【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(shí)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(shí)，磁頭通過感應(yīng)旋轉(zhuǎn)的盤片上磁場(chǎng)的變化來讀取數(shù)據(jù)；通過改變盤片上的磁 場(chǎng)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(chǔ)在硬盤盤片上的磁信息轉(zhuǎn)化為電信號(hào)向外傳輸，而它的工作原理則是利用特殊材料的電阻值會(huì)隨著磁場(chǎng)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(chǔ)密度。當(dāng)然處于市場(chǎng)定位以及噪音控制等方面的考慮，廠商也會(huì)人為的調(diào)整硬盤的平均尋道時(shí)間。不同品牌、不同型號(hào)的產(chǎn)品其平均尋道時(shí)間也不一樣，但這個(gè)時(shí)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(shí)間都在在 9ms 左右。液態(tài)軸承馬達(dá)通常是應(yīng)用于精密機(jī)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(jì)的比臺(tái)式機(jī)硬盤（ 寸）小，轉(zhuǎn)速提高造成的溫度上升，對(duì)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(duì)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(shí)際的日常工作中是無法達(dá)到這個(gè)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(jiǎn)稱 DTR。因此在書寫單位時(shí)一定要注意 B 字母的大小寫，尤其有些人還把 Mbit/s 簡(jiǎn)寫為 Mb/s，此時(shí) 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(gè)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(dòng)距離可以相應(yīng)的減少，從而減少了平均尋道時(shí)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(jiǎn)單的說就是 硬盤將數(shù)據(jù)從盤片上讀取出來，然后存儲(chǔ)在緩存內(nèi)的速度。 大容量的緩存雖然可以在硬盤進(jìn)行讀寫工作狀態(tài)下，讓更多的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(duì)于這個(gè)問題，硬盤廠商們自然也有解決辦法：掉電時(shí)，磁頭會(huì)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(dòng)時(shí)再將 這些數(shù)據(jù)寫入目的地； 第三個(gè)作用就是臨時(shí)存儲(chǔ)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(xì)補(bǔ)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(chǔ)和外界接口之間的緩沖器。 同時(shí)，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(duì)處于同一個(gè)Cylinder 上的 Sector 進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。 構(gòu)成硬盤的每個(gè)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(hào)，具有相同編號(hào)的磁道形成一個(gè)圓柱，稱之為磁盤的柱面 。 圖 42 硬盤的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) Sector： 扇區(qū)（ sector） 是盤片的最小的可尋址單元，一個(gè)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(dāng)重要的一個(gè)參數(shù)，其大小也會(huì)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(gè)磁道轉(zhuǎn)移到另一個(gè)磁道所需的就位時(shí)間就會(huì)縮短，這將有助于隨機(jī)數(shù)據(jù)傳輸速度的提高。轉(zhuǎn)速對(duì)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(xiàng)數(shù)值越大則容量越大。 半徑方向單位長(zhǎng)度內(nèi)的磁道數(shù)目稱為道密度 Dt，沿圓周單位長(zhǎng)度上的信息比特?cái)?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(biāo)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(shí)間 (Average Seek Time)是指硬盤的磁頭移動(dòng)到盤面指定磁道所需的時(shí)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(dá)到了 7200rpm，是 IDE 硬盤中轉(zhuǎn)速最快的。因此，在購(gòu)買硬盤時(shí)適當(dāng)?shù)某笆敲髦堑摹? 硬盤的容量指標(biāo)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(kuò)展 Int 13H 標(biāo)準(zhǔn) (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(duì)可拆卸介質(zhì) (如活動(dòng)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(shí)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(jìn)行尋址。 2. 基本 Int 13H 調(diào)用簡(jiǎn)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(yàn)，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(gè)磁道分為 18 個(gè)扇區(qū)。 這些磁道用肉眼是根本看不到的，因?yàn)樗鼈儍H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(hào)幅度，因而對(duì)信號(hào)變化相當(dāng)敏感，讀取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)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(tái)硬盤驅(qū)動(dòng)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(dòng)，同時(shí)軸心進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而能夠快速地讀寫數(shù)據(jù)。 4 磁盤基本知識(shí) 幾乎每個(gè)臺(tái)式機(jī)或服務(wù)器都會(huì)有一個(gè)或多個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器。目前基本上只有 LBA 有實(shí)際意義了。 八、 LARGE 大硬盤模式 當(dāng)硬盤的柱面超過 1024 而又不為 LBA 支持時(shí)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(shí)際硬盤的物理參數(shù)。 硬盤驅(qū)動(dòng)器表面上一般都標(biāo)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(shí)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(gè)明顯的缺點(diǎn)，磁道（或柱面）的半徑越大，每個(gè)扇區(qū)所占用的面積越大，造成了硬盤空間的浪費(fèi)。一般情況下，硬盤盤片的兩個(gè)表面都會(huì)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(gè)盤片上相同位置的磁道看上去就像在同一個(gè)圓柱體的表面上，于是我們就稱之為柱面。要定位到某一點(diǎn)，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(jì)算機(jī)相關(guān)硬件問題解答 1. 硬盤主要知識(shí)和術(shù)語(yǔ)介紹 .................................................................................................. 2 2. 磁盤基本知識(shí) ...................................................................................................................... 4 3. 硬盤基本參數(shù)概念 .............................................................................................................. 6 4. 硬盤基本參數(shù)更詳細(xì)補(bǔ)充 ................................................................................................ 10 5. 低級(jí)格式化與高級(jí)格式化的概念及區(qū)別 ........................................................................ 14 6. 淺談?dòng)脖P數(shù)據(jù)恢復(fù)的基本原理 ........................................................................................ 16 7. 硬盤 MBR(主引導(dǎo)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(xì)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(huì)同時(shí)用其上下兩個(gè)面存放數(shù)據(jù)，這樣就有可能會(huì)存在兩個(gè)、四個(gè)、六個(gè)甚至八個(gè)表面，每個(gè)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(fù)責(zé)讀 寫數(shù)據(jù)的部件，因?yàn)閿?shù)據(jù)是記錄在硬盤盤片表面上的，因此每一個(gè)存放數(shù)據(jù)的盤片表面都要有一個(gè)與之對(duì)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(gè)磁道等分成若干個(gè)扇環(huán)形，每一個(gè)扇環(huán)形的小區(qū)域就稱 之為一個(gè)扇區(qū)（ Sector），每個(gè)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(gè)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