【正文】 MR 薄膜的電阻變化量有一定的限度， AMR 技術(shù)最大可以支持，所以 AMR 磁頭的靈敏度也存在極限。 AMR 磁頭使用 TFI 磁頭來完成寫操作，但用薄條的磁性材料來作為讀元件。 TFI 磁頭實際上是繞線的磁芯。這就造成早期的硬盤容量都很有限。硬盤在工作時，磁頭通過感應(yīng)旋轉(zhuǎn)的盤片上磁場的變化來讀取數(shù)據(jù)；通過改變盤片上的磁 場來寫入數(shù)據(jù)。 磁頭數(shù) 硬盤磁頭是硬盤讀取數(shù)據(jù)的關(guān)鍵部件，它的主要作用就是將存儲在硬盤盤片上的磁信息轉(zhuǎn)化為電信號向外傳輸，而它的工作原理則是利用特殊材料的電阻值會隨著磁場變化的原理來 讀寫盤片上的數(shù)據(jù)，磁頭的好壞在很大程度上決定著硬盤盤片的存儲密度。當然處于市場定位以及噪音控制等方面的考慮，廠商也會人為的調(diào)整硬盤的平均尋道時間。不同品牌、不同型號的產(chǎn)品其平均尋道時間也不一樣，但這個時間越低，則產(chǎn)品越好，現(xiàn)今主流的硬盤產(chǎn)品平均尋道時間都在在 9ms 左右。液態(tài)軸承馬達通常是應(yīng)用于精密機械工業(yè)上，它使用的是黏膜液油軸承，以油膜代替滾珠。筆記本內(nèi)部空間狹小，筆記本硬盤的尺寸（ 寸）也被設(shè)計的比臺式機硬盤（ 寸）小，轉(zhuǎn)速提高造成的溫度上升，對筆記本本身的散熱性能提出了更高的要求；噪音變大，又必須采取必要的降噪措施，這些都對筆記本硬盤制造技術(shù)提出了更多的要求。因此轉(zhuǎn)速在很大程度上決定 了硬盤的速度。硬盤轉(zhuǎn)速以每分鐘多少轉(zhuǎn)來表示，單位表示為 RPM， RPM 是 Revolutions Per Minute 的縮寫，是轉(zhuǎn) /每分鐘。這些只是硬盤理論上最大的外部數(shù)據(jù)傳輸率，在實際的日常工作中是無法達到這個數(shù)值的。 外部數(shù)據(jù)傳輸率 (External Transfer Rate)，一般也稱為突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸或接口傳輸率。 外部數(shù)據(jù)傳輸率 硬盤數(shù)據(jù)傳輸率的英文拼寫為 Data Transfer Rate，簡稱 DTR。因此在書寫單位時一定要注意 B 字母的大小寫，尤其有些人還把 Mbit/s 簡寫為 Mb/s，此時 B 字母的大小真可以稱為失之毫厘，謬以千里。此處有必要講解一下兩個單位二者之間的差異： MB/s 的含義是兆字節(jié)每秒， Mbit/s 的含義是兆比特每秒，前者是指每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)量，后者是指每秒傳輸?shù)谋忍匚粩?shù)。由于單碟容量越大的硬盤線性密度越高，磁頭的尋道 頻率與移動距離可以相應(yīng)的減少，從而減少了平均尋道時間，內(nèi)部傳輸速率也就提高了。 內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率 內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率（ InternalTransferRate） 是指硬盤磁頭與緩存之間的數(shù)據(jù)傳輸率，簡單的說就是 硬盤將數(shù)據(jù)從盤片上讀取出來，然后存儲在緩存內(nèi)的速度。 大容量的緩存雖然可以在硬盤進行讀寫工作狀態(tài)下，讓更多的數(shù)據(jù)存儲在緩 存中，以提高硬盤的訪問速度，但并不意味著緩存越大就越出眾。對于這個問題，硬盤廠商們自然也有解決辦法：掉電時，磁頭會借助慣性將緩存中的數(shù)據(jù)寫入零磁道以外的暫存區(qū)域，等到下次啟動時再將 這些數(shù)據(jù)寫入目的地； 第三個作用就是臨時存儲最近訪問過的數(shù)據(jù)。 硬盤的緩存主要起三種作用： 一是預(yù)讀取。 10 硬盤基本參數(shù)更詳細補充 緩存（ Cachememory） 是硬盤控制器上的一塊內(nèi)存芯片，具有極快的存取速度，它是硬盤內(nèi)部存儲和外界接口之間的緩沖器。 同時，由于磁盤的結(jié)構(gòu)及磁頭的讀寫方式，決定了最有效的數(shù)據(jù)操作是對處于同一個Cylinder 上的 Sector 進行數(shù)據(jù)讀寫。 構(gòu)成硬盤的每個碟片都被劃分為數(shù)目相等的磁道，并從外緣的“0”開始編號，具有相同編號的磁道形成一個圓柱，稱之為磁盤的柱面 。 圖 42 硬盤的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu) Sector： 扇區(qū)（ sector） 是盤片的最小的可尋址單元，一個扇區(qū)可容納 512 字節(jié)，也叫做磁盤塊 （ disk block） 。目前，主流硬盤的傳輸速度通常為 50～ 100MB/S。 目前主流硬盤的緩存通常為 8MB 和 16MB。 （ 4）緩存 緩存也是磁盤相當重要的一個參數(shù)，其大小也會直接 影響到磁盤的整體性能。單碟容量越高說明單碟的磁道數(shù)越多，磁道數(shù)的增加意味著磁道間距離的縮短，而磁頭從一個磁道轉(zhuǎn)移到另一個磁道所需的就位時間就會縮短，這將有助于隨機數(shù)據(jù)傳輸速度的提高。轉(zhuǎn)速對于硬盤傳輸速度和持續(xù)傳輸速度至關(guān)重要，轉(zhuǎn)速越快，硬盤取得及傳送數(shù)據(jù)的速度也就越快。硬盤的容量與碟片數(shù)、面密度關(guān)系密切，這兩項數(shù)值越大則容量越大。 半徑方向單位長度內(nèi)的磁道數(shù)目稱為道密度 Dt，沿圓周單位長度上的信息比特數(shù)稱為 位密度 Db，道密度 8 與位密度的乘積叫做面密度 Da，即 Da = DtDb。 外部傳輸率（ External Transfer Rate）也稱為突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率（ Burst Data Transfer Rate）或接口 傳輸率 ，它標稱的是系統(tǒng)總線與硬盤緩沖區(qū)之間的數(shù)據(jù)傳輸率，外部數(shù)據(jù)傳輸率與硬盤接口類型和硬盤緩存的大小有關(guān)。 四、傳輸速率 傳輸速率 (Data Transfer Rate) 硬盤的數(shù)據(jù)傳輸率是指硬盤讀寫數(shù)據(jù)的速度，單位為兆字節(jié)每秒（ MB/s）。 硬盤的平均尋道時間 (Average Seek Time)是指硬盤的磁頭移動到盤面指定磁道所需的時間。 早期 IDE 硬盤的轉(zhuǎn)速一般為 5200rpm 或 5400rpm，曾經(jīng) Seagate 的 “大灰熊 ”系列和Maxtor 則達到了 7200rpm，是 IDE 硬盤中轉(zhuǎn)速最快的。因此，在購買硬盤時適當?shù)某笆敲髦堑摹? 硬盤的容量指標還包括硬盤的單碟容量。為了打破這一限制， Microsoft 等幾家公司制定了 擴展 Int 13H 標準 (Extended Int13H)，采用線性尋址方式存取硬盤， 所以突破了 8 G 的限制，而且還加 入了對可拆卸介質(zhì) (如活動硬盤 ) 的支持。也就是說，外圈磁道的扇區(qū)比內(nèi)圈磁道多，采用這種結(jié)構(gòu)后，硬盤不再具有實際的 3D 參數(shù)，尋址方式也改為線性尋址，即以扇區(qū)為單位進行尋址。 2. 基本 Int 13H 調(diào)用簡介 6 BIOS Int 13H 調(diào)用是 BIOS 提供的磁盤基本輸入輸出中斷調(diào)用，它可以完成磁盤 (包括硬盤和軟盤 )的復(fù)位，讀寫，校驗，定位，診，格式化等功能。由此產(chǎn)生了所謂的 3D參數(shù) (Disk Geometry). 既磁頭數(shù) (Heads)，柱面數(shù) (Cylinders)，扇區(qū)數(shù) (Sectors)，以及相應(yīng)的尋址方式。所謂硬盤的 CHS，即 Cylinder（柱面）、 Head（磁頭）、 Sector（扇區(qū)） ，只要知道了硬盤的 CHS 的數(shù)目，即可確定硬盤的容量， 硬盤的容量 =柱面數(shù) 磁頭數(shù) 扇區(qū)數(shù) 512B。 英寸的軟盤，每個磁道分為 18 個扇區(qū)。 這些磁道用肉眼是根本看不到的，因為它們僅是盤面上以特殊方式磁化了的一些磁化區(qū)，磁盤上的信息便是沿著這樣的軌道存放的。另外， MR 磁頭是通過阻值變化而不是電流變化去感應(yīng)信號幅度，因而對信號變化相當敏感，讀取數(shù)據(jù)的準確性也相應(yīng)提高。 磁頭 磁頭是硬盤中最昂貴的部件，也是硬盤技術(shù)中最重要和最關(guān)鍵的一環(huán)。自 1956年 IBM 推出第一臺硬盤驅(qū)動器 IBM RAMAC 350 以來，硬盤的基本結(jié)構(gòu)就幾乎沒變過。讀寫磁頭在盤的中心和邊緣之間做徑向移動，同時軸心進行轉(zhuǎn)動，從而能夠快速地讀寫數(shù)據(jù)。 4 磁盤基本知識 幾乎每個臺式機或服務(wù)器都會有一個或多個硬盤驅(qū)動器。目前基本上只有 LBA 有實際意義了。 八、 LARGE 大硬盤模式 當硬盤的柱面超過 1024 而又不為 LBA 支持時可采用此種模式。 在 LBA 模式下 ,設(shè)置的柱面、磁頭、扇區(qū)等參數(shù)并不是實際硬盤的物理參數(shù)。 硬盤驅(qū)動器表面上一般都標注了該硬盤的最大 LBA 數(shù)，硬盤容量 =最大 LBA 數(shù) 512字節(jié)。 硬盤容量大小有三種表示方法： Normal、 LBA、 Large，CHS 其實就是 Normal 方法，其中柱面（ Cylinder）的最大值是 1024，磁頭（ Head）的最大值是 16，每柱面的扇區(qū)（ Sector）的最大值是 63， 因此 Normal 模式能表示的最大硬盤容量 =10241663512B=528MB。 但是這種劃分方式有一個明顯的缺點，磁道（或柱面）的半徑越大，每個扇區(qū)所占用的面積越大，造成了硬盤空間的浪費。一般情況下，硬盤盤片的兩個表面都會用來存放數(shù)據(jù)的，因此磁頭數(shù)往往是盤片數(shù)的二倍。每個盤片上相同位置的磁道看上去就像在同一個圓柱體的表面上，于是我們就稱之為柱面。要定位到某一點，只需要先定位到其所在的磁道上，然后等待盤片旋轉(zhuǎn)到欲訪問的位置即可。 1 微型計算機相關(guān)硬件問題解答 1. 硬盤主要知識和術(shù)語介紹 .................................................................................................. 2 2. 磁盤基本知識 ...................................................................................................................... 4 3. 硬盤基本參數(shù)概念 .............................................................................................................. 6 4. 硬盤基本參數(shù)更詳細補充 ................................................................................................ 10 5. 低級格式化與高級格式化的概念及區(qū)別 ........................................................................ 14 6. 淺談硬盤數(shù)據(jù)恢復(fù)的基本原理 ........................................................................................ 16 7. 硬盤 MBR(主引導記錄 )及硬盤分區(qū)表介紹 ................................................................... 19 8. 磁道，扇區(qū)，柱面和磁頭數(shù) ............................................................................................ 20 9. 硬盤接口類型 .................................................................................................................... 25 10. ATA/ATAPI 與 IDE 接口概念詳細解釋 ......................................................................... 28 11. 硬盤的數(shù)據(jù)傳輸模式解釋 ................................................................................................ 31 12. NCQ“原生命令序列 ” (Native Command Queuing， NCQ) ........................................ 33 13. WINXP 下 ICH8 南橋如何開啟 AHCI、 NCQ ............................................................. 35 14. 案例： ICH8 南橋芯片安裝 AHCI 手記 ......................................................................... 35 15. Intel174。劃分成同心圓而不是其他形狀，是為了便于訪問。即使只有一塊盤片，人們往往也會同時用其上下兩個面存放數(shù)據(jù)，這樣就有可能會存在兩個、四個、六個甚至八個表面，每個表面的磁道劃分都是完全相同的。 四、磁頭（ Head） 磁頭（ Head）是硬盤中負責讀 寫數(shù)據(jù)的部件，因為數(shù)據(jù)是記錄在硬盤盤片表面上的，因此每一個存放數(shù)據(jù)的盤片表面都要有一個與之對應(yīng)的磁頭。 早期的硬盤是直接從盤片的圓心引出多條射線，將每個磁道等分成若干個扇環(huán)形，每一個扇環(huán)形的小區(qū)域就稱 之為一個扇區(qū)（ Sector），每個扇區(qū)的容量都是相等的，而且是固定的，都是 512 字節(jié)（ Byte）。 早期的硬盤每個磁道（或柱面）上扇區(qū)數(shù)都是相同的，則硬盤的容量可 以由柱面、磁頭、扇區(qū)數(shù)來求得，磁盤容量 =柱面數(shù) 磁頭數(shù) 扇區(qū)數(shù) 51