電腦實用硬盤基礎知識
目前在電子證據檢驗工作中，涉及到計算機類檢材的證據，仍然以硬盤為主，這些硬盤當中，90%以上都是磁盤式硬盤，所以在對檢材進行檢驗分析前，了解硬盤的物理結構和邏輯結構尤為重要，本文將對上述內容進行一個簡要的介紹。下面就讓小編帶你去看看電腦實用硬盤基礎知識，希望能幫助到大家!
買電腦選機械硬盤還是固態(tài)硬盤?
1、按需選擇適合的容量
機械硬盤最大的特點在于容量大、價格實惠，因此選購機械機械硬盤機械硬盤，首先要考慮的就是容量的大小，它直接決定了用戶使用存儲空間的大小。而在機械硬盤的容量選擇上主要看用途而定，如今1TB機械硬盤已經是主流首選，如果存儲量大，可以按需搭配適合自己的容量，例如2T、3T、4T等。
對于主流用戶來說，在眾多機械硬盤容量中，目前性價比最高的機械硬盤容量是1TB和2TB，也是最佳之選。
2、機械硬盤轉速
機械硬盤轉速以每分鐘多少轉來表示的，單位表示為RPM，RPM是Revolutions Perminute的縮寫，轉/每分鐘。RPM值越大，那么內部傳輸率就越快，訪問時間就越短，機械硬盤的整體性能也就越好。機械硬盤的轉速越高，機械硬盤的尋道時間就越短，數據傳輸率就越高，機械硬盤的性能就越好。目前市面上的機械硬盤主流轉速為7200RPM，部分還有5400RPM，多為筆記本硬盤或一些低速存儲盤。
機械硬盤的轉速指的是內部電機主軸的旋轉速度，也就是機械硬盤盤片在一分鐘內所完成的最大轉速，而轉速的快慢是決定機械硬盤的速度重要參數之一，它是決定機械硬盤內部傳輸率的關鍵因素之一，直接影響到機械硬盤的速度，機械硬盤轉速越快，則讀寫速度越快，不過發(fā)熱量也隨之增加。
機械硬盤轉速的不同，性能差別主要在隨機讀取/寫入尋道時間的性能上。隨機尋道性能這個參數的數值是越低越好，也是日常機械硬盤應用在速度上最能直接體驗的一個性能。無論是Windows系統(tǒng)啟動、大量零碎文件的讀寫、各種軟件的啟動時間等等，都和隨機讀取/寫入時間有著直接的關系。這是CPU、內存性能再高都無法改變的，所以不少用戶開始選擇固態(tài)硬盤。
3、機械硬盤緩存大小
除了轉速影響機械硬盤的速度以外，機械硬盤的緩存大小也是影響速度的重要參數，機械硬盤存取零碎數據的時候需要不斷的在硬盤與內存之間交換數據，如果機械硬盤具備大緩存，可以將零碎數據暫時存儲在緩存中，減小對系統(tǒng)的負荷，也能夠提升數據傳輸速度。
目前的市場中的主流1T、2T、3T容量的機械硬盤一般緩存容量為64MB，不過還是有一些低容量的機械硬盤為32MB，比如500GB的，而一些大容量的機械硬盤達到了256MB，例如4T機械硬盤，緩存越大，速度越快。
4、單碟容量越大性能越高
在日常的應用中，機械硬盤的性能好壞的區(qū)別能夠直接感受到的，除了尋道性能就是持續(xù)傳輸速率，它們性能表現在不同的的應用上也作用各不相同。在說明持續(xù)傳輸速率之前，先要說一下和它性能表現有密切關系的——單碟容量。
垂直記錄技術出現之前，機械硬盤盤片的容量和性能到達了一個瓶頸，直到2006年采用垂直記錄技術的機械硬盤產品開始量產，這個瓶頸才得到緩解。
目前，主流機械硬盤的單碟容量，單盤片容量越大，機械硬盤可儲存的數據就越多。傳統(tǒng)機械硬盤主要由磁盤和磁頭組成，由于體積的限制，每個機械硬盤腔體所能安放的盤片也有限。要在有限的盤片里增大機械硬盤的容量，就只能靠提升碟片的存儲密度。通過垂直記錄技術，不但盤片的容量提到了一個新高度。與此同時，由于盤片數據密度的增加，機械硬盤的持續(xù)傳輸速率也獲得了質的提升。
由于采用了磁道密度更高、單碟容量更大的盤片，在軟件測試上的平均持續(xù)傳輸速率獲得了超過25%的性能提升。而最能體驗這種性能提升的應用就是機械硬盤間的大體積文件拷貝。像一些光盤鏡像、高清視頻文件，在兩個機械硬盤之間對拷時，這25%的性能提升就意味著可以比原來節(jié)省了1/4的等待時間，大大提高了效率。
5、機械硬盤接口類型
機械硬盤的接口與主板連接的部件，作用時是機械硬盤緩存與內存之間的傳輸數據。機械硬盤的接口決定了與電腦的連接速度。
目前的機械硬盤主流接口是sata3類型的，老接口還有IDE、sata1、sata2，目前新款機械硬盤都是SATA3接口的。一般來說，無論是sata1、sata2還是sata3接口，都可以相互兼容，SATA1、SATA2、SATA3外觀上是沒區(qū)別的，接口外觀相同，線也相同，主要是傳輸速率不一樣，控制芯片不一樣。
SATA1.0：理論傳輸速度為1.5Gbit/s
SATA2.0：理論傳輸速度為3Gbit/s
SATA3.0：理論傳輸速度為6Gbit/s
此外，IDE接口屬于老式的硬盤接口，IDE是接口理論傳輸速度為100或166MB/S，傳輸速度較慢，因此已被淘汰，目前的主板都不支持IDE。
以上就是機械硬盤參數選購知識，如今機械硬盤基本只剩下希捷與西部數據兩大品牌，相對來說比較好選。
新手學電腦：電腦硬盤知識你了解多少?
硬盤容量
一塊硬盤的參數，最直觀的我們都是用容量來衡量的，比如說1T硬盤，2T硬盤，或者500G硬盤，那么這些容量單位是如何計算和怎么計量的呢?
硬盤的容量大小是由：盤面數、柱面數、扇區(qū)數決定的，具體計算公式：
容量=盤面數×柱面數×扇區(qū)數×512字節(jié)
電腦中存儲容量的計量基本單位是字節(jié)(Byte。簡稱B)，8個二進制位稱為1個字節(jié)，此外還有KB、MB、GB、TB等，它們之間的換算關系是1Byte=8bit，1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB。
李哥提醒：注意的是，針對硬盤U盤等存儲設備，廠商是按1000進制算的。即1G=1000M=1000x1000KB=1000x1000B，所以才會出現40GB的實際容量大概37GB左右。
硬盤分類
現在市面上硬盤有機械硬盤和固態(tài)硬盤。
機械硬盤(HHD)：就是一直在使用的普通硬盤，由內部構成而得名，通過硬盤磁頭改變極性方式進行讀寫操作。硬盤作為精密設備，要注意防摔防塵。
固態(tài)硬盤(SSD)：和機械硬盤不同的地方在于其是由固態(tài)存儲芯片組成，但是固態(tài)硬盤的接口規(guī)范和接口定義是和機械硬盤統(tǒng)一的，所以才被廣泛應用。
HHD和SSD的優(yōu)缺點：
1、由于固態(tài)硬盤內部不像機械硬盤內部有機械零部件，只是用閃存顆粒組成，所以在防摔防震方面優(yōu)于機械硬盤。
2、數據存儲速度方面，固態(tài)硬盤是機械硬盤速度的2倍多。
3、功耗方面，固態(tài)硬盤要低于機械硬盤。
4、容量方面，機械硬盤容量可選范圍優(yōu)于固態(tài)硬盤。
5、噪音方面，固態(tài)硬盤正是由于沒有機械部件，所以發(fā)熱量小，無風扇和機械馬達，噪音值零分貝，優(yōu)于機械硬盤。
6、價格方面，機械硬盤價格優(yōu)于固態(tài)盤。所以現在我們在組裝電腦的時候，安裝一塊固態(tài)硬盤和一塊機械硬盤，固態(tài)硬盤用于安裝系統(tǒng)，機械硬盤用于存儲文件。
7、壽命方面，由于內部部件的組成，固態(tài)硬盤的讀寫壽命要小于機械硬盤，所以使用壽命方面，機械硬盤優(yōu)于固態(tài)硬盤。
在使用過程中，電腦硬盤由于經常存儲文件刪除文件等操作，會產生磁盤碎片，碎片比較小的時候對硬盤影響較小，一旦變多變大，就要導致硬盤讀取速度變緩。所以我們還用定期給硬盤進行碎片整理。
硬盤基礎知識
硬盤的物理結構
1.1硬盤的外部組成
一般硬盤正面貼有產品標簽，主要包括廠家信息和產品信息，如商標、型號、序列號、生產日期、容量、參數和主從設置方法等。這些信息是正確使用硬盤的基本依據，下面將逐步介紹它們的含義。
從外部看硬盤主要由盤體、電路板和接口部件等組成，如下圖所示
盤體是一個密封的腔體。硬盤的內部結構通常是指盤體的內部結構;控制電路板上主要有硬盤BIOS、硬盤緩存(即CACHE)和主控制芯片等單元，硬盤接口包括電源插座、數據接口和主、從跳線(SATA接口硬盤已經取消了跳線)。
1.2硬盤的內部結構
硬盤的內部結構通常專指盤體的內部結構。盤體是一個密封的腔體，里面密封著磁頭、盤片(磁片、碟片)等部件。
硬盤的盤片是硬質磁性合金盤片，片厚一般在0.5mm左右，直徑主要有1.8in(1in=25.4mm)、2.5in、3.5in和5.25in4種，其中2.5in和3.5in盤片應用最廣。盤片的轉速與盤片大小有關，考慮到慣性及盤片的穩(wěn)定性，盤片越大轉速越低。一般來講，2.5in硬盤的轉速在5400r/min～7200r/min之間;3.5in硬盤的轉速在4500r/min～5400r/min之間;而5.25in硬盤轉速則在3600r/min～4500r/min之間。隨著技術的進步，現在2.5in硬盤的轉速最高已達15000r/min，3.5in硬盤的轉速最高已達12000r/min。
有的硬盤只裝一張盤片，有的硬盤則有多張盤片。這些盤片安裝在主軸電機的轉軸上，在主軸電機的帶動下高速旋轉。每張盤片的容量稱為單碟容量，而硬盤的容量就是所有盤片容量的總和。早期硬盤由于單碟容量低，所以，盤片較多，有的甚至多達10余片，現代硬盤的盤片一般只有少數幾片。一塊硬盤內的所有盤片都是完全一樣的，不然控制部分就太復雜了。
一個牌子的一個系列一般都用同一種盤片，使用不同數量的盤片，就出現了一個系列不同容量的硬盤產品。
硬盤驅動器采用高精度、輕型磁頭驅動/定位系統(tǒng)。這種系統(tǒng)能使磁頭在盤面上快速移動，可在極短的時間內精確地定位在由計算機指令指定的磁道上。目前，磁道密度已高達5400Tpi(每英寸磁道數)或更高;人們還在研究各種新方法，如在盤上擠壓(或刻蝕)圖形、凹槽和斑點等作為定位和跟蹤標記，以提高到和光盤相等的道密度，從而在保持磁盤機高速度、高位密度和高可靠性的優(yōu)勢下，大幅度提高存儲容量。
硬盤驅動器內的電機都是無刷電機，在高速軸承支持下機械磨損很小，可以長時間連續(xù)工作。
高速旋轉的盤體產生明顯的陀螺效應，所以，在硬盤工作時不宜搬動，否則，將增加軸承的工作負荷。為了高速存儲和讀取信息，硬盤驅動器的磁頭質量小，慣性也小，所以，硬盤驅動器的尋道速度明顯快于軟驅和光驅。
硬盤驅動器磁頭與磁頭臂及伺服定位系統(tǒng)是一個整體。伺服定位系統(tǒng)由磁頭臂后的線圈和固定在底板上的電磁控制系統(tǒng)組成。由于定位系統(tǒng)限制，磁頭臂只能在盤片的內外磁道之間移動。因此，不管開機還是關機，磁頭總在盤片上;所不同的是，關機時磁頭停留在盤片啟停區(qū)，開機時磁頭“飛行”在磁盤片上方。
硬盤的邏輯結構
硬盤上的數據是如何組織與管理的呢?硬盤首先在邏輯上被劃分為磁道、柱面以及扇區(qū)，其結構關系如下圖所示。
每個盤片的每個面都有一個讀寫磁頭，磁盤盤面區(qū)域的劃分。磁頭靠近主軸接觸的表面，即線速度最小的地方，是一個特殊的區(qū)域，它不存放任何數據，稱為啟停區(qū)或著陸區(qū)(LandingZone)，啟停區(qū)外就是數據區(qū)。在最外圈，離主軸最遠的地方是“0”磁道，硬盤數據的存放就是從最外圈開始的。那么，磁頭是如何找到“0”磁道的位置的呢?從圖1-3中可以看到，有一個“0”磁道檢測器，由它來完成硬盤的初始定位?！?”磁道是如此的重要，以致很多硬盤僅僅因為“0”磁道損壞就報廢，這是非?？上У摹＿@種故障的修復技術在后面的章節(jié)中有詳細的介紹。
早期的硬盤在每次關機之前需要運行一個被稱為Parking的程序，其作用是讓磁頭回到啟停區(qū)?，F代硬盤在設計上已摒棄了這個雖不復雜卻很讓人不愉快的小缺陷。硬盤不工作時，磁頭停留在啟停區(qū)，當需要從硬盤讀寫數據時，磁盤開始旋轉。旋轉速度達到額定的高速時，磁頭就會因盤片旋轉產生的氣流而抬起，這時磁頭才向盤片存放數據的區(qū)域移動。盤片旋轉產生的氣流相當強，足以使磁頭托起，并與盤面保持一個微小的距離。這個距離越小，磁頭讀寫數據的靈敏度就越高，當然對硬盤各部件的要求也越高。
早期設計的磁盤驅動器使磁頭保持在盤面上方幾微米處飛行。稍后一些設計使磁頭在盤面上的飛行高度降到約0.1μm～0.5μm，現在的水平已經達到0.005μm～0.01μm，這只是人類頭發(fā)直徑的千分之一。氣流既能使磁頭脫離開盤面，又能使它保持在離盤面足夠近的地方，非常緊密地跟隨著磁盤表面呈起伏運動，使磁頭飛行處于嚴格受控狀態(tài)。磁頭必須飛行在盤面上方，而不是接觸盤面，這種位置可避免擦傷磁性涂層，而更重要的是不讓磁性涂層損傷磁頭。但是，磁頭也不能離盤面太遠，否則，就不能使盤面達到足夠強的磁化，難以讀出盤上的磁化翻轉(磁極轉換形式，是磁盤上實際記錄數據的方式)。
硬盤驅動器磁頭的飛行懸浮高度低、速度快，一旦有小的塵埃進入硬盤密封腔內，或者一旦磁頭與盤體發(fā)生碰撞，就可能造成數據丟失，形成壞塊，甚至造成磁頭和盤體的損壞。所以，硬盤系統(tǒng)的密封一定要可靠，在非專業(yè)條件下絕對不能開啟硬盤密封腔，否則，灰塵進入后會加速硬盤的損壞。另外，硬盤驅動器磁頭的尋道伺服電機多采用音圈式旋轉或直線運動步進電機，在伺服跟蹤的調節(jié)下精確地跟蹤盤片的磁道，所以，硬盤工作時不要有沖擊碰撞，搬動時要小心輕放。
這種硬盤就是采用溫徹斯特(Winchester)技術制造的硬盤，所以也被稱為溫盤。其結構特點如下。
①磁頭、盤片及運動機構密封在盤體內。
②磁頭在啟動、停止時與盤片接觸，在工作時因盤片高速旋轉，帶動磁頭“懸浮”在盤片上面呈飛行狀態(tài)(空氣動力學原理)，“懸浮”的高度約為0.1μm～0.3μm，這個高度非常小，下圖標出了這個高度與頭發(fā)、煙塵和手指印的大小比較關系，從這里可以直觀地“看”出這個高度有多“高”。
③磁頭工作時與盤片不直接接觸，所以，磁頭的加載較小，磁頭可以做得很精致，檢測磁道的能力很強，可大大提高位密度。
④盤表面非常平整光滑，可以做鏡面使用。
硬盤的容量
硬盤的容量由盤面數(磁頭數)、柱面數和扇區(qū)數決定，其計算公式為：
硬盤容量=盤面數×柱面數×扇區(qū)數×512字節(jié)
關于硬盤容量的大小，經常有人感到迷惑，為什么同一塊硬盤，有時顯示40GB，有時卻只有37GB，這主要是表示方法不標準造成的，如1MB到底代表1000000字節(jié)還是代表1048576字節(jié)。有些軟件把1000000字節(jié)作為1MB，如DM等，硬盤上標稱容量一般也按1MB=1000000字節(jié)計算;而在另一些軟件中，1MB是1048576字節(jié)，如Fdisk等。一些書籍或報刊雜志上發(fā)表的論文，硬盤容量的單位也不統(tǒng)一，有以1000000字節(jié)為1MB的，也有把1048576字節(jié)作為1MB的。依據計算機表示數據的特點、數制的表示方式及計算機本身的發(fā)展，硬盤容量單位應該以2的多少次方表示比較符合實際情況，即以KB(Kilobyte)，MB(Megabyte)，GB(Gigabyte)，TB(Terabyte)，PB(Petabyte)，EB(Exabyte)為單位，各種單位之間的換算關系如下：
1KB=210B=1024Byte
1MB=210KB=220B=1048576Byte
1GB=210MB=220KB=230B=1073741824Byte
1TB=210GB=220MB=230KB=240B=1099511627776Byte
1PB=210TB=220GB=230MB=240KB=250B=1125899906842624Byte
1EB=210PB=220TB=230GB=240MB=250KB=260B=152921504606846976Byte
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