whhaaa第6章-外部存儲設(shè)備-wenkub
2022-09-01 09:10:39 本頁面
【正文】 于 2022年推出的全新硬盤接口標(biāo)準(zhǔn)。與 IDE接口相比， EIDE接口具有以下優(yōu)點(diǎn)： ? 與 IDE接口兼容，提供兩個(gè)通道（ IDE 0和 IDE 1），每個(gè)通道可連接兩個(gè) IDE設(shè)備，最多可連接 4臺 IDE設(shè)備；提高了數(shù)據(jù)傳輸率，最高可達(dá) ；采用 LBA(Logical Block Address)地址轉(zhuǎn)換方式，增加了硬盤容量，最大支持 ；可以設(shè)置為塊模式 PIO，一次可傳送多個(gè)扇區(qū)，減少了 CPU的中斷處理工作，降低了對 CPU的占用率。此外，還有Serial ATA 接口、 IEEE1394接口、USB接口和 PCAC光纖通道接口等。 ? 7．平均無故障時(shí)間（ MTBF） ? 平均無故障時(shí)間是指硬盤從開始運(yùn)行到出現(xiàn)故障的平均時(shí)間，一般硬盤至少在 30000～ 40000小時(shí)之間。 ? 平均潛伏時(shí)間 (Average Latency Time)：是指相應(yīng)數(shù)據(jù)所在的扇區(qū)旋轉(zhuǎn)到磁頭下方的時(shí)間。 ? 6．硬盤速度參數(shù) ? 硬盤存取數(shù)據(jù)的過程大致是這樣的：當(dāng)硬盤接到存取指令后，磁頭從初始位置移到目標(biāo)磁道位置（經(jīng)過一個(gè)尋道時(shí)間），然后等待所需數(shù)據(jù)扇區(qū)旋轉(zhuǎn)到磁頭下方（經(jīng)過一個(gè)潛伏時(shí)間）開始讀取數(shù)據(jù)。使用硬盤 Cache后，可將磁頭需要讀取的數(shù)據(jù)事先放到 Cache中，大大提高了硬盤讀取數(shù)據(jù)的速度。 ? 4．外部數(shù)據(jù)傳輸率 ? 外部數(shù)據(jù)傳輸率也稱為突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率，它是指從硬盤高速緩存到系統(tǒng)總線之間的傳輸速度。 ? 3．內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率 ? 內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率也稱為持續(xù)數(shù)據(jù)傳輸率，它是指從磁頭到硬盤高速緩存之間的傳輸速度。 ? 2．轉(zhuǎn)速 ? 硬盤的轉(zhuǎn)速是指帶動(dòng)盤片旋轉(zhuǎn)的主軸電機(jī)的最高旋轉(zhuǎn)速度，目前主流 IDE硬盤的轉(zhuǎn)速一般為每分鐘 7200轉(zhuǎn)。 ? 3．硬盤的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ? 硬盤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括盤片、主軸組件、浮動(dòng)磁頭組件、磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、前置控制電路等幾部分，其中磁頭和盤片組件是構(gòu)成硬盤的核心，它密封在硬盤的凈化腔體內(nèi)。其中，主控制芯片負(fù)責(zé)硬盤數(shù)據(jù)讀寫指令等工作；數(shù)據(jù)傳輸芯片則是將硬盤磁頭前置控制電路讀出的數(shù)據(jù)經(jīng)過校正及變換后，通過數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)街鳈C(jī)系統(tǒng)；高速緩存芯片是為了協(xié)調(diào)硬盤與主機(jī)在數(shù)據(jù)處理速度上的差異而設(shè)置的，其容量一般為 2～16MB。 ? 2．硬盤的外部結(jié)構(gòu) ? 硬盤的外觀如圖 66所示，在外部結(jié)構(gòu)上可分為三大部分： ? （ 1）接口 ? 接口包括電源接口插座和數(shù)據(jù)接口插座兩部分，其中電源接口插座與主機(jī)電源插頭相連接；數(shù)據(jù)接口插座則是硬盤數(shù)據(jù)與主板控制芯片之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸交換的通道，通過排線與主板的 IDE接口或其它控制適配器的接口相連接。在盤片的每一面上都有一個(gè)讀寫磁頭，所有盤片相同位置的磁道就構(gòu)成了所謂的柱面。它與軟盤最明顯的區(qū)別是，硬盤的生產(chǎn)過程是在無塵環(huán)境中進(jìn)行的，盤片和磁頭全部密封在金屬盒子中，因此它的容量在出廠之前就已經(jīng)固定了。 ? 1968年， IBM公司在美國加州坎貝爾市溫徹斯特大街的研究所首次提出溫徹斯特 (Winchester)技術(shù)，探討對硬盤進(jìn)行技術(shù)改造。 ? 1．硬盤的工作原理 ? 硬盤驅(qū)動(dòng)器加電正常工作后，利用控制電路中的初始化模塊進(jìn)行初始化工作，此時(shí)磁頭置于盤片中心位置。 圖 66 兩種硬盤的外觀，左圖為正面、右圖為背面 ? （ 2）控制電路板 ? 大多數(shù)硬盤控制電路板都采用貼片式焊接，它包括主軸調(diào)速電路、磁頭驅(qū)動(dòng)與伺服定位電路、讀寫電路、控制與接口電路等。 ? （ 3）固定面板 ? 固定面板就是硬盤正面的面板，它與底板結(jié)合成一個(gè)密封的整體，保證了硬盤腔體內(nèi)的盤片、磁頭和其它機(jī)構(gòu)在絕對無塵的環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行。硬盤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 62所示。 SCSI硬盤主軸轉(zhuǎn)速可達(dá) 10000，最高的SCSI硬盤轉(zhuǎn)速高達(dá) 15000（希捷的捷豹 X15系列）。目前主流硬盤在容量、平均訪問時(shí)間、轉(zhuǎn)速等方面都相差不大，但在內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率上的差別比較大，它的高低也會影響到系統(tǒng)的整體性能。外部數(shù)據(jù)傳輸率與硬盤接口類型和高速緩存大小有關(guān)。另一方面，將要寫入硬盤的數(shù)據(jù)事先存放到 Cache中，等到磁頭空閑時(shí)再從 Cache寫入盤片。 ? 平均尋道時(shí)間 (Average Seek Time)：是指硬盤接到存取指令后，磁頭從初始位置移到目標(biāo)磁道所需要的時(shí)間。它反映了盤片的轉(zhuǎn)速大小，一般在 1～ 6ms之間。在硬盤的產(chǎn)品廣告或常見的技術(shù)特性表中并不提供這項(xiàng)指標(biāo)，需要時(shí)可到具體生產(chǎn)硬盤的廠家網(wǎng)站上查詢。 ? 1． IDE接口 ? IDE(Integrated Drive Electronics，集成驅(qū)動(dòng)電子接口 ) ，也稱為 ATBus或ATA(Advanced Technology Attachment)接口，由 COMPAQ和Conner公司共同開發(fā)，并由 Western Digital公司生產(chǎn)控制器接口。 ? 3． SCSI接口 ? SCSI(Small Computer System Interface)是小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口，最初是為小型計(jì)算機(jī)研制的一種接口技術(shù)，現(xiàn)已被完全移植到微機(jī)上。顧名思義，它是串行傳輸數(shù)據(jù)的接口，在同一時(shí)間點(diǎn)內(nèi)只會有 1位數(shù)據(jù)被傳輸?？紤]到兼容性， Serial ATA接口硬盤還提供 IDE接口硬盤標(biāo)準(zhǔn)電源接口。同時(shí)它不但支持硬盤，還支持 CDROM等存儲設(shè)備。 ? 目前支持 Serial ATA接口標(biāo)準(zhǔn)的硬盤和主板已經(jīng)成為市場主流， Seagate、Maxtor、 Western Digital等公司已有多款 Serial ATA接口的硬盤在市場上流行。 ? 目前符合 IEEE 1394接口的硬盤大多為帶有 IEEE 1394轉(zhuǎn)接卡的 EIDE接口硬盤，性能反而比使用 EIDE接口要差。 USB接口的硬盤實(shí)際上也是帶有 USB轉(zhuǎn)接卡的 EIDE硬盤。早期的硬盤都是采用讀寫合一的電磁感應(yīng)式磁頭，這種二合一磁頭在設(shè)計(jì)時(shí)，需要同時(shí)兼顧讀和寫兩種截然不同的操作，所以性能受到限制，現(xiàn)逐漸被淘汰。 ? GMR巨磁阻磁頭也是利用這一原理，但GMR磁頭材料的磁阻效應(yīng)更加明顯，同時(shí) GMR磁頭采用了多層薄膜結(jié)構(gòu)，對信號的變化更加敏感，
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