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硬盤結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識
對于熟悉的硬盤,突然之間有好多疑問,電腦C、D、E、F盤在硬盤哪里呢?主分區(qū)、擴(kuò)展分區(qū)分別對應(yīng)的哪些扇區(qū)?主引導(dǎo)記錄和系統(tǒng)分區(qū)表在哪里呢?為什么有些硬盤貴,有些便宜,參數(shù)之間的差距到底意味著什么?下面一起來了解一下吧!
一、從硬盤外觀入手
在深入硬盤內(nèi)部之前,我們有必要從整體的角度去審視一下硬盤,這里僅簡單的說一說,下圖一是一塊硬盤圖片:
圖一
我們的筆記本硬盤、臺式機(jī)硬盤、移動(dòng)硬盤,基本上都是這樣的“大”方塊,接下來我們從多個(gè)角度來審視一下硬盤:
。1)大。捍笮兴煌,一般臺式機(jī)的為3.5寸大小,筆記本和移動(dòng)硬盤的為2.5寸大小,還有一些1.8寸、1.3寸、1.0寸、0.85寸等大小的。
。2)接口:我們平時(shí)的移動(dòng)硬盤,就是usb接口的;對于臺式機(jī)和筆記本,硬盤在里面安裝著,就不是usb接口了,主要有IDE、SATA接口,看下圖二:
圖二
IDE就是我們說的并口,臺式機(jī)為40針的一個(gè)接口,筆記本為44針的一個(gè)接口,只有一個(gè)接口,直接插在電腦里面,不過現(xiàn)在這種接口很少見了;另外一種SATA接口,由兩部分組成:一個(gè)7針的接口(數(shù)據(jù)接口)和一個(gè)15針接口(電源接口)。另外我們的移動(dòng)硬盤是USB接口的,其實(shí)可以看成是臺式機(jī)或筆記本電腦硬盤,里面有個(gè)SATA轉(zhuǎn)USB的PCB板,你可能會說,我能不能把我的移動(dòng)硬盤拆開,然后把那個(gè)SATA轉(zhuǎn)USB的PCB板拆掉,然后當(dāng)臺式機(jī)或筆記本硬盤?不太好弄,因?yàn)槟壳昂芏嘣b的移動(dòng)硬盤內(nèi)部已經(jīng)沒有了SATA口,直接通過內(nèi)部電路形式,以USB接口作為出口,供大家使用了,所以拆開移動(dòng)硬盤也不好再利用了;你可能又問,那我的臺式機(jī)或者筆記本硬盤是SATA接口的,能不能拆下來,當(dāng)移動(dòng)硬盤用呢?這個(gè)可以通過一個(gè)SATA轉(zhuǎn)USB的線來實(shí)現(xiàn),這種線網(wǎng)上就有賣的,如果哪天想折騰一下自己的電腦或者電腦硬盤有問題想拆下來恢復(fù)一下數(shù)據(jù),那么可以買根這樣的線試試,前段時(shí)間有個(gè)朋友的電腦啟動(dòng)不了,我就是這樣把他的硬盤里面的數(shù)據(jù)給恢復(fù)了。
。3)前后面:前后面都是鐵皮包著,外面寫點(diǎn)兒廠家信息,沒有什么可說的。
上面看了一下硬盤的整體外觀,真正區(qū)分硬盤不同的以及內(nèi)部的樣子,還需要我們?nèi)ゴ蜷_硬盤,看看里面有什么。我們一面一面的打開,下圖三給出了一個(gè)硬盤大卸八塊圖。
圖三
二、打開硬盤正面
我們打開硬盤的一面,能看到一個(gè)綠色的電路板,這里就是對硬盤進(jìn)行控制的電路,以及一些芯片,具體可以看下下面圖四:
圖四
三、打開硬盤背面
前面啰啰嗦嗦了那么多,真正要講的其實(shí)才剛剛開始,我們打開硬盤的背面,才能看到數(shù)據(jù)到底存儲在哪里?數(shù)據(jù)到底是怎么讀寫的等等。
不同種類的硬盤,打開背面后,你看到的東西可能不同,這里的種類分為三種:
。1)SSD硬盤,既固態(tài)硬盤。
。2)HDD硬盤,即機(jī)械硬盤。
。3)HHD混合硬盤。他們的區(qū)別先不講,后面會慢慢提到。我們先打開我們目前最常用,也相對最便宜的硬盤HDD機(jī)械硬盤,看看它里面到底是什么樣的,可以看看圖五.
圖五
上圖中可以看到各個(gè)組成部分,我們一部分一部分來講解。
。1)盤面:箭頭所指“磁盤”的地方,看著它是不是長的像光盤一樣,這個(gè)盤就是來存儲數(shù)據(jù)的,它不僅僅只有一張,而且是上下好幾張?jiān)谝黄鸬摹?/p>
(2)磁頭(Head):我們知道盤面是存儲數(shù)據(jù)的,那么它的數(shù)據(jù)怎么讀寫的呢,就是通過磁頭來讀寫的。磁頭有電感應(yīng)式的,也有MR磁阻式的,這個(gè)磁頭就是能夠把盤面上存儲的磁信息轉(zhuǎn)換為電信號,進(jìn)而能夠讀取信息了。這里注意,一個(gè)盤面有正反兩面,因此也對應(yīng)正反兩個(gè)頭,分別對著盤面的正反兩面;盤面是多個(gè)上下疊放,因此也有多個(gè)磁頭與之對應(yīng),所以一般情況下:盤面數(shù)量=磁頭數(shù)量。(目前有些多磁頭技術(shù)的應(yīng)用,一個(gè)盤面可能對應(yīng)多個(gè)磁頭,這里先不考慮這種情況)。
。3)主軸馬達(dá):盤面和磁頭如果是固定不動(dòng)的,那么磁頭是無法讀到盤面其他地方的數(shù)據(jù)的,因此有一個(gè)主軸馬達(dá),帶動(dòng)著盤面高速旋轉(zhuǎn),這個(gè)就是轉(zhuǎn)速,也就是我們平時(shí)看到的磁盤轉(zhuǎn)速,或者硬盤轉(zhuǎn)速,一般有5400,7200,10000以上的等等,速度越快,數(shù)據(jù)讀寫的越快,但是那么快轉(zhuǎn)速,自然發(fā)熱和功耗也多了。
。4)音圈馬達(dá)和磁頭臂:如果僅僅是盤面在主軸馬達(dá)帶動(dòng)下轉(zhuǎn)還不夠,那樣的話磁頭僅僅能夠讀盤面的一圈數(shù)據(jù),因此還需要磁頭也能運(yùn)動(dòng),就是在音圈馬達(dá)和磁頭臂共同作用下,沿著盤面半徑方向運(yùn)動(dòng),這樣就能夠讀整個(gè)盤面的內(nèi)容了。磁頭在盤面高速旋轉(zhuǎn)下,在空氣流的作用下,會抬起很微小的高度,來讀寫數(shù)據(jù)。所以如果在硬盤正在讀寫數(shù)據(jù)的時(shí)候,去震動(dòng)硬盤,那么很有可能使磁頭和盤面相碰,進(jìn)而損耗硬盤,因此,硬盤讀寫過程中要減少震動(dòng)。
備注:這里的主軸馬達(dá)和音圈馬達(dá)為什么能夠精確的定位到需要讀取的數(shù)據(jù)的地方呢?就是通過硬盤正面電路板里面的控制電路來精確控制的,而尋址方式可以采用CHS(柱面,磁頭,扇區(qū))尋址方式或線性尋址。
。5)空氣過濾片:進(jìn)出空氣來導(dǎo)出熱量,同時(shí)他有一個(gè)濾片在上面,過濾空氣中的灰塵。
備注:前面提到了SSD固態(tài)硬盤,它不像這里的一樣采用磁性盤面來存儲數(shù)據(jù),而是采用閃存顆粒來存儲,無旋轉(zhuǎn),而是由控制單元和存儲單元組成的,因此讀取速度更快,抗震動(dòng)性更強(qiáng)。
好了,大體上講解了主要的組成部分,接下來,需要更加細(xì)致的去理解一下,往細(xì)致里面去看,自然也增加了一些新的名詞。
。1)磁道(Track):我們讓磁頭固定住,然后讓盤面旋轉(zhuǎn),那么磁頭所劃出的同心圓,就稱為一個(gè)磁道,如果再加上磁頭的運(yùn)動(dòng),那么磁盤上就形成了從外到里的一圈圈的磁道。
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