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1、第八章 硬盘驱动器,一、硬盘的驱动器的分类和组成结构,硬盘（Hard Disk，也称硬盘存储器）是各种数据的主要存放场所之一。1、硬盘的驱动器的分类按盘径尺寸分类 目前的硬盘产品按内部盘片尺寸分为：5.25IN、3.5IN,2.5IN,和1.8IN。2、按接口类型分类IDE接口 IDE接口是一个集中存储设备的接口，它控制器被整合在硬盘驱动器或光盘驱动器中。SCSI接口 SCSI广泛应用于硬盘、光驱。ZIP、MO、扫描仪、磁机、JAZ、打印机、光盘刻录机等设备上。它有适应而广、多任务、占用CPU低、数据传输高。SCSI接口的硬盘主要用在网络服务器、工作站和高档微机上。,3、SERIAL(串行)接
2、口 从早期的ATA1，到现在的U1TRA ATA100。甚至是MAXTOR推出的U1TRA ATA133，硬盘的接口都是并行接口，用并行方式进行数据传输。便是采用并行方式传输数据。,一、硬盘的驱动器的分类和组成结构,二、硬盘的驱动器的组成结构,1、硬盘的外部结构电源接口：电源接口与主机电源相连接，为硬盘工作提供能源。数据接口：数据接口是硬盘数据和主板控制器之间进行传输交换的纽带，连接方式的不同，分为IDE接口，和SCSI接口。控制电路板：控制电路板采用贴片元件焊接，主轴电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路等。在电路板上还有高效的ROM蕊片。固定盖板：硬盘的固定盖板上标注产品的
3、型号，产地，设置数据，和诋板结合成一个体，保证硬盘盘片和机构的运行。安装螺孔：用于硬盘的安装，对于3.15in的产品，固定盖板和侧面都有安装孔，可以方便灵活地放置。,硬盘外部结构,2、硬盘的内部结构硬盘内部结构由固定面板、控制电路板、盘头组件、接口件等几大部分组成，而盘头组件是构成硬盘的核心，封装在硬盘的净化体内。浮动磁头组件：浮动磁头组件由读写磁头、传动杆和传动轴3部分组成。,二、硬盘的驱动器的组成结构,磁头驱动机构：磁头驱动机构由音圈电机、磁头驱动小车组成，新型大容量盘还具有高效的防震动机构。磁头机的构的电机有步进电机、力矩电机和音圈电机三种，前两种应用在低容量硬盘中，现已被淘汰，大容量硬
4、盘多采用音圈电机驱动，盘片和主轴组件，盘片是硬盘存储数据的载体，现在的盘片大都采用金属薄膜磁盘，这种金属薄膜较之软盘的不连续颗粒载体具有更高的记录密度，同时还具有高剩磁和高矫顽力的特点。前置控制电路：前置放大电路控制磁头感应信号，主轴电机调速、磁头驱动和服写位等，由于磁头读取的信号微弱，将放大电路封存在腔体内可少外来信号的打扰，提高操作指令的准确性。,二、硬盘的驱动器的组成结构,硬盘的内部结构,将硬盘面板揭开后，内部结构即可一目了然。,硬盘的内部结构,细看硬盘内部结构。,硬盘的内部结构,细看硬盘内部结构。,三、硬盘的工作原理,整个硬盘系统由硬盘驱动器、硬盘适配器及连接电缆三部分组成硬盘驱动器加
5、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高速旋转，装载磁头的小车机构移动，将浮动磁头置于盘片表面的00道，处于等待指令的启动状态。当接口电路接收到微机系统传来的指令信号，通过前置放大控制电路，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。硬盘断电状态，在反力矩弹簧的作用下，浮动磁头驻留到盘面中心。,四、硬盘的主要性能指标,1、容量 容量的单位为兆字节（MB）吉字节（GB）。目前的主流硬盘容量为3040GB
6、。影响硬盘容量的因素有单碟容量和碟片数量。2、平均寻道时间 硬盘的平均寻道时间是指硬盘的磁头从初始位置移动到盘面移动指定磁道所需的时间，单位为ms（毫秒），是影响硬盘内部数据传输率的重要参数。3、转速 硬盘的转速上指硬盘盘片每分钟转过的圈数，即硬盘内主轴的转动速度，单位为r/min（Rotation Per Minute）。一般硬盘的转速都达到5400r/min，而部分硬盘如迈拓的金钻系列则达到了7200r/min。有些SCSI接口的硬盘使用了液态轴承技术，转速可达1000015000r/min。,4、平均潜伏期 平均潜伏斯指当磁头移动到数据所在磁道后，然后等待所要的数据块继续转动（半圈或多些
7、、或少些）到磁头下的时间，单位ms（毫秒）。5、道至道时间 道至道时间指磁头从一磁道转移至另一磁道的时间，单位为ms（毫秒）。6、全程访问时间 全程访问时间指磁头开始移动直到最后找到所需要的数据块所用的全部时间，单位为ms（毫秒）。7、平均访问时间 平均访问时间指磁头找到指定数据的平均时间，通常是平均寻道时间和平均潜伏时间之和，单位为ms（毫秒）。注意：现在不少硬盘广告之中所说的平均访问时间大部分都是用平均寻道时间所代替的。,四、硬盘的主要性能指标,8、最大内部数据传输率（Maximum internal Data Transfer Rate）最大内部数据传输率是磁头到古盘高速缓存之间的最大数
8、据传输率，也叫持续数据传输第，单位MB/S（注意与MB/S之间的差别），是影响 硬盘整体速度的关键。9、外部数据传输率（External Transfer Rate）通称突发数据传输率（burst data Transfer Rate），指从硬盘缓冲区读取数据的速率，在广告硬盘特性表是常以数据接口速代替，单位为MB/S。10、缓存 由于CPU与硬盘之间砘在巨大的速度差异，为解决硬盘在读写数据时CPU的等待问题，在硬盘上设置适当的高速缓存，以解决二者之间速度不匹配的问题。11、硬盘表面温度 硬盘表面温度指硬盘工作时产生的温度使硬盘密封壳温度上升的情况。,四、硬盘的主要性能指标,12、MTBF（平
9、均无故障时间）MTBF指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间，单位是H（小时）。一盘硬盘的MTBF至少在30000或40000H。这项指标在一般的产品广告或常见的技术特性表中并不提供，需要时可专门上网到具体生产该款硬盘的公司网址中查询。13、单碟容量 硬盘中的存储片一般有14片。每张盘片的储存密度越高，则其达到相同容量所用的盘片就越少，其系统可靠性也越高。14、数据保护技术 数据保护技术上硬盘的一项重要附加技术指标，现在的硬盘除了有外，一般都还有各自的一套数据保护系统。硬盘是一种可靠非常高的设备，它的平均无故障工作时间可达10万小时以上，即使如此仍不能排除硬盘发生故障的可能。,四、硬盘的主要性能
10、指标,五、硬盘的三种工作方式,1、NORMAL普通模式：NORMAL是原始的IDE硬盘工作模式，最大柱面数为1024。只能使用前1024柱面空间，硬盘最大容量为504MB2、LBA逻辑块模式 减小柱面数而增加磁头数，当对硬盘进行操作时，由硬盘控制器自动判断参数的正确性并完成逻辑地址物理地址的映射工作。1997年9月以前生产的主板BIOS采用LBA寻址方式，最大寻址空间为8GB。1997年9月以后生产的BIOS都支持大于8GB的硬盘，最大可达到128GB。现在使用的大容量硬盘，一般都应在BIOS中设置为LBA模式。3、LARGE巨大模式 此模式的逻辑参数设置方法是把真正的柱面数除以2，而把磁头数
11、乘以2，以保证硬盘的总容量不变，此时硬盘最大容量为1GB。,六、硬盘的安装,1、设置硬盘驱动器主、从跳线 在IDE或EIDE接口上通常可连接两台IDE设备。为于区别，在每一台IDE设备上者有设置主（MASTER）、从（SLAVE）方式的跳线，IDE硬盘在出厂时通常预设为MASTER，对于只有一个硬盘的微机系统可不必改变，而对于在一个IDE口上连接两个硬盘的系统，必须将一个硬盘设为主硬盘，另一个设为从硬盘，。不同厂家生产的硬盘其跳线设置方式通常不同，在硬盘标签上一般均注有跳线提示，这里以某常见硬盘为例加以说明。在该硬盘贴有商标致 一面的外壳上有跳线状态图，在电源插座与数据线插座之间有4组跳线插针
12、，出厂时设置为主硬盘时的跳动线情况，若要作为从方式，则将跳线短路块从该方式插到从方式的跳线上。硬盘上除了带有MAASTER和SLAVE跳线外，还有一个数据线选择跳线。如果用户设置了这种跳线，那硬盘间的主从关系就会由专用的数据线决定，这是一种较为少见的主从盘设置方法。,2、将硬盘固定在安装加上 一般机箱内都高有安装硬般的位置，也可以安装在机箱内3.5in或5.25in 软盘驱动器的位置上.如果安装在5.25in软盘驱位置上,要先用专用螺钉将硬盘固定在硬盘架上,然后将硬盘用螺钉固定安装在该位置上.硬盘驱动器可以水平放置,也可以竖直放置.水平放置时,电路面朝下,标签面向上.安装时,硬盘要紧固在托架上
13、,不能晃动,否则容易造成磁头撞损盘面数据区,造成数据丢失业率,同时也会缩短硬盘的寿命.,六、硬盘的安装,3、硬盘电源线 硬盘电源插座的结构与光盘驱动器电源插座相同，即4芯电源线，颜色分别为红、黑、黑、黄，在电源上选择一根4芯，将电源线“D”形插头与硬盘电源插座相连接，应注意方向，反了将插不进去。4、连接硬盘数据线 IDE接口硬盘数据线也有两种形式。即单硬盘线和双硬盘线。对于支持IDE接口硬盘的主机板（板上集成IDE接口）或多功能卡，上面有两个IDE接插槽，它们通常标识为IDE1或Primary IDE、IDE2或Secondary IDE，由于每个IDE接口插槽均可连接两台IDE设备，如硬盘、
14、光驱，所以一共可以连接四台IDE设备，通常将硬盘连在IDE1上并设为MASTER主设备，光驱和第二硬盘既可连在IDE1上设为SLAVE从设备，也可连于IDE2上设为MASTER主设备或SLAVE从设备。,六、硬盘的安装,硬盘的主要部件,六、硬盘的安装,六、硬盘的安装,常见硬盘介绍,IBM硬盘（现为日立）,迈拓（Maxtor）硬盘,希捷（Seagate）硬盘,西部数据（Western Digital）硬盘,三星（Samsung）硬盘,IBM（现为日立）,IBM（现为日立）硬盘,迈拓（Maxtor）,迈拓（Maxtor）硬盘,希捷（Seagate）,希捷（Seagate）硬盘,西部数据（Weste
15、rn Digital）,西部数据（Western Digital）硬盘,三星（Samsung）,三星（Samsung）硬盘,七、硬盘故障,硬盘故障检修原则,平时一定要备份你硬盘的关键数据，除了平常你所知道要备份的数据，分区表和引导区是最根本的！在出错后，如果尝试过一两次磁盘扫描依然没能解决问题的，切忌反复地试验磁盘扫描和自动修复，因为如果是物理故障的话，这样会让硬盘在已经出问题的区域造成更大的读写磨损，不但于事无补，往往还会扩大坏扇区。应该把重点转移况备份转移这个坏硬盘的数据上,硬盘故障,文件系统损坏 这是常见的由操作系统导致的问题，最常见的问题是丢失链接，或是文件分配表错误，其实只要用户经常
16、使用W1ndows 自带的Scan Disk扫描硬盘文件系统中的可能错误，再用硬盘整理工具整理一下，避免过多的混乱的文件数据块之间的链接，就能避免此类问题。如果真的出现了这类问题的话，那么可以用Norton等工具软件来修复，如果操作系统已经彻底崩溃，那么数据一般来说是保不住了，只有将硬盘重新格式化，文件分配表会被自动重建。,硬盘故障,硬盘读写测试没有问题，测试程序和ScanDisk也查不出问题，可是无论FDISK和FORMAT多少次，就是无法从硬盘启动操作系统主引导扇区(MBR，在硬盘的0面0道1扇区)损坏，但硬盘的MBR的特定标志位仍然存在。操作系统读到该标志位认为以前曾经做过FDISK，所
17、以只是将以前的数据恢复，而不会重建(覆盖写)，当计算机系统启动时读到硬盘的主引导扇区上的错误数据后，就会导致启动失败。只要在FDISK的时候加上/MBR参数强制将MBR上的数据重建，然后再FDISK、FORMAT就可以了,硬盘故障,硬盘读写数据时频繁出现错误，莫名其妙地出现大量的坏道这种情况一般发生在用户超频使用CPU的时候，而且更容易发生在超外频使用的情况。由于硬盘无法跟上超过的外频，引起硬盘读写错误频繁发生，以及大量坏道的出现，甚至于系统崩溃硬盘工作时出现异常响声这说明硬盘内部机械部分有问题，尽快将数据备份，对硬盘进行全面的检查,硬盘故障,机器上原有一块工作正常的硬盘，当又添加一块硬盘的时
18、候，两块硬盘都无法工作两块硬盘的参数设置不同或是使用不同的IRQ或是DMA，导致运行时的不兼容，影响了正常的使用。这种情况尤其容易发生在两块容量、寻道时间等参数都相差较大的硬盘之间。一般可以通过将两个硬盘分别接在不同的IDE接口上来解决。对于那些容量很小，性能很差的古董硬盘，建议不要再使用。这种情况也可能发生在两个不同的ATA设备之间,硬盘故障,硬盘有坏道若未过保修期则可送到厂家更换，若过了保修器可用低级格式化软件低格硬盘，尝试修复坏道，或重新FORMAT将其去除，也可用磁盘工具软件在不破坏其他数据的情况下将坏区单独化到一个分区用主板自带的低格程序低格硬盘后，硬盘数据仍然存在，与未低格前一样此
19、类现象比较常见，我们只要变换硬盘的mode模式即可解决问题，例如我们可以将LBA模式变换为normal或large模式，待低格硬盘后再变换为原来的LBA模式即可解决问题。,硬盘故障,不能用FDISK进行分区，或某些分区不能删除此类故障是由于分区信息有错误造成，一般是人为造成，容易发生在一些原装机上，这些机器经常会建立一个不能删除的分区用来恢复系统所用，倘若我们要删除其分区以增大硬盘使用空间，可借助磁盘工具软件自带的将其第一扇区的数据全部以“0”代替，然后写进去，即可予以解决。,硬盘故障,计算机在内存检测完成后死机且键盘无响应此类故障常见于较新型号的主板，如810、815主板，由于现在主板的ID
20、E口设备都是每次启动电脑时自动检测设备，不是像以前的老主板在CMOS内检测硬盘，是以当电脑启动时若IDE设备接线错误，会导致电脑长时间检测IDE设备而停止响应。此时我们可以检测接线是否正确及IDE信号线有无问题来解决该故障。,硬盘故障,硬盘速度特别慢硬盘电缆线质量不佳或某些主板驱动程序的ATA66总线程序未安装新购置了大容量的硬盘但机器无法识别这种问题是由于主板较老，不支持大于8.4G以上的硬盘造成的，可以升级主板或主板BIOS，也可以用硬盘自带的DM分区软件分区，还可以购买自带LBABIOS的多功能I/O卡，它自带的BIOS能识别大容量硬盘,硬盘故障,提示C：DRIVE FAILURE RU
21、N SETUP UTILITY，PRESS（F1）TO RESUME此类故障是硬盘参数设置不正确所以从软盘引导硬盘可用，只要重新设置 硬盘参数即可。提示：NO ROM BASIC此类故障是由于没有设置激活分区引起，用FDISK设置激活分区即可。提示：MISSING OPERATING SYSTEM1、进入CMOS重新设置硬盘参数。2、系统引导标志被更改，如果分区信息在则需要格式化，分区不在则需要重新分区。,硬盘故障,提示：NONSYSTEM DISK OR DISK ERROR用软盘启动重新传输系统即可，如若不行，那就只有重新分区格式化了。提示：INVALID DRIVE SPECIFICATION：1、重新分区格式化2、如0磁道损坏需要低级格式化，然后用SET COMSPEC（指定COMMAND文件位置），使得COMMAND远离0磁道。提示故障这是厂家内置在硬盘里的自动检测功能在起作用，说明您的硬盘有潜在的物理故障，可能会影响正常运行，应该赶快备份转移原有的数据。,八、作业,1、掌握硬盘的工作原理；2、掌握硬盘的主要技术参数；3、掌握硬盘的安装方法；4、能排除硬盘出现的简单故障；5、预习下一章内容。,
