電腦組裝與維護(hù)教程第5章課件.ppt

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1、第5章電腦的數(shù)據(jù)倉庫——硬盤本章導(dǎo)讀學(xué)習(xí)目標(biāo)本章要點(diǎn)習(xí)題本章導(dǎo)讀光盤的工作原理認(rèn)識硬盤的結(jié)構(gòu)了解硬盤的技術(shù)發(fā)展掌握硬盤的性能指標(biāo)和工作模式掌握硬盤的選購課時安排：3學(xué)時學(xué)習(xí)目標(biāo)硬盤就像一個大倉庫，用來貯藏大量的數(shù)據(jù)和程序。本章從硬盤的基本原理和結(jié)構(gòu)出發(fā)，介紹硬盤的基本知識、技術(shù)的發(fā)展、性能指標(biāo)和工作模式等，同時還將介紹硬盤的選購知識，為用戶在選購硬盤時提供參考意見。本章要點(diǎn)硬盤的工作原理硬盤技術(shù)的發(fā)展簡介硬盤的性能指標(biāo)硬盤的工作模式硬盤的選購5.1硬盤的基本知識在電腦中進(jìn)行文件的存儲需要用到外部存儲設(shè)備，常見的外部存儲設(shè)備有硬盤、光驅(qū)以及

2、多種移動存儲器，在這些設(shè)備中硬盤是最常用到的，硬盤是外部存儲器中速度最快、容量最大的存儲設(shè)備。硬盤有足夠大的空間，電腦運(yùn)行時必需的操作系統(tǒng)、絕大部分的程序和數(shù)據(jù)等資料都是保存在硬盤中的。5.1硬盤的基本知識硬盤與內(nèi)部存儲器相比，存取數(shù)據(jù)的速度比內(nèi)存慢，不過其存儲空間大，可以存放大容量的數(shù)據(jù)和文件，而且在斷電后存儲在硬盤中的數(shù)據(jù)和文件不會丟失，這為用戶的資料和其他數(shù)據(jù)信息的長期保存創(chuàng)造了條件。5.1硬盤的基本知識5.1.1硬盤的工作原理5.1.2硬盤的結(jié)構(gòu)5.1.3硬盤技術(shù)的發(fā)展簡介5.1.1硬盤的工作原理硬盤保存數(shù)據(jù)的方法是根據(jù)電和磁相互

3、轉(zhuǎn)換的原理來實(shí)現(xiàn)的。硬盤是一個密封的“大鐵盒子”，人們將磁性物質(zhì)附著在硬盤盤片上，并將盤片安裝在主軸電機(jī)上，當(dāng)硬盤驅(qū)動器開始工作時，主軸電機(jī)將帶動硬盤盤片一起轉(zhuǎn)動，在盤片表面的磁頭將在電路的控制下進(jìn)行移動，并將指定位置的數(shù)據(jù)讀取出來，或?qū)?shù)據(jù)存儲到指定的位置。5.1.1硬盤的工作原理那么硬盤是如何進(jìn)行讀取和寫入數(shù)據(jù)的呢？當(dāng)系統(tǒng)從硬盤上讀取數(shù)據(jù)時，磁頭經(jīng)過系統(tǒng)指定的盤片區(qū)域，盤片表面的磁場磁頭內(nèi)部的感應(yīng)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流或者使其線圈阻抗產(chǎn)生變化，再將這種電流或變化通過專門的電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換和翻譯成機(jī)器能識別的二進(jìn)制數(shù)；當(dāng)系統(tǒng)向硬盤寫入數(shù)據(jù)時，電腦

4、先將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成電流，磁頭中將通過較強(qiáng)的電流，強(qiáng)電流將產(chǎn)生磁場，并使盤片表面磁性物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生改變，當(dāng)電流磁場消失后該狀態(tài)仍能保持。5.1.2硬盤的結(jié)構(gòu)硬盤是電腦中容量最大的外部存儲器，其外觀就像一個長方形鐵盒子。在硬盤背面通常是一塊很大的集成電路板，這是控制硬盤工作的主控芯片和集成電路。硬盤的結(jié)構(gòu)的正反面5.1.2硬盤的結(jié)構(gòu)硬盤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。5.1.2硬盤的結(jié)構(gòu)在硬盤內(nèi)部，盤片被固定在主軸電機(jī)上并隨主軸電機(jī)一起旋轉(zhuǎn)，IDE接口硬盤主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)速一般為5400RPM或7200RPM，而SCSI硬盤則高達(dá)10000～15000RPM。磁頭不停地作

5、徑向運(yùn)動，進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫操作。在硬盤中，每個磁片的上下兩面各有一個磁頭，它們與磁片并不接觸，磁頭和盤片之間的距離極微小，比一根頭發(fā)絲的直徑還要小。5.1.2硬盤的結(jié)構(gòu)如果磁頭碰到了高速旋轉(zhuǎn)的磁片，會破壞表面的涂層和存儲在那里的數(shù)據(jù)，磁頭也會損壞，所以在硬盤通電的情況下不要移動主機(jī)。硬盤對密封性要求很高，由于硬盤的結(jié)構(gòu)十分精密，硬盤的盤片和磁頭之間只有很小的間隙。當(dāng)硬盤工作時盤片會高速轉(zhuǎn)動，灰塵顆粒對于硬盤盤片來說，就象一顆巨大的“隕石”，足以引起一場風(fēng)暴，砸毀磁粉涂層，磁頭也會被這些“隕石”損壞。因此絕對不允許隨便打開硬盤導(dǎo)致灰塵進(jìn)入。5

6、.1.2硬盤的結(jié)構(gòu)1.硬盤的磁頭2.硬盤的盤面3.硬盤的主軸電機(jī)1.硬盤的磁頭硬盤中數(shù)據(jù)存取的關(guān)鍵部件是磁頭，通過它才能進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫操作。磁頭的磁阻感應(yīng)是全封閉式的，通過其進(jìn)行讀寫操作，將信息記錄在硬盤內(nèi)部特殊的介質(zhì)上。目前使用的磁頭多是GMR（GiantMagnetoResistiveheads）巨阻磁頭，GMR磁頭采用多層結(jié)構(gòu)以及具有更好磁阻效應(yīng)的材料制成，這種磁頭技術(shù)使硬盤的容量提高了10倍以上。1.硬盤的磁頭在磁頭的發(fā)展史上，先后出現(xiàn)了亞鐵鹽類磁頭、MIG磁頭、薄膜磁頭及MR磁頭（MagnetoResistiveheads，磁阻磁

7、頭）等類型，前3種磁頭技術(shù)都是采取了讀寫合一的電磁感應(yīng)式磁頭，但是由于其在設(shè)計(jì)方面需要兼顧讀/寫兩種特性，因此也造成了硬盤在設(shè)計(jì)方面的局限性。2.硬盤的盤面目前，主流硬盤的盤片一般都是以金屬材料制成，金屬材料被壓制成薄膜盤片，這種金屬薄膜磁盤比普通的金屬磁盤具有更高的剩磁和高矯頑力，因此硬盤廠商廣泛采用此技術(shù)。剩磁（Remanence）是指經(jīng)消磁后，殘留在磁介質(zhì)上的磁感應(yīng)；高矯頑力（CoerciveForce）是指作用于磁化材料以去除剩磁的反向磁通強(qiáng)度。2.硬盤的盤面還有一種盤片是采用玻璃作為材料的，與金屬薄膜磁盤相比，玻璃盤片更平滑，旋

8、轉(zhuǎn)時的阻力更小，單位磁盤密度也更高。玻璃材質(zhì)盤片的堅(jiān)固性更好，可以將其做得很薄，重量更輕。玻璃硬盤雖然在性能方面更加穩(wěn)定，但是也有缺點(diǎn)，玻璃硬盤盤片表面的磁性介質(zhì)的磁性容易變?nèi)?，IBM公司早期