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1、计算机硬件认识硬盘本讲稿第一页，共四十二页第第五五讲讲硬盘驱动器硬盘驱动器硬盘驱动器和适配器硬盘驱动器和适配器硬盘驱动器与软盘驱动器相似，工作原理相同，都属于磁硬盘驱动器与软盘驱动器相似，工作原理相同，都属于磁表面存储器。有四大系统组成，主轴驱动系统，磁头定位检表面存储器。有四大系统组成，主轴驱动系统，磁头定位检测系统，数据读写系统和接口控制系统。适配器一般在主板测系统，数据读写系统和接口控制系统。适配器一般在主板上。上。本讲稿第二页，共四十二页本讲稿第三页，共四十二页5.1认识硬盘认识硬盘5.1.1硬盘的历史与发展硬盘的历史与发展从从第第一一块块硬硬盘盘RAMAC的的产产生生到到现现在在单单
2、碟碟容容量量高高达达15GB多多的的硬硬盘盘，硬硬盘盘也也经经历历了了几几代代的的发发展展，下下面面就就介介绍绍一一下下其其历历史史及及发发展。展。1.1956年年9月月，IBM的的一一个个工工程程小小组组向向世世界界展展示示了了第第一一台台磁磁盘盘存存储储系系统统IBM350RAMAC（RandomAccessMethodofAccountingandControl），其其磁磁头头可可以以直直接接移移动动到到盘盘片片上上的的任任何何一一块块存存储储区区域域，从从而而成成功功地地实实现现了了随随机机存存储储，这这套套系系统统的的总总容容量量只只有有5MB，共共使使用用了了50个个直直径径为为2
3、4英英寸寸的的磁磁盘盘，这这些些盘盘片片表表面面涂涂有有一一层层磁磁性性物物质质，它它们们被被叠叠起起来来固固定定在在一一起起，绕绕着着同同一一个个轴轴旋旋转转。此此款款RAMAC在在那那时时主主要要用用于于飞飞机机预预约约、自自动动银银行、医学诊断及太空领域内。行、医学诊断及太空领域内。本讲稿第四页，共四十二页2.1968年年IBM公公司司首首次次提提出出“温温彻彻斯斯特特/Winchester”技技术术，探探讨讨对对硬硬盘盘技技术术做做重重大大改改造造的的可可能能性性。“温温彻彻斯斯特特”技技术术的的精精隋隋是是：“密密封封、固固定定并并高高速速旋旋转转的的镀镀磁磁盘盘片片，磁头沿盘片径向
4、移动，磁头沿盘片径向移动，磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触”，这也是，这也是现代绝大多数硬盘的原型。现代绝大多数硬盘的原型。3.1973年年IBM公司制造出第一台采用公司制造出第一台采用“温彻期特温彻期特”技术的硬技术的硬盘，从此硬盘技术的发展有了正确的结构基础。盘，从此硬盘技术的发展有了正确的结构基础。本讲稿第五页，共四十二页4.1979年年，IBM再再次次发发明明了了薄薄膜膜磁磁头头，为为进进一一步步减减小小硬硬盘盘体积、增大容量、提高读写速度提供了可能。体积、增大容量、提高读写速度提供了可能。5.80年年代代末末期期IBM对
5、对硬硬盘盘发发展展的的又又一一项项重重大大贡贡献献，即即发发明明了了MR（MagnetoResistive)磁磁阻阻，这这种种磁磁头头在在读读取取数数据据时时对对信信号号变变化化相相当当敏敏感感，使使得得盘盘片片的的存存储储密密度度能能够够比以往比以往20MB每英寸提高了数十倍。每英寸提高了数十倍。6.1991年年IBM生生产产的的3.5英英寸寸的的硬硬盘盘使使用用了了MR磁磁头头，使使硬硬盘盘的的容容量量首首次次达达到到了了1GB，从从此此硬硬盘盘容容量量开开始始进进入入了了GB数量级。数量级。7.1999年年9月月7日日，Maxtor宣宣布布了了首首块块单单碟碟容容量量高高达达10.2GB
6、的的ATA硬盘，从而把硬盘的容量引入了一个新里程碑。硬盘，从而把硬盘的容量引入了一个新里程碑。本讲稿第六页，共四十二页8.2000年年2月月23日，希捷发布了转速高达日，希捷发布了转速高达15，000RPM的的CheetahX15系列硬盘，其平均寻道时间只有系列硬盘，其平均寻道时间只有3.9ms，这可算是，这可算是目前世界上最快的硬盘了，同时它也是到目前为止转速最高的目前世界上最快的硬盘了，同时它也是到目前为止转速最高的硬盘；其性能相当于阅读一整部硬盘；其性能相当于阅读一整部Shakespeare只花只花.15秒。此系秒。此系列产品的内部数据传输率高达列产品的内部数据传输率高达48MB/s，数
7、据缓存为，数据缓存为416MB，支持支持Ultra160/mSCSI及及FibreChannel(光纤通道光纤通道)，这将硬盘，这将硬盘外部数据传输率提高到了外部数据传输率提高到了160MB200MB/s。总得来说，希捷。总得来说，希捷的此款（的此款（捷豹捷豹）CheetahX15系列将硬盘的性能提高到了一系列将硬盘的性能提高到了一个新的里程碑。个新的里程碑。本讲稿第七页，共四十二页9.2000年年3月月16日，硬盘领域又有新突破，第一款日，硬盘领域又有新突破，第一款“玻璃硬玻璃硬盘盘”问世，这就是问世，这就是IBM推出的推出的Deskstar75GXP及及Deskstar40GV，此两款硬盘
8、均使用玻璃取代传统的铝作为盘片材料，这能为硬，此两款硬盘均使用玻璃取代传统的铝作为盘片材料，这能为硬盘带来更大的平滑性及更高的坚固性。另外玻璃材料在高转速时盘带来更大的平滑性及更高的坚固性。另外玻璃材料在高转速时具有更高的稳定性。此外具有更高的稳定性。此外Deskstar75GXP系列产品的最高容量达系列产品的最高容量达75GB，这是目前最大容量的硬盘，而，这是目前最大容量的硬盘，而Deskstar40GV的数据存储的数据存储密度则高达密度则高达14.3十亿数据位十亿数据位/每平方英寸，这再次涮新数据存储每平方英寸，这再次涮新数据存储密度世界记录。密度世界记录。本讲稿第八页，共四十二页硬盘领域
9、在硬盘领域在2001年中发了比较大的格局变化，年中发了比较大的格局变化，Maxtor收购了著收购了著名的昆腾硬盘，这一下加大了名的昆腾硬盘，这一下加大了Maxtor的市场竞争能力和技术实的市场竞争能力和技术实力，我们都知道昆腾硬盘的技术水平绝对是一流的。硬盘容量力，我们都知道昆腾硬盘的技术水平绝对是一流的。硬盘容量的增长速度在的增长速度在2001年中得到了很大的提升，容量在突破了年中得到了很大的提升，容量在突破了40GB以后，呈现了翻倍增长的趋势，尽管我们现在使用的主以后，呈现了翻倍增长的趋势，尽管我们现在使用的主板大部分还不支持很大容量的硬盘，但是硬盘厂商们仍然是不板大部分还不支持很大容量的
10、硬盘，但是硬盘厂商们仍然是不遗余力的推出了遗余力的推出了120GB、160GB的超大容量硬盘，以此来显示的超大容量硬盘，以此来显示自己的技术实力。自己的技术实力。10.技术回顾：技术回顾：硬盘容量是硬盘技术中最敏感的，就像显卡领域中速度硬盘容量是硬盘技术中最敏感的，就像显卡领域中速度一样。在硬盘容量技术方面，蓝色巨人一样。在硬盘容量技术方面，蓝色巨人IBM一向是走在其一向是走在其他厂商的前列，他厂商的前列，本讲稿第九页，共四十二页。在。在2001年年3月的时候，月的时候，Maxtor也提出了自己的也提出了自己的“BigDrives”技术。我们知道硬盘的容量和扇区都是由技术。我们知道硬盘的容量和
11、扇区都是由三个数值决定，它们分别是柱面数（三个数值决定，它们分别是柱面数（Cylinder）、磁头数）、磁头数（Head）、扇区数（）、扇区数（Sector），简称），简称CHS。ATA规范规定规范规定的接口的接口CHS寄存器配置是寄存器配置是28bit，也就是，也就是C：16bit；H：8bit；S：4bit。在在2001年中，年中，IBM提出一个提出一个AntiFerromagneticallyCoupled（反铁磁性耦合）介质技术，就是在磁盘的表面再（反铁磁性耦合）介质技术，就是在磁盘的表面再加上了一层很薄的存储层。我们目前使用的加上了一层很薄的存储层。我们目前使用的3.5英寸硬盘碟英寸
12、硬盘碟片的最大容量是单碟片的最大容量是单碟140GB，也就是每英寸，也就是每英寸40GB，但是如，但是如果采用果采用IBM的这个新技术，我们可以将每英寸的碟片容量提的这个新技术，我们可以将每英寸的碟片容量提升到升到100GB本讲稿第十页，共四十二页我们应该记得很多年前的我们应该记得很多年前的8.4GB硬盘限制的问题吧，那时候的硬盘限制的问题吧，那时候的操作系统访问硬盘需要通过操作系统访问硬盘需要通过DOS下的下的INT13API接口，虽然硬接口，虽然硬盘的盘的CHS寄存器是寄存器是28bit，但是瓶颈在于，但是瓶颈在于INT13API的的C：10bit；H：8bit；S：6bit，这样能访问的
13、最大容量也就是，这样能访问的最大容量也就是21028（26-1）=16515072个扇区，第一个扇区不能为个扇区，第一个扇区不能为0，所，所以减去以减去1。每扇区是。每扇区是512字节，所以最大容量就是字节，所以最大容量就是8.46GB（硬（硬盘厂商都是以盘厂商都是以1000为换算单位），这样就产生了为换算单位），这样就产生了8.4容量的限容量的限制。在那之后，制。在那之后，Windows系统可以通过系统可以通过32bit的的DiskAccess直直接访问硬盘，这样瓶颈就转回了硬盘的接访问硬盘，这样瓶颈就转回了硬盘的CHS寄存器身上，一寄存器身上，一共共28bit的的CHS寄存器可寻址最大容量
14、是寄存器可寻址最大容量是228-1，也就是，也就是268435455个扇区，每个扇区个扇区，每个扇区512字节，总容量就是字节，总容量就是137.4GB，这就是我们目前的硬盘容量限制。这就是我们目前的硬盘容量限制。本讲稿第十一页，共四十二页但是但是Maxtor的的BigDrives打破了这个限制，把打破了这个限制，把28bit的的CHS寄存器限制提升到了寄存器限制提升到了48bit，也就是，也就是CHS都是都是16bit，这样容量限制就是这样容量限制就是144PB（1PB=1,000,000GB），但是我），但是我们到目前使用的操作系统都是们到目前使用的操作系统都是32bit寻址，所以瓶颈在于
15、寻址，所以瓶颈在于操作系统了，不过即便是操作系统了，不过即便是32bit，我们受到的限制也是，我们受到的限制也是2199GB，这足够我们今后很多年的发展了。：），这足够我们今后很多年的发展了。：）在接口标准方面，在接口标准方面，2001年一直在使用比较新的年一直在使用比较新的ATA100接口，但是硬盘发展速度太快了，当初我们还在讨论由接口，但是硬盘发展速度太快了，当初我们还在讨论由于硬盘内部传输速率影响，于硬盘内部传输速率影响，ATA100有没有用武之地的问有没有用武之地的问题。而现在硬盘技术的发展已经使题。而现在硬盘技术的发展已经使ATA133也成为了瓶颈，也成为了瓶颈，所以我们早在所以我们
16、早在1年多以前就听说年多以前就听说Intel联合很多厂商制定了联合很多厂商制定了一个全新的一个全新的ATA接口规格，那就是接口规格，那就是SerialATA规格，这规格，这种规格不但加快了传输的速度，也改善了机箱里面走线种规格不但加快了传输的速度，也改善了机箱里面走线凌乱的状况，凌乱的状况，本讲稿第十二页，共四十二页这也应该是一种很好的这也应该是一种很好的ATA标准。但是如果想全面实现标准。但是如果想全面实现SerialATA，那还需要硬盘、主板的支持，从目前的情况来看，在，那还需要硬盘、主板的支持，从目前的情况来看，在2003年下半年下半年实现少量出货。硬盘领域的一个巨头年实现少量出货。硬盘
17、领域的一个巨头Maxtor为了解决在为了解决在SerialATA出台之前的这段时间内硬盘传输瓶颈的问题，便提出了出台之前的这段时间内硬盘传输瓶颈的问题，便提出了ATA100的改进方案，这就是的改进方案，这就是FastDrives，也就是，也就是ATA133，这个，这个规格的好处就是完全匹配现有的规格的好处就是完全匹配现有的ATA100规格，可以在目前的规格，可以在目前的接口上继续使用，这样就降低了很多成本。所以接口上继续使用，这样就降低了很多成本。所以ATA133刚一刚一推出就得到了不少厂商的支持，也让我们暂时解决了硬盘传输推出就得到了不少厂商的支持，也让我们暂时解决了硬盘传输瓶颈问题，但是我
18、们可以预见，瓶颈问题，但是我们可以预见，ATA133只是一种过渡性的标只是一种过渡性的标准，毕竟他没有使传输的速度得到本质的提升，而且相对于准，毕竟他没有使传输的速度得到本质的提升，而且相对于SerialATA150的简洁来说，更是没有优势了。的简洁来说，更是没有优势了。ATA166只是提了一只是提了一下就完事了。下就完事了。本讲稿第十三页，共四十二页5.1.2硬盘分类硬盘分类目目前前的的硬硬盘盘产产品品内内部部盘盘片片有有：5.25，3.5，2.5和和1.8英英寸寸（后后两两种种常常用用于于笔笔记记本本及及部部分分袖袖珍珍精精密密仪仪器器中中，现现在在台台式式机机中中常常用用3.5英英寸寸的
19、的硬硬盘盘）；如如果果按按硬硬盘盘与与电电脑脑之之间间的的数数据据接接口口，目目前前可可分分为为两两大大类类：IDE接接口口及及SCSI接接口口硬硬盘盘两两大大阵阵营营。当当SerialATA大大量量使使用用时时，硬硬盘盘接接口口将将有有多多种种形形式式，包包括括USB及及1394火线等。火线等。在缓存方面，没有很多的厂商跟进，只有在缓存方面，没有很多的厂商跟进，只有WD（西部数据）（西部数据）推出了一款推出了一款8MB缓存的缓存的100GB硬盘，一下子成为了市场的热硬盘，一下子成为了市场的热点。虽然大家都对这款硬盘趋之若骛，但是它的价格还是比点。虽然大家都对这款硬盘趋之若骛，但是它的价格还是
20、比较昂贵，所以真正购买的人还是很少较昂贵，所以真正购买的人还是很少.本讲稿第十四页，共四十二页5.1.3技术规格技术规格目目前前台台式式机机中中硬硬盘盘的的外外形形差差不不了了多多少少，在在技技术术规规格格上上有有几项重要的指标：几项重要的指标：1.平平均均寻寻道道时时间间（averageseektime），指指硬硬盘盘磁磁头头移移动动到到数数据据所所在在磁磁道道时时所所用用的的时时间间，单单位位为为毫毫秒秒（ms）。注注意意它它与与平平均均访访问问时时间间的的差差别别，平平均均寻寻道道时时间间当当然然是是越越小小越越好好，现现在在选选购购硬硬盘盘时时应应该该选选择择平平均均寻寻道道时时间间低
21、低于于9ms的的产产品。品。2.平均等待时间（平均等待时间（averagelatency），指当磁头移动到数据），指当磁头移动到数据所在的磁道后，然后等待所要的数据块继续转动（平均为半所在的磁道后，然后等待所要的数据块继续转动（平均为半圈）到磁头下的时间，单位为毫秒（圈）到磁头下的时间，单位为毫秒（ms）。）。本讲稿第十五页，共四十二页3.平平均均访访问问时时间间（averageaccess），指指磁磁头头找找到到指指定定数数据据的的平平均均时时间间，单单位位为为毫毫秒秒。通通常常是是平平均均寻寻道道时时间间和和平平均等待时间之和。均等待时间之和。4.最大内部数据传输率（最大内部数据传输率（i
22、nternaldatatransferrate），也），也叫持续数据传输率（叫持续数据传输率（sustainedtransferrate），单位），单位Mb/S（注意与（注意与MB/S之间的差别）。它指磁头至硬盘缓存之间的差别）。它指磁头至硬盘缓存间的最大数据传输率，一般取决于硬盘的盘片转速和盘片间的最大数据传输率，一般取决于硬盘的盘片转速和盘片数据位密度数据位密度。计算公式为：。计算公式为：D=位密度位密度(位位/英寸英寸)*转转/秒秒*2R R*英寸英寸/转转。注意，在这项注意，在这项指标中常常使用指标中常常使用Mb/S或或MB/S，注意区别。，注意区别。本讲稿第十六页，共四十二页5.外部
23、数据传输率：通称突发数据传输率（外部数据传输率：通称突发数据传输率（burstdatatransferrate），指从硬盘缓冲区读取数据的速率，在广告或硬），指从硬盘缓冲区读取数据的速率，在广告或硬盘特性表中常以数据接口速率代替，单位为盘特性表中常以数据接口速率代替，单位为MB/S。目前主流硬。目前主流硬盘普通采用的是盘普通采用的是UltraATA/66和和UltraATA/100，它的最大外部数，它的最大外部数据率即为据率即为66.7MB/s或或100MB/s，而在，而在SCSI硬盘中，采用最新硬盘中，采用最新的的Ultra160SCSI接口标准，其数据传输率可达接口标准，其数据传输率可达1
24、60MB/s，采用采用FibraChannel（光纤通道），最大外部数据传输将可达（光纤通道），最大外部数据传输将可达200MB/s，理论上将最大外部数据传输率提高到了，理论上将最大外部数据传输率提高到了320MB/s，但目前好像还没有见到此接口的产品出现。，但目前好像还没有见到此接口的产品出现。本讲稿第十七页，共四十二页6.主轴转速：是指硬盘内主轴的转动速度，目前主轴转速：是指硬盘内主轴的转动速度，目前ATA（IDE）硬盘的主轴转速一般为）硬盘的主轴转速一般为54007200rpm，主流，主流硬盘的转速为硬盘的转速为7200RPM，至于，至于SCSI硬盘的主轴转速可达硬盘的主轴转速可达一般为
25、一般为720010，000RPM，而最高转速的，而最高转速的SCSI硬盘转速硬盘转速高达高达15，000RPM（希捷（希捷“捷豹捷豹X15”系列硬盘）。系列硬盘）。7.数据缓存：指在硬盘内部的高速存储器：目前硬盘的高数据缓存：指在硬盘内部的高速存储器：目前硬盘的高速缓存一般为速缓存一般为512KB2MB，目前主流，目前主流ATA硬盘的数据缓存硬盘的数据缓存应该为应该为2MB，而在，而在SCSI硬盘中最高的数据缓存现在已经达到硬盘中最高的数据缓存现在已经达到16MB。这对于大数据缓存的硬盘在存取零散文件时具有很。这对于大数据缓存的硬盘在存取零散文件时具有很大的优势。大的优势。本讲稿第十八页，共四
26、十二页8.硬盘表面温度：它是指硬盘工作时产生的温度使硬盘密硬盘表面温度：它是指硬盘工作时产生的温度使硬盘密封壳温度上升情况。这项指标厂家并不提供，一般只能在封壳温度上升情况。这项指标厂家并不提供，一般只能在各种媒体的测试数据中看到。硬盘工作时产生的温度过高各种媒体的测试数据中看到。硬盘工作时产生的温度过高将影响薄膜式磁头将影响薄膜式磁头MR(包括包括GMR磁头磁头)的数据读取灵敏度，的数据读取灵敏度，因此硬盘工作表面温度较低的硬盘有更好的数据读、写稳因此硬盘工作表面温度较低的硬盘有更好的数据读、写稳定性。如果对于高转速的定性。如果对于高转速的SCSI硬盘一般来说应该加一个硬硬盘一般来说应该加一
27、个硬盘冷却装置，这样硬盘的工作稳定性才能得到保障。盘冷却装置，这样硬盘的工作稳定性才能得到保障。本讲稿第十九页，共四十二页9.MTBF（连续无故障时间）：它指硬盘从开始运行到出现（连续无故障时间）：它指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间，单位是小时。一般硬盘的故障的最长时间，单位是小时。一般硬盘的MTBF至少在至少在30000或或40000小时。这项指标在一般的产品广告或常见的技术小时。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。公司网址中查询。本讲稿第二十页，共四十二页5.2硬
28、盘的接口硬盘的接口5.2.1ST-506/412接口：接口：这是希捷开发的一种硬盘接口，首先使用这种接口的硬这是希捷开发的一种硬盘接口，首先使用这种接口的硬盘为希捷的盘为希捷的ST506及及ST412。ST506接口使用起来相当接口使用起来相当简便，它不需要任何特殊的电缆及接头，但是它支持的传输简便，它不需要任何特殊的电缆及接头，但是它支持的传输速度很低，因此到了速度很低，因此到了1987年左右这种接口就基本上被淘汰了，年左右这种接口就基本上被淘汰了，采用该接口的老硬盘容量多数都低于采用该接口的老硬盘容量多数都低于200MB。早期。早期IBMPC/XT和和PC/AT机器使用的硬盘就是机器使用的
29、硬盘就是ST506/412硬盘或称硬盘或称MFM硬盘，硬盘，MFM（ModifiedFrequencyModulation）是指）是指一种编码方案一种编码方案。本讲稿第二十一页，共四十二页5.2.2ESDI接口接口：即（即（EnhancedSmallDriveInterface）接口，它是迈拓公）接口，它是迈拓公司于司于1983年开发的。其特点是将编解码器放在硬盘本身之中，年开发的。其特点是将编解码器放在硬盘本身之中，而不是在控制卡上，理论传输速度是前面所述的而不是在控制卡上，理论传输速度是前面所述的ST-506的的2倍，倍，一般可达到一般可达到10Mbps。但其成本较高，与后来产生的。但其成
30、本较高，与后来产生的IDE接口接口相比无优势可言，因此在九十年代后就被淘汰了相比无优势可言，因此在九十年代后就被淘汰了。见教材见教材P87页页本讲稿第二十二页，共四十二页5.2.3IDE及及EIDE接口接口IDE（IntegratedDriveElectronics）的的本本意意实实际际上上是是指指把把控控制制器器与与盘盘体体集集成成在在一一起起的的硬硬盘盘驱驱动动器器，我我们们常常说说的的IDE接接口口，也也叫叫ATA（AdvancedTechnologyAttachment）接接口口，现现在在PC机机使使用用的的硬硬盘盘大大多多数数都都是是IDE兼兼容容的的，只只需需用用一一根根电电缆缆将
31、将它它们们与与主主板板或或接接口口卡卡连连起起来来就就可可以以了了。把把盘盘体体与与控控制制器器集集成成在在一一起起的的做做法法减减少少了了硬硬盘盘接接口口的的电电缆缆数数目目与与长长度度，数数据据传传输输的的可可靠靠性性得得到到了了增增强强，硬硬盘盘制制造造起起来来变变得得更更容容易易，因因为为厂厂商商不不需需要要再再担担心心自自己己的的硬硬盘盘是是否否与与其其它它厂厂商商生生产产的的控控制制器器兼兼容容，对对用用户户而而言言，硬硬盘盘安安装装起起来来也也更更为为方方便便。ATA是是最最早早的的IDE标标准准的的正正式式名名称称，IDE实实际际上上是是指连在硬盘接口的硬盘本身。指连在硬盘接口
32、的硬盘本身。本讲稿第二十三页，共四十二页ATA标准目前板本是标准目前板本是ATA-5即即Ultra100有时也写成有时也写成ATA100标准。标准。5.2.4ATA-4(UltraATA、UltraDMA、UltraDMA/33、UltraDMA/66)：这这是是常常见见的的标标准准将将PIO-4下下的的最最大大数数据据传传输输率率提提高高了了一一倍，达到倍，达到33MB/s，或，或66MB/s或或100MB/sUltraDMA/100在在使使用用条条件件上上要要求求较较高高，一一般般在在实实际际使使用时较少达到此速度。用时较少达到此速度。本讲稿第二十四页，共四十二页5.2.5SCSI接口接口
33、：SCSI就是指就是指SmallComputerSystemInterface(小型计算机系统接口小型计算机系统接口)，它最早，它最早研制于研制于1979，原是为小型机的研制出的一种接口技，原是为小型机的研制出的一种接口技术，但随着电脑技术的发展，现在它被完全移植到术，但随着电脑技术的发展，现在它被完全移植到了普通了普通PC上。现在的可以划分为上。现在的可以划分为SCSI-1和和SCSI-2(SCSIWide与与SCSIWindFast)，最新的，最新的为为SCSI-3，不过，不过SCSI-2是目前最流行的是目前最流行的SCSI版本。版本。SCSI广泛应用于如：硬盘、光驱、广泛应用于如：硬盘、
34、光驱、ZIP、MO、扫、扫描仪、磁带机、描仪、磁带机、JAZ、打印机、光盘刻录机等设备、打印机、光盘刻录机等设备上上。本讲稿第二十五页，共四十二页5.2.6 串行ATA(serial ATA)目前的并行（目前的并行（parallel）ATA接口（用来连接硬盘与光接口（用来连接硬盘与光驱的接口）从驱的接口）从80年代一直用到今天，其速度最高只有每年代一直用到今天，其速度最高只有每秒秒133MB，并在传输过程中存在一个不可避免的问，并在传输过程中存在一个不可避免的问题：线路间的信号会互相干扰。因此，在人们对硬题：线路间的信号会互相干扰。因此，在人们对硬盘传输速率要求越来越高的同时，盘传输速率要求越
35、来越高的同时，ParallelATA（并行（并行ATA）显得力不从心了。明年初，更快的）显得力不从心了。明年初，更快的ATA接口将会接口将会得到广泛应用，而且也将成为得到广泛应用，而且也将成为PC里名符其实的最快速接里名符其实的最快速接口。这种新的界面叫做口。这种新的界面叫做serialATA（串行（串行ATA），将以每），将以每秒秒150MB的速度起跳，比最新的的速度起跳，比最新的ATA/133还要高出约还要高出约13%。而且随着未来后续版本的发展，其接口速率还可。而且随着未来后续版本的发展，其接口速率还可扩展到扩展到2X和和4X(300MB/S和和600MB/S)。本讲稿第二十六页，共四十
36、二页虽然虽然SerialATA规格才刚定案不久，但规格才刚定案不久，但SerialATA联盟的厂商成联盟的厂商成员，仍极力推广他们的应用方案，从目前的发展趋势来看，员，仍极力推广他们的应用方案，从目前的发展趋势来看，SerialATA必定是明年中主板平台的必要配备，甚至成为新一必定是明年中主板平台的必要配备，甚至成为新一代南桥芯片的标准规格。从传统的作法，主板厂商会通过附加代南桥芯片的标准规格。从传统的作法，主板厂商会通过附加SerialATA控制芯片的方式让主板同时提供传统控制芯片的方式让主板同时提供传统Parallel并行并行ATA接口，以及先进的接口，以及先进的SerilATA磁盘控制接
37、口，以此规格上的来磁盘控制接口，以此规格上的来作为宣传的亮点。作为宣传的亮点。本讲稿第二十七页，共四十二页5.3硬盘的管理与维护硬盘的管理与维护硬硬盘盘是是微微机机系系统统中中保保存存信信息息资资源源的的重重要要外外部部设设备备。然然而而一一些些用用户户常常因因缺缺少少硬硬盘盘的的基基本本知知识识和和使使用用经经验验而而无无法法正正确确管管理理、维维护护硬硬盘盘，甚甚至至对对硬硬盘盘进进行行一一些些错错误误操操作作或或不不必必要要的的操操作作（如如经经常常对对硬硬盘盘进进行行低低级级格格式式化化或或强强行行关关机机），以以至至影影响响系系统统的的正正常常运运行行、数数据据的的安安全全性性及及硬
38、硬盘盘的的使使用用寿寿命命。因因此此对对硬硬盘盘正正确确进进行行管理与维护便显得很重要了。管理与维护便显得很重要了。1.保保持持电电脑脑工工作作环环境境清清洁洁,硬硬盘盘是是一一密密封封体体，仅仅以以带带有有超超精细过滤纸的呼吸孔与外界相通。精细过滤纸的呼吸孔与外界相通。本讲稿第二十八页，共四十二页因此它可以在普通无净化装置的室内环境中使用。但若环因此它可以在普通无净化装置的室内环境中使用。但若环境中灰尘过多境中灰尘过多，会被吸附到，会被吸附到PCBA的表面、主轴电机的内的表面、主轴电机的内部以及堵塞呼吸过滤器。硬盘的制造过程是在绝对无尘的部以及堵塞呼吸过滤器。硬盘的制造过程是在绝对无尘的环境
39、下进行，哪怕是一粒小小的灰环境下进行，哪怕是一粒小小的灰尘都可能使整块硬盘报尘都可能使整块硬盘报废，虽然硬盘有坚硬的外壳保护，但请您还是不要在电脑废，虽然硬盘有坚硬的外壳保护，但请您还是不要在电脑旁吸烟，保持电脑工作环境清洁。旁吸烟，保持电脑工作环境清洁。2.硬盘拆装时要注意防止静电硬盘拆装时要注意防止静电3.减减少少震震动动与与冲冲击击如如今今的的硬硬盘盘转转速速已已今今非非昔昔比比了了，微微机机工工作作或或刚刚关关机机时时，严严禁禁搬搬运运机机器器，以以免免磁磁头头与与盘盘片片产产生生撞撞击击而而擦擦伤伤盘盘片片表表面面的的磁磁层层，从从而而导导致致硬硬盘盘的的物物理理损损害害（这这种种损
40、损伤往往是致命的）。伤往往是致命的）。本讲稿第二十九页，共四十二页4.养成正确关机的习惯养成正确关机的习惯5.保持合理的使用温度（保持合理的使用温度（1-40）6.养成经常整理硬盘的习惯养成经常整理硬盘的习惯7.时常备份重要信息时常备份重要信息8.建立恢复系统建立恢复系统使使用用NortonUtilities瑞瑞星星软软件件等等工工具具软软件件将将硬硬盘盘分分区区表表、引引导导记记录录以以及及CMOS信信息息保保存存到到软软盘盘上上，以以防防万万一一。或或用用GHOST将将C盘盘做做成成IMAGE文文件件，当当系系统统损损坏坏时时可可以以用用GHOST克隆技术恢复克隆技术恢复C盘系统。盘系统。
41、9.及时删除不再使用的文件、临时文件等。及时删除不再使用的文件、临时文件等。10.注注意意预预防防病病毒毒和和特特洛洛依依木木马马程程序序拥拥有有两两套套不不同同的的杀杀毒毒软件就显得很重要了。软件就显得很重要了。本讲稿第三十页，共四十二页5.4硬盘的分区、格式化、系统安装硬盘的分区、格式化、系统安装5.4.1分区分区在新硬盘使用前或要对硬盘重新设定逻辑分区大小在新硬盘使用前或要对硬盘重新设定逻辑分区大小以及硬以及硬盘的操作系统损坏严重或在盘的操作系统损坏严重或在SCANDISK中有报告有坏扇区中有报告有坏扇区，当，当有以上情况时最好重新分区再重新格式化一遍，这叫对硬盘彻底有以上情况时最好重新
42、分区再重新格式化一遍，这叫对硬盘彻底格式化格式化(或全面格式化或全面格式化)，这样做过以后，有关硬盘的问题，这样做过以后，有关硬盘的问题概率概率降为最低。用降为最低。用FDISK命令分区，对于大容量硬盘则分区时间较长，命令分区，对于大容量硬盘则分区时间较长，目前一般使用目前一般使用DM软件对硬盘进行全面格式化，软件对硬盘进行全面格式化，DM其实只是对其实只是对硬盘作快速分区格式化，如果硬盘中有非硬盘作快速分区格式化，如果硬盘中有非DOS分区，则还是应使分区，则还是应使用用FDISK命令比较可靠。命令比较可靠。本讲稿第三十一页，共四十二页FDISK命令的主窗口本讲稿第三十二页，共四十二页这是选1
43、后进入创建子窗口显示情况本讲稿第三十三页，共四十二页这是选2后进入设置活动分区窗口STATU 一栏 为“A”即表示活动分区已设好。本讲稿第三十四页，共四十二页这是选3后进入删除命令窗口显示删除时每次只能删除一项，顺序为4、3、2、1 本讲稿第三十五页，共四十二页这是选4后进入信息显示窗口显示情况有逻辑分区时可选Y 继续看逻辑分区(盘符)信息本讲稿第三十六页，共四十二页要重新分区首先要将原有的分区都要重新分区首先要将原有的分区都删除掉，再重新创建主分删除掉，再重新创建主分区和扩展分区的大小，之后再对扩展分区划分大小。如果只想区和扩展分区的大小，之后再对扩展分区划分大小。如果只想改变扩展分区中各逻
44、辑分区的大小改变扩展分区中各逻辑分区的大小(如如D、F、E)可以不删除主可以不删除主活动分区活动分区(C)，5.4.2格式化格式化在多数情况下不用对存盘在多数情况下不用对存盘FDISK，而只须要重新格式化，而只须要重新格式化后就可以安装操作系统后就可以安装操作系统，格式化的命令是，格式化的命令是FORMAT盘符盘符/参数参数一般是参数参数一般是/s/q两种。目两种。目前一般使用前一般使用DM做硬盘格式化操作。下面是做硬盘格式化操作。下面是DM软件的使软件的使用介绍：这是用介绍：这是IBM公司的公司的DM，不同硬盘厂家有各自的，不同硬盘厂家有各自的DM。DM只能在只能在DOS中使用。中使用。本讲
45、稿第三十七页，共四十二页5.4.3系统安装系统安装一般在安装系统之前要进行必要的硬盘格式化操作，一般在安装系统之前要进行必要的硬盘格式化操作，以保证系统安装的顺利进行。目前对硬盘安装操作系统以保证系统安装的顺利进行。目前对硬盘安装操作系统有以下几种基本方法：有以下几种基本方法：1.从光盘安装，这是单机用户常用方法，要有一张从光盘安装，这是单机用户常用方法，要有一张WIN98启动盘和一张启动盘和一张PWIN98的安装光盘，先用的安装光盘，先用WIN98启动启动软盘启动微机后，从光盘上安装系统。软盘启动微机后，从光盘上安装系统。2.从从DOS的网络安装，这主要是多微机用户，要有的网络安装，这主要是
46、多微机用户，要有NETWARE服务器，通过服务器，通过DOS启动盘登录到启动盘登录到NETWARE服务器上，进入相应的服务器上，进入相应的PWIN98目录进行安装，这种从目录进行安装，这种从DOS上网安装方法，最好在安装前将上网安装方法，最好在安装前将PWIN98安装软件安装软件全部全部COPY到本地硬盘上，这样可以保证安装的顺利进到本地硬盘上，这样可以保证安装的顺利进行。行。本讲稿第三十八页，共四十二页3.硬盘对硬盘克隆安装系统硬盘对硬盘克隆安装系统，这主要是无网络用户而又无光，这主要是无网络用户而又无光盘时所采用的一种方法，盘时所采用的一种方法，(或者是本身微机升级硬盘或者是本身微机升级硬
47、盘)可以将要可以将要克隆的硬盘拆下，安装到被克隆的微机上通过克隆的硬盘拆下，安装到被克隆的微机上通过GHOST软件运软件运行时的选项完成硬盘到硬盘的完全复制，这种方法一般是大硬行时的选项完成硬盘到硬盘的完全复制，这种方法一般是大硬盘克隆小硬盘盘克隆小硬盘，而小硬盘克隆大硬盘时，要注意各盘的容量，而小硬盘克隆大硬盘时，要注意各盘的容量是否够用。在成批安装新微机时，也有时采用这种方法。是否够用。在成批安装新微机时，也有时采用这种方法。4.微机对微机克隆微机对微机克隆，两台微机之间也可以相互克隆，一，两台微机之间也可以相互克隆，一般可通过般可通过LPT接口克隆，在接口克隆，在GHOST运行中选择运行
48、中选择LPT选项，选项，进行克隆，其结果与硬盘对硬盘相同。进行克隆，其结果与硬盘对硬盘相同。USB接口速度较快接口速度较快,用用USB连接线连接线.本讲稿第三十九页，共四十二页5.网络克隆，主要是有网络的机房安装操作系统的主要方法，网络克隆，主要是有网络的机房安装操作系统的主要方法，先将相同机型的克隆映像文件放到网络服务器上，要克先将相同机型的克隆映像文件放到网络服务器上，要克隆时用隆时用DOS盘启动微机，对硬盘做必要处理后，上网运盘启动微机，对硬盘做必要处理后，上网运行行GHOST，从服务器上找到对应机型的，从服务器上找到对应机型的Image文件进行文件进行克隆，不同机型相互克隆后要做许多处
49、理工作，所以一克隆，不同机型相互克隆后要做许多处理工作，所以一般以同种机型之间克隆为好。般以同种机型之间克隆为好。6.无服务器的网络克隆技术，主要是在无服务器的网络克隆技术，主要是在PCI网卡的网络微机之网卡的网络微机之间的相互克隆，间的相互克隆，GHOST版本版本为为7.0以上。方法是从相同机以上。方法是从相同机型中找出一台好的微机做样本机并运行服务器功能，利用型中找出一台好的微机做样本机并运行服务器功能，利用GHOST启动盘启动要克隆的微机，进行克隆启动盘启动要克隆的微机，进行克隆。以上内容。以上内容为本次上机内容。为本次上机内容。本讲稿第四十页，共四十二页5.5硬盘维护的常用软件及新技术
50、应用硬盘维护的常用软件及新技术应用MSDNDD(有有DOS版和版和WINDOWS版版)、CHKDISKSCANDISK、WINDOWS中的碎片整理，磁盘扫描程序，中的碎片整理，磁盘扫描程序，DM快速格式化快速格式化、GHOST克隆软件克隆软件为了适应硬盘容量越来越高、马达的转速越来越快的趋势，每为了适应硬盘容量越来越高、马达的转速越来越快的趋势，每一家硬盘制造商势必采用一些新技术，来确保硬盘内数据的稳一家硬盘制造商势必采用一些新技术，来确保硬盘内数据的稳定性与安全性，定性与安全性，S.M.A.R.T技术技术(P85)液体动力轴承液体动力轴承(P85)SPS震动保护技术震动保护技术(P85)本讲