论是哪种类型的，其必然存储于一定的介质之上。因此我们有必要了解一下当今市场上主流的数据存储介质。根据使用的材料和存储原理的不同，存储介质可分为三大类：★电存储技术介质，如内存、闪存等；★磁存储技术介质，如磁带、磁盘等；★光存储技术介质，如光盘、DVD等。2.1主流存储介质介绍2.1.1电存储技术介质电存储技术主要是指半导体存储器SCM（SemiconductorMemory）。早期的SCM采用典型的晶体管触发器作为存储位元，加上选择、读写等电路构成存储器。现代的SCM采用

2、超大规模集成电路工艺制成存储芯片，每个芯片中包含相当数量的存储位元，再由若干芯片构成存储器。2.1.2磁存储技术介质磁存储，主要指磁表面存储器MSM（MagneticSurfaceMemory）。磁表面存储器是用非磁性金属或塑料作基体，在其表面涂敷、电镀、沉积或溅射一层很薄的高导磁率、硬矩磁材料的磁面，用磁层的两种剩磁状态记录信息“0”和“1”。基体和磁层合称为磁记录介质。依记录介质的形状可分别称为磁卡存储器、磁带存储器、磁鼓存储器和磁盘存储器。计算机中目前广泛使用的MSM是磁盘和磁带存储器。光盘存储器ODM（OpticalDiskMemo

3、ry）和MSM类似，也是将用于记录的薄层涂敷在基体上构成记录介质。不同的是基体的圆形薄片由热传导率很小，耐热性很强的有机玻璃制成。在记录薄层的表面再涂敷或沉积保护薄层，以保护记录面。记录薄层有非磁性材料和磁性材料两种，前者构成光盘介质，后者构成磁光盘介质。采用光存储技术的介质有CD、DVD光盘等。2.1.3光存储技术介质2.2硬盘外部结构硬盘是一个集机、电、磁于一体的高精系统。其内部是密封的，对用户而言既是黑匣子，也是透明的，用户根本不用关心其内部的运行，只需把标准接口接上即可正常使用，其正面如图2-1所示。图2-1硬盘正面在硬盘的正面贴有

4、产品标签，主要有厂家的信息和产品信息，如商标、型号、序列号、生产日期、容量、参数、主从设置方法等，这些信息是正确使用硬盘的基本依据，如图2-2所示。图2-2硬盘产品标签图2-2所示的是WD200BB的产品标签。从型号上可以判断，它是一款容量为20GB的7200RPM高速硬盘，产品序列号为WMA9L1203351，产地为马来西亚，出厂日期是2001年8月15日。在硬盘的背面则是控制电路板，如图2-3所示。从图2-3中可以清楚地看出各部件的位置。总得来说，硬盘外部结构可以分成控制电路板和外壳两个部份。图2-3硬盘背面大多数的控制电路板，包括主轴

5、调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、高速缓存、控制与接口电路等。在电路板上还有一块ROM芯片，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，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数据缓存芯片。读写电路的作用就是控制磁头进行读写操作。磁头驱动电路直接控制寻道电机，使磁头定位。主轴调速电路是控制主轴电机带动盘体以恒定速率转动的电路。缓存（Cache）对磁盘性能所带来的作用是毋庸置疑的，在读取零碎文件数据时，大缓存能带来非常大的优势。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，电源

6、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、SCSI接口和SATA串口。EIDE接口多用在桌面硬盘，经常听说的40针、80芯的接口电缆指的就是这类数据线，如图2-4所示。SCSI接口则多用在网络服务器和高档图形工作站中，如图2-5所示。SATA串口数据传输目前最高达到150MB/S，是当前的主流产品，如图2-6所示。图2-4硬盘EIDE接口图2-5硬盘SCSI接口（68针）图2-6硬盘SATA接口S-ATA采用点对点连接方式，因此每个S-ATA线缆

7、（或通道）只能连接一块硬盘，相应的也就不必像并行硬盘那样设置主、从跳线。2.3硬盘内部结构硬盘内部结构由固定面板、控制电路和板、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。图2-7揭开硬盘面板图2-8内部结构①磁头组件。这个组件是硬盘中最精密的部位之一，它由读写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成。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，采用非接触式头、盘结构，加电后在高

8、速旋转的磁盘表面移动，与盘片之间的间隙只有0.1～0.3μm，这样可以获得很好的数据传输率，如图2-9所示。图2-9磁头组件②磁头驱动机构。磁头驱动机构由电磁线圈电机、磁头驱动小