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什么是硬盘

发布时间: 2022-03-03 01:01:44

⑴ 什么是硬盘

从构成的角度来看,各种硬盘是基本相同的。一个磁盘,通常由铝或玻璃衬底材料构成,外面覆盖了一层可以磁化的介质(铬,钌等),它提供了一个精确的表面区域,因而离散的数据位可以写入到一系列的磁道中。

数据位的读/写操作由磁头来完成,磁头和一个活动臂相连,当电动机驱动盘片的时候活动臂上的磁头在磁道间来回移动,而驱动电路逻辑用来控制磁头的移动并解释磁头在盘片介质上探测到的状态。
驱动电路逻辑可以说是硬盘的大脑,它提供了很多功能,其中包括连接硬盘到安装硬盘的系统或阵列的输入/输出总线。

可以反映硬盘性能的主要参数包括:

硬盘电机的速度(和它产生的热量).

读/写磁头的分辨率(表明其把磁信号从背景噪音分开的效能)

介质的磁特性(这很大程度上决定了最大可能的存储密度和存储介质内容的生命期)

硬盘部件的抗震性

所使用的空气过滤方法(即使所谓的密封硬盘都有一个空气过滤器,在硬盘由于空气污染而阻塞的情况下可以改善硬盘的效率).

最常用的衡量硬盘性能的指标是数据传输率和寻道时间。数据传输率是指每秒钟硬盘发送到CPU的字节数。寻道时间指CPU请求一个文件到第一个字节被发送给CPU的时间间隔。另外一个重要的指标是硬盘容量,也就是硬盘所支持的字节数。

所有种类的硬盘工作基本原理都类似:遵循应用程序的I/O指令找到数据位的位置,从该处读出或写入相应的数据位。但是不同种类的硬盘却使用不通的协议。驱动电路逻辑支持不同的I/O协议和技术规范。

IDE/ATA (并行ATA)和串行IDE/ATA硬盘是相对比较便宜的硬盘设备,它将控制器和驱动电路集成在一起。IDE规范了硬盘如何通过线缆连接到服务器,也规范了PC或服务器主板上的接口标准。IDE/ATA协议已经有了5个修订版,其性能的不断提高满足了应用对速度和容量的需求。

串行ATA(简写作SATA)是一个基于标准的接口,相对并行IDE/ATA,它有很显着的改善。其中之一就是SATA接口的传输速度是150M Bps,而IDE/ATA是100M Bps. 有50%的提高,对于大文件的应用如视频编辑,这一改进是非常有用的。

更进一步来看,SATA的未来标准将在数据传输率上有很大提高。相对而言,并行ATA10年来速度都没有什么改进,而且就传输性能来说,并行ATA已经接近极限了。

自从SATA协议被认可已经过去了一年多,直到最近SATA的硬盘产品才开始在市场上出现。在今年秋天,IBM在COMDEX上展示了其SATA硬盘,Nexsan和Promise两家公司将在今年年底和IBM合作推出低成本的基于SATA的磁盘阵列。(IBM最近宣称已经将她的大部分硬盘业务卖给了HITACHI. 对于SATA ,IBM如何处置我们还要进一步观望)

也有一些公司试图用并行ATA硬盘来设计阵列。但是这需要非常专业的阵列控制器、复杂的内存共享技术和架构来克服并行ATA对硬盘数量以及对线缆长度的限制。SATA在这些方面都有改进,包括支持1米长的线缆和连接更多的硬盘到一根总线上。

然而,第一代的SATA硬盘并不会比最新的并行ATA硬盘(UltraATA/100或很快就要推出的UltraATA/133)有多少优势。只有到SATA-2,SATA-3出来以后,其传输速度分别可以达到300M Bps和600M Bps,而且133M Bps的PCI也不再是瓶颈的话,SATA的优势才会真正显露出来。

从SCSI到SAS

当然,当基于SATA-2或SATA-3的硬盘上市的时候,串行SCSI(Serial Attached SCSI-SAS)硬盘可能也会同时出现。SCSI和IDE/ATA的竞争由来已久,而且他们都是并行接口。

并行SCSI有多种让人迷惑的叫法:大家经常看到用"FAST","Wide"和"Ultra"来描述SCSI接口。当前,UltraSCSI 3或Ultra160 SCSI是SCSI的最常用的协议,她支持160M bps,每根总线可以最多连接16个设备。

Ultra320目前只处于商业展示阶段,Ultra640则还处于设计阶段,他们分别可以将传输速度提高2倍和4倍,但是单根总线可连接的设备数和支持的线缆长度却没有提高。

现在有很多公司致力于开发支持更大吞吐率和支持更多设备连接和更长线缆的串行SCSI,我们不要把它和Fibre Channel和SSA(Serial Storage Architecture)混淆,这两种协议都是由IBM在90年代创立的。同时也不要把它和iSCSI混淆,iSCSI(SCSI over IP)将SCSI命令映射成其他协议。SAS对早期的SCSI设备向后兼容。

一个皆大欢喜的分类

依照STAWGS(SCSI TRade Association's Working Group on SCSI)的说法,在将来串行SCSI将处于低端的串行ATA和高端的Fibre Channel之间。1.5G bps(将扩展到3.0G bps) SATA将会是小服务器或存储这些低端的非关键业务应用的的首选。

Fibre Channel硬 --盘 当前的传输速率为2.0G bps, 将来会提高到4.0G bps--将继续占据昂贵的、复杂的面向关键业务和数据共享的多服务器网络存储应用市场。而支持128个设备和3.0G bps(很快就被6.0G bps取代)的SAS将统领企业服务器及大型机市场。

这样的市场划分是可以保持各方平衡的理想状态。事实上,不同协议的争论由来已久,关于协议的争论还将继续。

IBM, Ateonix, Dell, FIA 甚至可怕的EMC都已经发布了其基于IDE/ATA 硬盘(很快就会是SATA)的产品来存储基于文件的参考数据,这些产品很快就会蜂拥到存储市场上来。这种基于SATA的产品的优势在于:使用不到$5,000(价格只是基于SCSI硬盘的1/4)包含4个SATA硬盘的存储可以达到1TB的容量。

如果我们相信UCB(Univercity of California Berkeley)的科学家关于存储增长的分析--在未来几年基于文件的参考数据每年有34%的增长--那么,低端基于ATA的磁盘阵列的普及将不可避免。

忠告

对于有些厂商宣称ATA阵列(并行和串行ATA)将最终完全取代SCSI阵列,负责Seagate网络存储架构的VP Steven Sicola提出了如下忠告:

"首先,从组件的可靠性来讲,你要记住SCSI硬盘的机械部件为高工作负载而设计,企业使用的支持高性能的交易处理数据库的磁盘系统,对随机存取有很高要求,IDE/ATA无法满足这类应用,简单地来讲,SCSI硬盘比IDE/ATA硬盘更适合这种随机IO频繁的应用"。

"再者, IDE/ATA硬盘依赖主机处理器执行所有的存储任务 。SCSI硬盘和光纤硬盘则可由主机CPU和硬盘上专用的处理器来做队列管理这样的任务。"

"所以,在购买阵列的时候,应用决定了要购买的阵列类型 ",Sicola最后说到。

⑵ 磁盘是什么

磁盘就是计算机的外部存储器设备,即将圆形的磁性盘片装在一个方的密封盒子里,这样做的目的是为了防止磁盘表面划伤,导致数据丢失。简单地讲,就是一种计算机信息载体,也可以反复地被改写。

磁盘有软盘和硬盘之分:

软盘(Floppy Disk)是个人计算机(PC)中最早使用的可移介质。软盘的读写是通过软盘驱动器完成的,现在已经被U盘所代替。

⑶ 什么叫硬盘,硬盘里都有什么、、

硬盘就是一种最为常见的外存储器,它好比是数据的外部仓库一样。电脑除了要有“工作间”,还要有专门存储东西的仓库。硬盘又叫固定盘,由金属材料涂上磁性物质的盘片与盘片读写装置组成。这些盘片与读写装置(驱动器)是密封在一起的。硬盘的尺寸有5.25英寸、3.5英寸和1.8英寸等。有一类硬盘还可以通过并行口连接,作为一种方便移动的硬盘。硬盘的存储速度比起内存来说要慢,但存储量要大得多,存储容量可用兆(MB)或吉(GB)来表示,1GB=1024MB。目前,家用电脑的硬盘的大小有60GB、80GB、120GB等。
硬盘的性能指标解析:

1.硬盘的转速(Spindle Speed)

硬盘转速就是指硬盘主轴电机的转动速度,一般以每分钟多少转来表示(RpM),硬盘的主轴马达带动盘片高速旋转,产生浮力使磁头飘浮在盘片上方。要将所要存取资料的扇区带到磁头下方,转速越快,等待时间也就越短。随着硬盘容量的不断增大,硬盘的转速也在不断提高。然而,转速的提高也带来了磨损加剧、温度升高、噪声增大等一系列负面影响。

2.硬盘的数据传输率(DAtA TRAnsfeRRAte) DTR(DAtA TRAnsfeRRAte)

数据传输率,它又包括了外部数据传输率(ExteRnAlTRAnsfeR RAte,又称突发传输速率)和内部数据传输率(InteRnAl TRAnsfeR RAte)两种,我们常常说的ATA100中的100就代表着这块硬盘的外部数据传输率理论值是100MB/s,指的是电脑通过数据总线从硬盘内部缓存区中所读取数据的最高速率。而内部数据传输率可能并不被大家所熟知,但它才是一块硬盘性能好坏的重要指标,它指的是磁头至硬盘缓存间的数据传输率,具体如何分析一个硬盘的DTR曲线我们会在后文的测试过程中进行说明。

注:在一些官方资料中大家常常会发现两种不同的单位,一种是MB/s,一种是MBit/s,需要指出的是,我们不能用一般的MB和MBit的换算关系(1B=8Bit)来进行换算,比如说文档中说明内部数据传输率为570MBit/s,这里就不能把570简单的除以8来进行换算,因为这个570MBit中有很多Bit是一些辅助信息,简单的除以8得出的数值和其真实性能并不能等同。当然,持续数据传输率更需要我们去关注,也就是上图中的“27 to 44”这部分数据,不过并不是每一个硬盘厂家都会给出这项数据,这就需要我们通过测试来分析了。

3.硬盘缓存

缓存是硬盘与外部总线交换数据的场所。硬盘读数据的过程是将要读取的资料存入缓存,等缓存中填充满数据或者要读取的数据全部读完后再从缓存中以外部传输率传向硬盘外的数据总线。可以说它起到了内部和外部数据传输的平衡作用。可见,缓存的作用是相当重要的。目前主流硬盘的缓存主要有8MB和2MB两种。一般以SDRAM为主。根据写入方式的不同,有写通式和回写式两种。现在的多数硬盘都是采用的回写式。

4.平均寻道时间(AveRAGe Seek TiMe)

平均寻道时间指的是从硬盘接到相应指令开始到磁头移到指定磁道为止所用的平均时间。单位为毫秒(Ms),这是硬盘一个非常重要的指标,这个指标和后面要谈到的平均访问时间有着密切的联系。

5.柱面切换时间(也称磁道切换时间,CylindeR Switch TiMe或者TRAck to TRAck TiMe)

它指的是两个相邻的柱面进行切换所用的时间,具体到磁道上是指磁头从当前磁道上方移动到相邻的磁道上方所用的时间,单位为毫秒(Ms)。

6. 全程寻道时间(Full StRoke seek TiMe) 指的是磁头从最外圈磁道上方移动到最内圈磁道上方(或者从最内圈磁道上方移动到最外圈磁道上方)所用的时间,单位为毫秒(Ms)。

7. 平均潜伏期(AveRAGe LAtency TiMe) 它指的是磁头移动到指定磁道后,还需要多少时间指定的(即要读取或者写入的)扇区才会转到磁头下进行读取或者写入的相关操作,很明显这个时间和盘片的转速有关,平均潜伏期一般指盘片旋转一周所用时间的一半,单位为毫秒(Ms)。这样我们就可以很轻松地换算出硬盘转速和平均潜伏期的一一对应关系。

换算公式为:(60/硬盘转速×2)×1000=平均潜伏期

可以计算出来,5400转 5.556Ms,7200转 4.167Ms和10000转 3Ms

8. 平均访问时间(AveRAGe Access TiMe)

这项指标在官方技术文档中一般不会出现,它指的是从相应的读或者写指令发出开始到有指定的扇区转到磁头下等待进行读取或者写入(也有的称为从读/写指令发出到第一笔数据读/写所用的时间)为止的这段时间。一般情况下,平均访问时间约等于平均寻道时间和平均潜伏期之和(严格定义中还包括一些指令处理时间,但一般忽略不计)。其单位也为毫秒(Ms),它的值我们可以利用HdtAch 2.61和WinBench 99v2.0测试出来

⑷ 硬盘是什么

硬盘是电脑主要的存储媒介之一,由一个或者多个铝制或者玻璃制的盘片组成。盘片外覆盖有铁磁性材料。

硬盘主要分为固态硬盘、机械硬盘、混合硬盘。绝大多数硬盘都是固定硬盘,被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。

主要分为固态硬盘(SSD)(SSD 盘,新式硬盘内)、机械硬盘(HDD)、混合硬盘(HHD );固态硬盘采用闪存颗粒来存储,有sata固态、m.2固态、pci-e固态。

(4)什么是硬盘扩展阅读:

硬盘保养维护:

1、保持电脑工作环境清洁

硬盘已带有超精过滤纸的呼吸孔与外界相通,它可以在普通无净化装置的室内环境中使用,若在灰尘严重的环境下,会被吸附到PCBA的表面、主轴电机的内部以及堵塞呼吸过滤器,因此必须防尘。

2、养成正确关机的习惯

硬盘在工作时突然关闭电源,可能会导致磁头与盘片猛烈磨擦而损坏硬盘,还会使磁头不能正确复位而造成硬盘的划伤。

关机时一定要注意面板上的硬盘指示灯是否还在闪烁,只有当硬盘指示灯停止闪烁、硬盘结束读写后方可关机。

3、正确移动硬盘,注意防震

移动硬盘时最好等待关机十几秒硬盘完全停转后再进行。在开机时硬盘高速转动,轻轻的震动都可能盘片与读写头相互磨擦而产生磁片坏轨或读写头毁损。

参考资料:网络-硬盘

⑸ 什么是硬盘

电脑硬盘是计算机最主要的存储设备。硬盘(港台称之为硬盘,英文名:Hard Disk Drive, 简称HDD 全名温彻斯特式硬盘)由一个或者多个铝制或者玻璃制的盘片组成。这些盘片外覆盖有铁磁性材料。

绝大多数硬盘都是固定硬盘,被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。早期的硬盘存储媒介是可替换的,不过今日典型的硬盘是固定的存储媒介,被封在硬盘里 (除了一个过滤孔,用来平衡空气压力)。

(5)什么是硬盘扩展阅读

硬盘接口:

1、ATA

全称Advanced Technology Attachment,是用传统的40-pin 并口数据线连接主板与硬盘的,外部接口速度最大为133MB/s,因为并口线的抗干扰性太差,且排线占空间,不利计算机散热,将逐渐被SATA所取代。

2、IDE

IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”,即“电子集成驱动器”,俗称PATA并口。

参考资料来源:网络-电脑硬盘

⑹ 什么是“硬盘”

为了使硬盘能够适应大数据量、超长工作时间的工作环境,服务器一般采用高速、稳定、安全的SCSI硬盘。

现在的硬盘从接口方面分,可分为IDE硬盘与SCSI硬盘(目前还有一些支持PCMCIA接口、IEEE 1394接口、SATA接口、USB接口和FC-AL(FibreChannel-Arbitrated Loop)光纤通道接口的产品,但相对来说非常少);IDE硬盘即我们日常所用的硬盘,它由于价格便宜而性能也不差,因此在PC上得到了广泛的应用。

目前个人电脑上使用的硬盘绝大多数均为此类型硬盘。另一类硬盘就是SCSI硬盘了(SCSI即Small Computer System Interface小型计算机系统接口),由于其性能好,因此在服务器上普遍均采用此类硬盘产品,但同时它的价格也不菲,所以在普通PC上不常看到SCSI的踪影。

同普通PC机的硬盘相比,服务器上使用的硬盘具有如下四个特点。

1、速度快

服务器使用的硬盘转速快,可以达到每分钟7200或10000转,甚至更高;它还配置了较大(一般为2MB或4MB)的回写式缓存;平均访问时间比较短;外部传输率和内部传输率更高,采用Ultra Wide SCSI、Ultra2 Wide SCSI、Ultra160 SCSI、Ultra320 SCSI等标准的SCSI硬盘,每秒的数据传输率分别可以达到40MB、80MB、160MB、320MB。

2、可靠性高

因为服务器硬盘几乎是24小时不停地运转,承受着巨大的工作量。可以说,硬盘如果出了问题,后果不堪设想。所以,现在的硬盘都采用了S.M.A.R.T技术(自监测、分析和报告技术),同时硬盘厂商都采用了各自独有的先进技术来保证数据的安全。为了避免意外的损失,服务器硬盘一般都能承受300G到1000G的冲击力。

3、多使用SCSI接口

多数服务器采用了数据吞吐量大、CPU占有率极低的SCSI硬盘。SCSI硬盘必须通过SCSI接口才能使用,有的服务器主板集成了SCSI接口,有的安有专用的SCSI接口卡,一块SCSI接口卡可以接7个SCSI设备,这是IDE接口所不能比拟的。

4、可支持热插拔

热插拔(Hot Swap)是一些服务器支持的硬盘安装方式,可以在服务器不停机的情况下,拔出或插入一块硬盘,操作系统自动识别硬盘的改动。这种技术对于24小时不间断运行的服务器来说,是非常必要的。

我们衡量一款服务器硬盘的性能时,主要应该参看以下指标:

主轴转速

主轴转速是一个在硬盘的所有指标中除了容量之外,最应该引人注目的性能参数,也是决定硬盘内部传输速度和持续传输速度的第一决定因素。如今硬盘的转速多为5400rpm、7200rpm、10000rpm和15000rpm。从目前的情况来看,10000rpm的SCSI硬盘具有性价比高的优势,是目前硬盘的主流,而7200rpm及其以下级别的硬盘在逐步淡出硬盘市场。

内部传输率

内部传输率的高低才是评价一个硬盘整体性能的决定性因素。硬盘数据传输率分为内外部传输率;通常称外部传输率也为突发数据传输率(Burstdata Transfer Rate)或接口传输率,指从硬盘的缓存中向外输出数据的速度。

目前采用Ultra 160 SCSI技术的外部传输率已经达到了160MB/s;内部传输率也称最大或最小持续传输率(Sustained Transfer Rate),是指硬盘在盘片上读写数据的速度,现在的主流硬盘大多在30MB/s到60MB/s之间。由于硬盘的内部传输率要小于外部传输率,所以只有内部传输率才可以作为衡量硬盘性能的真正标准。

⑺ 什么是硬盘,什么是磁盘,硬盘是磁盘吗

磁盘分为两类,一类是硬盘,一类是软盘。

  1. 软盘又有3种,一种为3.25英寸,容量为1.44MB,一种为5.25英寸,容量有360KB,及720KB,还有一种为最早期的8英寸软盘,这可谓是软盘的鼻祖.其中5.25英寸软盘因不方便携带等原因早已淘汰.目前3.25英寸软盘也已逐渐淡化出我们的视线.

  2. 硬盘就是一种最为常见的外存储器,它好比是数据的外部仓库一样。硬盘又叫固定盘,由金属材料涂上磁性物质的盘片与盘片读写装置组成。这些盘片与读写装置(驱动器)是密封在一起的。硬盘的尺寸有5.25英寸、3.5英寸和1.8英寸等。有一类硬盘还可以通过并行口连接,作为一种方便移动的硬盘。

  3. 硬盘的存储容量可用兆(MB)或吉(GB)来表示,1GB=1024MB。目前,家用电脑的硬盘的大小有60GB、80GB、120GB等

⑻ 硬盘是什么

硬盘是电脑主要的存储媒介之一,由一个或者多个铝制或者玻璃制的盘片组成。盘片外覆盖有铁磁性材料。

硬盘有固态硬盘(SSD盘,新式硬盘内有sata固态、m.2固态、pci-e固态,而m.2固态又有nvme的m.2和sata的m.2)、机械硬盘(HDD传统硬盘内有3.5寸、2.5寸的,还有5400转和7200转)

⑼ 什么是硬盘!

内存RAM特点是读写速度较快,但是停电之后内容就全丢失了,这就需要另一种存储器——外存储器。外存储器分为软盘、硬盘、光盘等。
硬盘就是一种最为常见的外存储器,它好比是数据的外部仓库一样。电脑除了要有“工作间”,还要有专门存储东西的仓库。硬盘又叫固定盘,由金属材料涂上磁性物质的盘片与盘片读写装置组成。这些盘片与读写装置(驱动器)是密封在一起的。硬盘的尺寸有5.25英寸、3.5英寸和1.8英寸等。有一类硬盘还可以通过并行口连接,作为一种方便移动的硬盘。
硬盘的存储速度比起内存来说要慢,但存储量要大得多,存储容量可用兆(MB)或吉(GB)来表示,1GB=1024MB。现在家用电脑的硬盘的大小有60GB、80GB、120GB等。