什么是硬盘？_百度知道
什么是硬盘？
硬盘和磁盘有什么关系？
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英文名称：Hard disk 硬盘概述 硬盘是一种主要的电脑存储媒介，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。这些碟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。不过，现在可移动硬盘越来越普及，种类也越来越多。 硬盘接口分类 绝大多数台式电脑使用的硬盘要么采用 IDE 接口，要么采用 SCSI 接口。SCSI 接口硬盘的优势在于，最多可以有七种不同的设备可以联接在同一个控制器面板上。由于硬盘以每分钟转的恒定高速度旋转，因此，从硬盘上读取数据只需要很短的时间。在笔记本电脑中，硬盘可以在空闲的时候停止旋转，以便延长电池的使用时间。老式硬盘的存储容量最小只有 5MB，而且，使用的是直径达12英寸的碟片。现在的硬盘，存储容量已从以MB为单位发展到以GB、TB为单位，台式电脑硬盘使用的碟片直径一般为3.5英寸，笔记本电脑硬盘使用的碟片直径一般为2.5英寸。新硬盘一般都在装配工厂中经过低级格式化，目的在于把一些原始的扇区鉴别信息存储在硬盘上。 硬盘物理结构 1、磁头 磁头是硬盘中最昂贵的部件，也是硬盘技术中最重要和最关键的一环。传统的磁头是读写合一的电磁感应式磁头，但是，硬盘的读、写却是两种截然不同的操作，为此，这种二合一磁头在设计时必须要同时兼顾到读/写两种特性，从而造成了硬盘设计上的局限。而MR磁头（Magnetoresistive heads），即磁阻磁头，采用的是分离式的磁头结构：写入磁头仍采用传统的磁感应磁头（MR磁头不能进行写操作），读取磁头则采用新型的MR磁头，即所谓的感应写、磁阻读。这样，在设计时就可以针对两者的不同特性分别进行优化，以得到最好的读/写性能。另外，MR磁头是通过阻值变化而不是电流变化去感应信号幅度，因而对信号变化相当敏感，读取数据的准确性也相应提高。而且由于读取的信号幅度与磁道宽度无关，故磁道可以做得很窄，从而提高了盘片密度，达到200MB/英寸2，而使用传统的磁头只能达到20MB/英寸2，这也是MR磁头被广泛应用的最主要原因。目前，MR磁头已得到广泛应用，而采用多层结构和磁阻效应更好的材料制作的GMR磁头（Giant Magnetoresistive heads）也逐渐普及。 2、磁道 当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道。这些磁道用肉眼是根本看不到的，因为它们仅是盘面上以特殊方式磁化了的一些磁化区，磁盘上的信息便是沿着这样的轨道存放的。相邻磁道之间并不是紧挨着的，这是因为磁化单元相隔太近时磁性会相互产生影响，同时也为磁头的读写带来困难。一张1.44MB的3.5英寸软盘，一面有80个磁道，而硬盘上的磁道密度则远远大于此值，通常一面有成千上万个磁道。、扇区 磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段便是磁盘的扇区，每个扇区可以存放512个字节的信息，磁盘驱动器在向磁盘读取和写入数据时，要以扇区为单位。1.44MB3.5英寸的软盘，每个磁道分为18个扇区。 4、柱面 硬盘通常由重叠的一组盘片构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的“0”开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为磁盘的柱面。磁盘的柱面数与一个盘面上的磁道数是相等的。由于每个盘面都有自己的磁头，因此，盘面数等于总的磁头数。所谓硬盘的CHS，即Cylinder（柱面）、Head（磁头）、Sector（扇区），只要知道了硬盘的CHS的数目，即可确定硬盘的容量，硬盘的容量=柱面数磁头数扇区数512B。 盘逻辑结构 1. 硬盘参数释疑 到目前为止, 人们常说的硬盘参数还是古老的 CHS(Cylinder/Head/Sector)参数。那么为什么要使用这些参数，它们的意义是什么?它们的取值范围是什么? 很久以前， 硬盘的容量还非常小的时候，人们采用与软盘类似的结构生产硬盘。也就是硬盘盘片的每一条磁道都具有相同的扇区数。由此产生了所谓的3D参数 (Disk Geometry). 既磁头数(Heads)，柱面数(Cylinders)，扇区数(Sectors)，以及相应的寻址方式。 其中： 磁头数(Heads)表示硬盘总共有几个磁头,也就是有几面盘片, 最大为 255 (用 8 个二进制位存储)； 柱面数(Cylinders) 表示硬盘每一面盘片上有几条磁道,最大为 1023(用 10 个二进制位存储)； 扇区数(Sectors) 表示每一条磁道上有几个扇区, 最大为 63(用 6个二进制位存储)； 每个扇区一般是 512个字节, 理论上讲这不是必须的,但好像没有取别的值的。 所以磁盘最大容量为： 255 * 1023 * 63 * 512 / 1048576 = 8024 GB ( 1M =1048576 Bytes )或硬盘厂商常用的单位： 255 * 1023 * 63 * 512 / 1000000 = 8414 GB ( 1M =1000000 Bytes ) 在 CHS 寻址方式中，磁头，柱面，扇区的取值范围分别为 0到 Heads - 1。0 到 Cylinders - 1。 1 到 Sectors (注意是从 1 开始)。
采纳率：8%
固定永久储存介质，容量大，抗干扰，不易损坏，磁盘是硬盘里面的储存介质，磁头通过在磁盘上方几微米的地方高速旋转获取磁盘不同磁道储存的信息，主流磁盘通常在500GB以上，1TB的磁盘也不少见了。主流磁盘接口有SATA 3
，速度和效率从左向右依次缩小，IDE接口的主板已经不多见了
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㈠ 磁道 以盘片中心为圆心，用不同的半径，划分出不同的很窄的圆环形区域，称为磁道㈡ 扇区 磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段便是磁盘的扇区.扇区是磁盘最小的物理存储单元㈢ 柱面
上下一串盘片中，相同半径的磁道所组成的一个圆柱型的环壁，就称为柱面
㈣ 寻道时间磁头从开始移动到数据所在磁道所需要的时间寻道时间越短，I/O操作越快，
1.磁盘结构图：
工作原理图：
45、（7分）假设计算机系统采用CSCAN（循环扫描）磁盘调度策略，使用2KB的内存空间记录16384个磁盘块的空间状态
（1）、请说明在上述条件下如何进行磁盘块空闲状态管理。
（2）、设某单面磁盘旋转速度为每分钟6000转。每个磁道有100个扇区，相临磁道间的平均移动时间为1ms.
若在某时刻，磁头位于100号磁道处，并沿着磁道号大的方向移动（如下图所示），磁道号请求队列为50.90.30.120.对请求队列中的每个磁道需读取1个随机分布的扇区，则读完这个扇区点共需要多少时间？要求给出计算过程。
2KB =2*1024* 8bit=16384 使用位示图方法进行磁盘的管理
（2） 每分钟6000转，转一圈时间是0.01是，
同时因为是100个扇区，通过一个扇区的时间是0.0001s
根据SCAN算法：
现在是100 磁道 ，我们知道根据 SCAan算法（中心最近原则）：
在这里我们注意SCAN算法是单方向的，因为是限定了只能沿着大方向移动、所以得出如下数序：
100-》120》30》50》90
寻道用去时间是：（120-100+(120-30)+(50-30)+(90-50)）*1ms
=20+90+20+40
=110+60=170ms
读取四个扇区是：
//读取时间，读一圈加上+通过一圈半径时间
//注意这个扇区在对面的1/2
（0.01 *0.5 +0.0001）*4
寻道时间加上读取是 170+20.4=192.4
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(window.slotbydup=window.slotbydup || []).push({
id: '4773203',
container: s,
size: '200,200',
display: 'inlay-fix'> 硬盘原理
　　导读：本文主要介绍的是硬盘的原理，感兴趣的童鞋们快来学习一下吧~~很涨姿势的哦~~本文引用地址：1.--简介　　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碟片组成。碟片外覆盖有铁磁性材料。硬盘有固态硬盘(SSD&盘)、机械硬盘(HDD&传统硬盘)、混合硬盘。SSD采用闪存颗粒来存储，HDD采用磁性碟片来存储，混合硬盘是把磁性硬盘和闪存集成到一起的一种硬盘。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。2.--物理构成　　硬盘主要由磁头、磁道、扇区和柱面构成，下面我会为大家一一介绍它们的作用。　　磁头--磁头是硬盘中最昂贵的部件，也是硬盘技术中最重要和最关键的一环。　　磁道--当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道。　　扇区--磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段便是磁盘的扇区，每个扇区可以存放512个字节的信息。　　柱面--硬盘通常由重叠的一组盘片构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的“0”开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为磁盘的柱面。3.之存储　　硬盘工作时，盘片以设计转速高速旋转，设置在盘片表面的磁头则在电路控制下径向移动到指定位置然后将数据存储或读取出来。当系统向硬盘写入数据时，磁头中“写数据”电流产生磁场使盘片表面磁性物质状态发生改变，并在写电流磁场消失后仍能保持，这样数据就存储下来了。4.硬盘原理之读取　　当系统从硬盘中读数据时，磁头经过盘片指定区域，盘片表面磁场使磁头产生感应电流或线圈阻抗产生变化，经相关电路处理后还原成数据。因此只要能将盘片表面处理得更平滑、磁头设计得更精密以及尽量提高盘片旋转速度，就能造出容量更大、读写数据速度更快的硬盘。这是因为盘片表面处理越平、转速越快就能越使磁头离盘片表面越近，提高读、写灵敏度和速度;磁头设计越小越精密就能使磁头在盘片上占用空间越小，使磁头在一张盘片上建立更多的磁道以存储更多的数据。　　拓展阅读：　　　　　　
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