【正文】 nternalTransferRate） 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(chǔ)在緩存內(nèi)的速度。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)。 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。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。因此轉(zhuǎn)速在很大程度上決定 了硬盤的速度。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。當(dāng)然處于市場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。硬盤在工作時(shí)，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)。 TFI 磁頭實(shí)際上是繞線的磁芯。由于 AMR 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。 14 低級格式化與高級格式化的概念及區(qū)別 低級格式化： 硬盤低級格式化（ Low Level Format），又叫硬盤物理格式化（ Physical Disk Format）。 3．關(guān)于低級格式化的種種見解，僅供參考。其實(shí)，我們對一張軟盤進(jìn)行的全面格式化就是一種低級格式化。在 Windows 和 DOS 操作系統(tǒng)下，都 15 有格式化 Format 的程序，不過，一旦進(jìn)行格式化硬盤的工作，硬盤中的數(shù)據(jù)可是會(huì)全部不見！所以進(jìn)行這個(gè)動(dòng)作前，先確定磁盤中的數(shù)據(jù)是否還有需要，如果是的話先另行備份吧。 硬盤的壞道共分兩種： 邏輯壞道和物理壞道 。 值得一提的是， MBR 是由分區(qū)程序（例如 DOS 的 ）產(chǎn)生的， 不同的操作系統(tǒng)可能這個(gè)扇區(qū)是不盡相同。如是，就把第一個(gè)文件讀入內(nèi)存，并把控制權(quán)交予該文件。在 DIR區(qū)之后，才是真正意義上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，即 DATA 區(qū)。 由于硬盤僅僅為分區(qū)表保留了 64 個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)空間，而每個(gè)分區(qū)的參數(shù)占據(jù) 16 個(gè)字節(jié)，故主引導(dǎo)扇區(qū)中總計(jì)可以存儲(chǔ) 4 個(gè)分區(qū)的數(shù)據(jù)。 文件的讀取 操作系統(tǒng)從目錄區(qū)中讀取文件信息（包括文件名、后綴名、文件大小、修改日期和文件在數(shù)據(jù)區(qū)保存的第一個(gè)簇的簇號），我們這里假設(shè)第一個(gè)簇號是 0023。其中只有主引導(dǎo)扇區(qū)是唯一的，其它的隨你的分區(qū)數(shù)的增加而增加。 這個(gè)扇區(qū)所在硬盤磁道上的其它扇區(qū)一般均空出，且這個(gè)扇區(qū)所在硬盤磁道是不屬于分區(qū)范圍內(nèi)的，緊接著它后面的才是分區(qū)的內(nèi)容（也就是說假如該盤每磁道扇區(qū)數(shù)為 63，那么從絕對 63 扇區(qū)開始才是分區(qū)的內(nèi)容 ）。磁道與柱面都是表示不同半徑的圓，在許多場合，磁道和柱面可以互換使用，我們知道，每個(gè)磁盤有兩個(gè)面，每個(gè)面都有一個(gè)磁頭，習(xí)慣用磁頭號來區(qū)分。 （ 3）簇的概念僅適用于數(shù)據(jù)區(qū)。 公式： DH－－第一個(gè) DOS 扇區(qū)的磁頭號 DC－－第一個(gè) DOS 扇區(qū)的柱面號 21 DS－－第一個(gè) DOS 扇區(qū)的扇區(qū)號 NS－－每磁道扇區(qū)數(shù) NH－－磁盤總的磁頭數(shù) 則某扇區(qū)（柱面 C，磁頭 H，扇區(qū) S）的相對扇區(qū)號 RS 為： RS＝ NHNS（ C－ DC）＋ NS（ H－ DH）＋（ S－ DS） 若已知 RS， DC， DH， DS， NS 和 NH 則 S＝（ RS MOD NS）＋ DS H＝（（ RS DIV NS） MOD NH）＋ DH C＝（（ RS DIV NS） DIV NH）＋ DC 要點(diǎn)： （ 1）以柱面 /磁頭 /扇區(qū)表示的為絕對扇區(qū)又稱物理磁盤地址 （ 2）單一數(shù)字表示的為相對扇區(qū)或 DOS 扇區(qū)，又稱邏輯扇區(qū)號 （ 3）相對扇區(qū)與絕對扇區(qū)的轉(zhuǎn)換公式 DOS 磁盤區(qū)域的劃分 格式化好的硬盤，整個(gè)磁盤按所記錄數(shù)據(jù)的作用不同可分為 主引導(dǎo)記 錄（ MBR:Main Boot Record）， Dos 引導(dǎo)記錄（ DBR:Dos Boot Record），文件分配表（ FAT:File Assign Table），根目錄（ BD:Boot Directory）和數(shù)據(jù)區(qū) （ data） 。記錄區(qū)就是記錄有關(guān)分區(qū)信息的一張表。 DBR 分為兩部分： DOS 引導(dǎo)程序和 BPB（ BIOS 參數(shù)塊） 。不屬于 DOS 扇區(qū)， （ 2）主引導(dǎo)記錄分為硬盤的主引導(dǎo)程 序和硬盤分區(qū)表。 MBR 中包含硬盤的主引導(dǎo)程序和硬盤分區(qū)表。直到該柱面的所有磁頭。 要 點(diǎn)： （ 1） “簇 ”是 DOS 進(jìn)行分配的最小單位。在 DOS 中每扇區(qū)是 1282 的 2 次方＝ 512 字節(jié)，盤片表面上以盤片中心為圓心，不同半徑的同心圓稱為磁道。所以引導(dǎo)區(qū)的安全問題是相當(dāng)重要的。0 柱面 0 磁頭（面） 1 扇區(qū) 不屬于任 何分區(qū)而且是隱藏的，所以第一個(gè)分區(qū)應(yīng)當(dāng)從 0 柱面 1磁頭 1 扇區(qū) 開始。無論系統(tǒng)中建立多少個(gè)邏輯磁盤，在主引導(dǎo)扇區(qū)中通過一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)的參數(shù)就可以逐個(gè)找到每一個(gè)邏輯磁盤。在主分區(qū)中，不允許再建立其它邏輯磁盤。 DIR 記錄著每個(gè)文件（目錄）的起始單元（這 是最重要的）、文件的屬性等 。 其實(shí)每個(gè)邏輯分區(qū)都有一個(gè) DBR，其參數(shù)視分區(qū)的 大小、操作系統(tǒng)的類別而有所不同。其中主引導(dǎo)記錄的作用就是檢查分區(qū)表是否正確以及確定哪個(gè)分區(qū)為引導(dǎo)分區(qū)，并在程序結(jié)束時(shí)把該分區(qū)的啟動(dòng)程序（也就是操作系統(tǒng)引導(dǎo)扇區(qū)）調(diào)入內(nèi)存加以執(zhí)行。低級格式化是一種損耗性操作，對硬盤壽命有一定的負(fù)面影響。但是前提是硬盤的盤片沒有受到物理性劃傷。而且低級格式化只能針對一塊硬盤而不能支持單獨(dú)的某一個(gè)分區(qū)。 1．低級 格式化的作用是將空白的磁片劃分一個(gè)個(gè)同心圓、半徑不同的磁道，還將磁道劃分為若干個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)的容量為 512 字節(jié)。 硬盤的磁頭數(shù)取決于硬盤中的碟片數(shù)，盤片正反兩面都存儲(chǔ)著數(shù)據(jù)，所以一個(gè)盤片對應(yīng)兩個(gè)磁頭才能正常工作。硬盤譯解由于磁場極性變化而引起的薄條電阻變化，提高了讀靈敏度。最初磁頭是讀、寫功能一起的，這對磁頭的制造工藝、技術(shù)都要求很高，而對于個(gè)人電腦來說，在與硬盤交換數(shù)據(jù)的過程中，讀取數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于寫入數(shù)據(jù)，讀、寫操作二者的特性也完全不同，這也就導(dǎo)致了讀、寫分離的磁頭，二者分別工作、各不干擾。 磁頭是硬盤中對盤片進(jìn)行讀寫工作的工具，是硬盤中最精密的部位之一。 一般來說，硬盤的轉(zhuǎn)速越高，其平均尋道時(shí)間就越低；單碟容量越大，其平均尋道時(shí)間就越低。所以筆記本硬盤一般都采用相對較低轉(zhuǎn)速的 4200rpm 硬盤。 12 硬盤的主軸馬達(dá)帶動(dòng)盤片高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生浮力使磁頭飄浮在盤片上方。平常硬盤所采用的 ATA6 ATA100、 ATA133 等接口，就是以硬盤的理論最大外部數(shù)據(jù)傳輸率來表示的。比如某款產(chǎn)品官方標(biāo)稱的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率為 683Mbit/s，此時(shí)不能簡單的認(rèn)為 683 除以 8 得到 ，就認(rèn)為 85MB/s 是該硬盤的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率。目前主流的家用級硬盤，內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率基本還停留在 70～ 90MB/s 左右，而且在連續(xù)工作時(shí)，這個(gè)數(shù)據(jù)會(huì)降到更低。算法是和緩存容量相輔相成，大容量的緩存需要更為有效率的算法，否則性能會(huì)大大折扣，從技術(shù)角度上說，高容量緩存的算法是直接影響到硬盤性能發(fā)揮的重要因素。 當(dāng)硬盤接到寫入數(shù)據(jù)的指令之后，并不會(huì)馬上將數(shù)據(jù)寫入到盤片上，而是先暫時(shí)存儲(chǔ)在緩存里，然后發(fā)送一個(gè) “數(shù)據(jù)已寫入 ”的信號給系統(tǒng)，這時(shí)系統(tǒng)就會(huì)認(rèn)為數(shù)據(jù)已經(jīng)寫入，并繼續(xù)執(zhí)行下面的工作，而硬盤則在空閑（不進(jìn)行讀取或?qū)懭氲臅r(shí)候）時(shí)再將緩存中的數(shù)據(jù)寫入到盤片上。 LBD 終于擴(kuò)大了保持 30 多年不變的硬盤基本塊（ Basic Block）的大小，將扇區(qū)從 512 字節(jié)擴(kuò)大到了 4096字節(jié)。 Track：磁道 ， 多個(gè)扇區(qū)端對端地連成一個(gè)圓圈構(gòu)成一個(gè)磁道，容量隨半徑的增加而增大。內(nèi)傳輸速率是從硬盤到緩存的傳輸速度，外傳輸速率是從緩存到通信接口的傳輸速度。所以在很多時(shí)候，更高單碟容量的 5400RPM 硬盤會(huì)比單碟容量較低的 7200RPM 硬盤速度更加快 。日立公司于 2022 年 6 月推出的 “Deskstar 7K1000”單碟容量高達(dá)200GB，總?cè)萘扛哌_(dá) 1TB。目前，大多數(shù)硬盤的緩存在 8M 到 16M 之間，而 高端的則有 32M。 硬盤的等待時(shí)間，又叫潛伏期 (Latency)，是指磁頭已處于要訪問的磁道，等待所要訪問的扇區(qū)旋轉(zhuǎn)至磁頭下方的時(shí)間。一般情況下硬盤容量越大，單位字節(jié)的價(jià)格就越便宜，但是超出主流容量的硬盤略微例外。 硬盤的容量以兆字節(jié)（ MB）或千兆字節(jié)（ GB）為單位， 1GB=1024MB。 3. 現(xiàn)代硬盤結(jié)構(gòu)簡介 在老式硬盤中，由于每個(gè)磁道的扇區(qū)數(shù)相等，所以外道的記錄密度要遠(yuǎn)低于內(nèi)道， 因此會(huì)浪費(fèi)很多磁盤空間 (與軟盤一樣 )。那么為什么要使用這些參數(shù)，它們的意義是什么 ?它們的取值范圍是什么 ? 很久以前， 硬盤的容量還非常小的時(shí)候，人們 采用與軟盤類似的結(jié)構(gòu)生產(chǎn)硬盤。 一張 的 英寸軟盤，一面有 80 個(gè)磁道 ，而硬盤上的磁道密度則遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于此值，通常一面有成千上萬個(gè)磁道。而 MR磁頭（ Magoresistive heads），即磁阻磁頭，采用的是分離式的磁頭結(jié)構(gòu)：寫入磁頭仍采用傳統(tǒng)的磁感應(yīng)磁頭（ MR 磁頭不能進(jìn)行寫操作），讀取磁頭則采用新型的 MR 磁頭，即所謂的感應(yīng)寫、磁阻讀。如圖 41 所示。 2 LARGE 模式：當(dāng)硬盤容量超過 528MB，而硬盤或操作系統(tǒng)不支持 LBA 模式時(shí)，可采用此選項(xiàng)。 在 LBA 模式下 ,可設(shè)置的最大磁頭數(shù)為 255,其余參數(shù)與普通模式相同。大容量的硬盤扇區(qū)的劃分方式更加合理，每磁道的扇區(qū)數(shù)不再相等，不能直接使用 CHS 尋址方式，此時(shí)就要用到線性選址方式（ LBA）。 五、扇區(qū)（ Sector） 對硬盤劃分磁道之后，并不能馬上用它來存放數(shù)據(jù)，為了更合理的利用空間，還要把磁道劃分成更小的區(qū)間。對于一塊物理硬盤，其中所包含的盤片可能有一片，也有可能有兩片、三片，甚至四片。 Matrix Storage Manager 如何在單個(gè)串行硬盤驅(qū)動(dòng)器上安裝操作系統(tǒng)？ .... 42 16. 支持 RAID 和 ACHI 模式的南橋及硬盤規(guī)格、傳輸模式 ........................................... 44 17. 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