一、硬盤(pán)磁頭技術(shù)
1、磁頭
磁頭是硬盤(pán)中最昂貴的部件,也是硬盤(pán)技術(shù)中最重要和最關(guān)鍵的一環(huán),
電路板的檢修
。傳統(tǒng)的磁頭是讀寫(xiě)合一的電磁感應(yīng)式磁頭,但是,硬盤(pán)的讀、寫(xiě)卻是兩種截然不同的操作,為此,這種二合一磁頭在設(shè)計(jì)時(shí)必須要同時(shí)兼顧到讀/寫(xiě)兩種特性,從而造成了硬盤(pán)設(shè)計(jì)上的局限。而MR磁頭(Magnetoresistive heads),即磁阻磁頭,采用的是分離式的磁頭結(jié)構(gòu):寫(xiě)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(xiě)操作),讀取磁頭則采用新型的MR磁頭,即所謂的感應(yīng)寫(xiě)、磁阻讀。這樣,在設(shè)計(jì)時(shí)就可以針對(duì)兩者的不同特性分別進(jìn)行優(yōu)化,以得到最好的讀/寫(xiě)性能。另外,MR磁頭是通過(guò)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。而且由于讀取的信號(hào)幅度與磁道寬度無(wú)關(guān),故磁道可以做得很窄,從而提高了盤(pán)片密度,達(dá)到200MB/英寸2,而使用傳統(tǒng)的磁頭只能達(dá)到20MB/英寸2,這也是MR磁頭被廣泛應(yīng)用的最主要原因。目前,MR磁頭已得到廣泛應(yīng)用,而采用多層結(jié)構(gòu)和磁阻效應(yīng)更好的材料制作的GMR磁頭(Giant Magnetoresistive heads)也逐漸普及。2、磁道
當(dāng)磁盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí),磁頭若保持在一個(gè)位置上,則每個(gè)磁頭都會(huì)在磁盤(pán)表面劃出一個(gè)圓形軌跡,這些圓形軌跡就叫做磁道。這些磁道用肉眼是根本看不到的,因?yàn)樗鼈儍H是盤(pán)面上以特殊方式磁化了的一些磁化區(qū),磁盤(pán)上的信息便是沿著這樣的軌道存放的。相鄰磁道之間并不是緊挨著的,這是因?yàn)榇呕瘑卧喔籼鼤r(shí)磁性會(huì)相互產(chǎn)生影響,同時(shí)也為磁頭的讀寫(xiě)帶來(lái)困難。一張1.44MB的3.5英寸軟盤(pán),一面有80個(gè)磁道,而硬盤(pán)上的磁道密度則遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于此值,通常一面有成千上萬(wàn)個(gè)磁道。
3、扇區(qū)
磁盤(pán)上的每個(gè)磁道被等分為若干個(gè)弧段,這些弧段便是磁盤(pán)的扇區(qū),每個(gè)扇區(qū)可以存放512個(gè)字節(jié)的信息,磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器在向磁盤(pán)讀取和寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí),要以扇區(qū)為單位。1.44MB3.5英寸的軟盤(pán),每個(gè)磁道分為18個(gè)扇區(qū)。
4、柱面
硬盤(pán)通常由重疊的一組盤(pán)片構(gòu)成,每個(gè)盤(pán)面都被劃分為數(shù)目相等的磁道,并從外緣的“0”開(kāi)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(pán)的柱面。磁盤(pán)的柱面數(shù)與一個(gè)盤(pán)面上的磁道數(shù)是相等的。由于每個(gè)盤(pán)面都有自己的磁頭,因此,盤(pán)面數(shù)等于總的磁頭數(shù)。所謂硬盤(pán)的CHS,即Cylinder(柱面)、Head(磁頭)、Sector(扇區(qū)),只要知道了硬盤(pán)的CHS的數(shù)目,即可確定硬盤(pán)的容量,硬盤(pán)的容量=柱面數(shù)×磁頭數(shù)×扇區(qū)數(shù)×512B。
三、硬盤(pán)接口技術(shù)
硬盤(pán)接口是連接硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和計(jì)算機(jī)的專用部件,它對(duì)計(jì)算機(jī)的性能以及在擴(kuò)充系統(tǒng)時(shí)計(jì)算機(jī)連接其他設(shè)備的能力都有很大影響。硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器接口的類(lèi)型主要有:
1、SCSI接口
SCSI(Small Computer System Interface)即“小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口”是一種系統(tǒng)級(jí)的接口,支持硬盤(pán)的容量突破了528MB的限制,可以同時(shí)掛接7個(gè)不同的設(shè)備。目前SCSI接口有二個(gè)標(biāo)準(zhǔn):SCSI-2和SCSI-3。SCSI-2又稱為Fast SCSI,在8bit總線下能達(dá)到10M/s的數(shù)據(jù)傳輸率。而SCSI-3包括Ultra SCSI(8bit)、Ultra wide SCSI(含16bit和32bit)和Ultra2 SCSI,
電腦資料
《電路板的檢修》(http://www.lotusphilosophies.com)。其中Ultra2 SCSI在8bit數(shù)據(jù)寬度下提供40M/s的數(shù)據(jù)傳輸率,在16位總線下最高能達(dá)到80M/s。SCSI接口的硬盤(pán)被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、工作站和小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上,但由于SCSI接口硬盤(pán)的價(jià)格要比IDE接口硬盤(pán)高,而且使用時(shí)還必須另外購(gòu)買(mǎi)SCSI接口卡,因而在家用電腦上仍以IDE接口的硬盤(pán)為主流。3、IDE接口
IDE(Integrated Drive Electronics)接口是Compaq公司為解決老式的ST506/412接口速度慢、成本高而開(kāi)發(fā)出硬盤(pán)接口標(biāo)準(zhǔn),亦即ATA(AT Attachment)接口標(biāo)準(zhǔn)。由于IDE接口的硬盤(pán)具有價(jià)格低廉、穩(wěn)定性好、標(biāo)準(zhǔn)化程度高等優(yōu)點(diǎn),因此得到廣泛的應(yīng)用。ATA接口標(biāo)準(zhǔn)亦已由ATA、ATA-2、ATA-3發(fā)展到今天的Ultra ATA。
Ultra ATA(也稱為Ultra DMA/33)是由Intel和Quantum公司共同提出的硬盤(pán)接口標(biāo)準(zhǔn),與Fast ATA相比,Ultra ATA有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):
外部數(shù)據(jù)傳率由Fast ATA的16.6MB/s提高到33.3MB/s;
采用CRC循環(huán)冗余檢驗(yàn),通過(guò)兩個(gè)寄存器的重復(fù)測(cè)試來(lái)提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目?性;由硬盤(pán)直接產(chǎn)生選通信號(hào),并且同時(shí)將數(shù)據(jù)傳送到總線上,從而減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t時(shí)間。
要發(fā)揮Ultra ATA的威力,除了要有一塊Ultra ATA接口的硬盤(pán)外,還需要有操作系統(tǒng)和芯片組的支持。目前支持Ultra ATA的芯片組包括Intel的430TX、440LX,SiS 5597/5581,VIA的VP2、VP3,Ali的Aladdin IV+,AMD-640以及所有100Mhz的芯片組。雖然,Ultra ATA向下兼容于Fast ATA,兩者都是使用40pin的接口,但如果芯片組或操作系統(tǒng)不支持,即使是Ultra ATA硬盤(pán)也只能達(dá)到16.6MB/s的外部傳輸率。
4、IEEE 1394接口
IEEE 1394并不是硬盤(pán)專用接口,但它卻可以方便地連接包括硬盤(pán)在內(nèi)的63個(gè)不同設(shè)備,并支持即插即用和熱插撥。在數(shù)據(jù)傳輸率方面,IEEE 1394可以提供100MB/s、400MB/s、1.2GB/s三檔高速傳輸率,是現(xiàn)時(shí)所有硬盤(pán)望塵莫及的。雖然目前市面上仍未能見(jiàn)到IEEE 1394接口的硬盤(pán),但由于IEEE 1394接口的先進(jìn)性,它必然會(huì)取代SCSI和IDE而成為明日的硬盤(pán)接口。目前Windows 98已支持IEEE 1394。
四、硬盤(pán)數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)
硬盤(pán)容量越做越大,我們?cè)谟脖P(pán)里存放的數(shù)據(jù)也越來(lái)越多。那么,這么大量的數(shù)據(jù)存放在這樣一個(gè)鐵盒子里究竟有多安全呢?雖然,目前的大多數(shù)硬盤(pán)的無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間(MTBF)已達(dá)300,000小時(shí)以上,但這仍不夠,一次故障便足以造成災(zāi)難性的后果。因?yàn)閷?duì)于不少用戶,特別是商業(yè)用戶而言,數(shù)據(jù)才是PC系統(tǒng)中最昂貴的部分,他們需要的是能提前對(duì)故障進(jìn)行預(yù)測(cè)。正是這種需求與信任危機(jī),推動(dòng)著各廠商努力尋求一種硬盤(pán)安全監(jiān)測(cè)機(jī)制,于是,一系列的硬盤(pán)數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。