硬盘结构和存储结构.pptx

1.1 认识硬盘 1.1.1 硬盘接口IDEIDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”，即“电子集成驱动器”，常见的2.5英寸IDE硬盘接口,它的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。把盘体与控制器集成在一起的做法减少了硬盘接口的电缆数目与长度，数据传输的可靠性得到了增强，硬盘制造起来变得更容易，因为硬盘生产厂商不需要再担心自己的硬盘是否与其它厂商生产的控制器兼容。对用户而言，硬盘安装起来也更为方便。IDE这一接口技术从诞生至今就一直在不断发展，性能也不断的提高，其拥有的价格低廉、兼容性强的特点，为其造就了其它类型硬盘无法替代的地位。第1页/共36页第一页，共37页。 1.1 认识硬盘 1.1.1 硬盘接口SATA使用SATA（Serial ATA）口的硬盘又叫串口硬盘，SATA硬盘接口是未来PC机硬盘的趋势。2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Serial ATA委员会正式确立了Serial ATA 1.0规范，2002年，虽然串行ATA的相关设备还未正式上市，但Serial ATA委员会已抢先确立了Serial ATA 2.0规范。Serial ATA采用串行连接方式，串行ATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。第2页/共36页第二页，共37页。 IDE硬盘接口SATA硬盘接口第3页/共36页第三页，共37页。 1.1.2 拆解硬盘产品标签安装螺钉数据及电源接口控制电路板安装螺钉第4页/共36页第四页，共37页。 1.1.2 拆解硬盘第5页/共36页第五页，共37页。 1.1.2 拆解硬盘第6页/共36页第六页，共37页。 1.1.3 盘片逻辑结构硬盘的盘片一般用铝合金作基片，高速旋转的硬盘也有用玻璃作基片的。玻璃基片更容易达到其要求的平面度和光洁度，并且有很高的硬度。磁头传动装置以很小的等距离使磁头部件做径向移动，用以变换磁道。硬盘的每一个盘片都有两个盘面（ side ) ，即上、下盘面，一般每个盘面都利用上，即都装上磁头可以存储数据，成为有效盘片，也有极个别的硬盘其盘面数为单数。每一个这样的有效盘面都有一个盘面号，按顺序从上而下自“ 0 ”开始依次编号。在硬盘系统中，盘面号又叫磁头号，就是因为每一个有效盘面都有一个对应的读写磁头。硬盘的盘片组在 2 一 14 片不等，通常有 2 一 3 个盘片，故盘面号（磁头号）为 0 - 3 或 0 - 5。 第7页/共36页第七页，共37页。 1.1.3 盘片逻辑结构第8页/共36页第八页，共37页。 1.1.3 盘片逻辑结构第9页/共36页第九页，共37页。 1.1.3 盘片逻辑结构1.磁道磁盘在低级格式化时被划分成许多同心圆，这些同心圆轨迹叫做磁道（Track ）。磁道从外向内自 0 开始顺序编号信息以脉冲串的形式记录在这些轨迹中，这些同心圆不是连续记录数据，而是被划分成一段段的圆弧，由于径向长度不一样，这些圆弧的角速度一样，而线速度不一样，外圈的线速度较内圈的线速度大，即在同样的转速下，外圈在同样时间段里，经过的圆弧长度要比内圈的圆弧长度大。每段圆弧叫做一个扇区，扇区从“ l ”开始编号，每个扇区中的数据是作为一个单元同时读出或写入的。磁道是看不见的，它们只是盘面上以特殊形式磁化了的一些磁化区。这些磁道是在磁盘格式化时就规划好了的。第10页/共36页第十页，共37页。 1.1.3 盘片逻辑结构2.扇区我们知道，操作系统是以扇区（ Sector ）形式将信息存储在硬盘上的。每个扇区包括 512 字节的数据和一些其他信息。一个扇区有两个主要部分：即存储数据地点的标识符和存储数据的数据段。标识符就是扇区头标，包括有组成扇区三维地址的三个数字：扇区所在的磁头（或盘面）、磁道（或柱面号），以及扇区在磁道上的位置即扇区号。 第11页/共36页第十一页，共37页。 1.1.3 盘片逻辑结构3.簇若干个扇区形成的一组。族的大小，既扇区数目，由硬盘分区大小决定。簇是 DOS为文件分配空间的最小单元。分区中，FAT表及根目录区之后的磁盘空间按簇为文件分配空间。每簇依物理次序编为2，3，4，…簇，称为簇号。第12页/共36页第十二页，共37页。 1.1.3 盘片逻辑结构第13页/共36页第十三页，共37页。 1.2 硬盘数据组织 为了能更深入地了解硬盘，我们还必须对硬盘的数据结构有个简单的了解。硬盘上的数据按照其不同的特点和作用大致可分为5部分：MBR区、DBR区、FAT区、DIR区和DATA区为了能更