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了解硬盘的物理结构
 
 
信息来源:未知 发布时间:[2011-10-17]
 
 
PC机使用的硬盘,从物理结构上看,都属于温彻斯特(Winchester)"硬盘,都具有温彻斯特"硬盘的技术结构特点,即部件全部密封、内部磁片固定并高速旋转、磁片表面光滑、使用时磁头不与磁片直接接触等等。至于详细的技术结构,是技术工程师们要了解的范筹,挺复杂的。但对于我等使用者来说,并不需要了解得太详细,知道一点物理结构的常识就行啦,因为如果硬盘物理损坏,我等作为使用者,只有将硬盘拿去修,自己恐怕是处理不了的。
1. 磁片:硬盘由多个磁盘片叠在一起构成盘体。
2. 磁头:每张磁盘片的正反两面各有一个磁头。
3. 主轴:所有磁片都由主轴电机带动旋转。
4. 控制集成电路板:复杂!上面还ROM(内有软件系统)、Cache等。
二、 了解硬盘低级格式化(物理格式化)
1. 低级格式化的作用是将空白的磁片划分一个个同心圆、半径不同的磁道,还将磁道划分为若干个扇区,每个扇区的容量为512字节。
2. 低级格式化在硬盘出厂时已由硬盘生产商完成了,通常使用者无需再进行低级格式化操作。
3. 关于低级格式化的种种见解,是本站站长查阅有关资料、网页汇编而成,仅供参考。
(1)如无非常必要,使用者不要对硬盘进行低级格式化操作,因为硬盘出厂前的初始低级格式化是由生产线上的专用磁头完成的,而使用者在硬盘出厂后的使用过程中用软件进行低级格式化,使用的是硬盘本身的读写磁头,其读写性能、读写准确度,无不如生产线上的专用磁头,因此,格式化的效果肯定不如生产线的初始低级格式化,从而使硬盘性能下降。
(2)低级格式化是硬盘高损耗的操作,将大大缩短硬盘的使用寿命,因此,如非十分必要,建议不要进行低级格式化。
(3)低级格式化容易引起磁片表面的操伤,如非必要,不要低格。
(4)但是,如遇以下情况,低级格式化可能是有必要的:
① 受外部强磁体、强磁场的影响,或因长期使用,硬盘磁片上由低级格式化划分出来的扇区格式磁性记录部分丢失,因此出现大量“坏扇区"。注意,这并不是磁片的物理损坏。这时,进行低级格式化,重新划分扇区,可能是一个有效的办法。
② 为改善硬盘的性能,试图重新设置扇区“间隔因子"(Interleave)以提高读写的速度,重新进行低级格式化是通常采用的方法。当然也有一些软件如Norton Utilities For DOS 6.0-8.0中的Calibrat(Norton Utilities For DOS 8.0中文版中的校正程序)可对硬盘进行不破坏数据前提下的低级格式化操作,以优化间隔因子,提高硬盘速度。
 
▲ 间隔因子(交叉因子)释义
低级格式化硬盘时必须设定扇区“间隔因子”(交叉因子)值。间隔因子通俗的讲,是指低级格式化后,第一个扇区和第二个扇区相隔多少个物理扇区块。低级格式化划分出来的扇区不一定是连续的,而是交错排列的。只有间隔因子=1时才是连续的,间隔因子=2时,第1号扇区和第2号扇区中间间隔有一个扇区,间隔因子=3时,第1号和第2号扇区中间间隔着两个扇区,如此类推。间隔因子值对硬盘读写速度有很大影响,应与硬盘转速、CPU速度、主板相匹配,否则影响硬盘性能。近年生产的新式硬盘和586级以上CPU应该不存在不匹配的问题。至于与硬盘转速相匹配的问题,除非使用者对硬盘重新进行了低级格式化,否则硬盘出厂时的低级格式化所设置间隔因子"值应该与转速是相匹配的。
 
三、 了解硬盘寻址模式
1. 硬盘的寻址模式,以本站站长的理解,通俗地说,就是主板BIOS通过什么方式,查找硬盘低级格式化划分出来的扇区的位置。适应不同的硬盘的容量,有不同的寻址模式。
CHS(或称为Normal)模式: 适应容量≤504MB的硬盘
LARGE(或称LRG)模式: 适应504MB≤容量≤8.4GB的硬盘
LBA(Logical Block Addressing)模式: 适应容量≥504MB的硬盘,但BIOS需支持扩展INT13H,否则也只能适应≤8.4GB的硬盘
以上三种寻址模式,可在BIOS设置的STANDARD  CMOS  SETUP"项目中的MODE"选项中选择(以AWARD  BIOS为例)。
由于LARGE、LBA寻址模式采用了逻辑变换算法,比CHS复杂。但到目前为止大多数的资料、磁盘工具类软件中,采用的硬盘参数介绍和计算方法却还是按照相对而言比较简单的CHS寻址模式,因此,CHS寻址模式是硬盘寻址模式的基础,理解CHS寻址模式,对目前而言的硬盘使用和维护,还是很有用的。
2. 下面就简单介绍本站站长所理解的CHS寻址模式:
① CHS寻址模式将硬盘划分为磁头(Heads)、柱面(Cylinder)、扇区(Sector)。
△磁头(Heads):如本文第一条了解硬盘的物理结构"第2小点所提到的,每张磁片的正反两面各有一个磁头,一个磁头对应一张磁片的一个面。因此,用第几磁头就可以表示数据在哪个磁面。
△柱面(Cylinder):所有磁片中半径相同的同心磁道构成柱面",意思是这一系列的磁道垂直叠在一起,就形成一个柱面的形状。简单地理解,柱面就是磁道。
△扇区(Sector):将磁道划分为若干个小的区段,就是扇区。虽然很小,但实际是一个扇子的形状,故称为扇区。每个扇区的容量为512字节。
② 知道了磁头数、柱面数、扇区数,就可以很容易地确定数据保存在硬盘的哪个位置。也很容易确定硬盘的容量,其计算公式是:
 硬盘容量=磁头数×柱面数×扇区数×512字节
③LARGE寻址模式把柱面数除以整数倍、磁头数乘以整数倍而得到的逻辑磁头/柱面/扇区参数进行寻址,所以表示的已不是硬盘中的物理位置,而是逻辑位置。LBA寻址模式是直接以扇区为单位进行寻址的,不再用磁头/柱面/扇区三种单位来进行寻址。但为了保持与CHS模式的兼容,通过逻辑变换算法,可以转换为磁头/柱面/扇区三种参数来表示,但表示的也和LARGE寻址模式一样,已不是硬盘中的物理位置,而是逻辑位置了。
 
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