硬盘_硬盘保护 - CSDN
  • 硬盘介绍

    2018-03-14 18:49:54
    (一)硬盘概念以及组成首先说一下硬盘的概念:港台称之为硬碟,英文名:Hard Disk Drive,简称HDD,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。 这个就是一个硬盘:大部分的硬盘是由...

    (一)硬盘概念以及组成

    首先说一下硬盘的概念:港台称之为硬碟,英文名:Hard Disk Drive,简称HDD,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。 这个就是一个硬盘:大部分的硬盘是由磁头臂组支架,转轴,读写头,磁头臂,磁道,扇区,柱面,盘面组成的。


     

    (二)SCSI硬盘:

    小型计算机系统接口(英语:Small Computer System Interface; 简写:SCSI),一种用于计算机和智能设备之间(硬盘软驱光驱打印机扫描仪等)系统级接口的独立处理器标准。 SCSI是一种智能的通用接口标准。

    • SCSISmall Computer System Interface

    • SCSI它是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。SCSI接口具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低,以及热插拔等优点,因此SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器、高档工作站以及存储设备中。

    • SCSI接口目前常用有68针和80针两种接口规格。

    • SCSI接口是一种并行的传输接口。

    强调一下,SCSI这种硬盘基本已经被淘汰了,用的很少了类似于SATA取代PATA一样,SCSI也必然要被它的升级产品SASSerial Attached SCSI)所取代。


     (三)SAS硬盘:

    SAS英文名字为Serial Attached SCSI即串行连接SCSI。它是一个串行的接口。

    是新一代的SCSI技术,和现在流行的Serial ATA(SATA)硬盘相同,都是采用串行技术以获得更高的传输速度,并通过缩短连结线改善内部空间等。

    SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口。此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性,并且提供与SATA硬盘的兼容性。

    这个更好的性能——采用串行传输代替并行传输,全双工模式,实际上串行技术要比并行技术传输速率要快。

    更简便的连接线缆——将不再使用SCSI那种扁平的宽排线。

    更广的扩展性——可与SATA兼容。

    更低的成本——具备简化内部连接设计的优势,可以通过共用组件降低设计成本。

    看一下这个图片,这个就是SAS硬盘的图。这个是数据线接口,这个是电源线接口。它主要有两种尺寸,一种是2.5英寸,一种是3.5英寸。SAS硬盘一般用于服务器上。


    这个是希捷的一个1TBSAS硬盘的。


    它的容量是1TB,缓存是128M,转速是:7200转。

    看一个硬盘主要看一下它的转速,缓存以及它的容量。这个是它的比较重要的参数。

    (四)下面在介绍要给比较老的硬盘:IDE硬盘。

    IDEIntegrated Drive Electronics,它的本意是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器,IDE是表示硬盘的传输接口。我们常说的IDE接口,也叫ATAAdvanced Technology Attachment)接口,现在PC机使用的硬盘大多数都是IDE兼容的,只需用一根电缆将它们与主板或接口卡连起来就可以了。

    看这里,它是一种并行的接口,比较宽,这个是电源线,4根的,这个IDE也是一种并行传输的接口。

    IDE已经不常用了,现在在台式机上比较常用的是SATA硬盘。

    (五)SATA硬盘

    英文是: Serial Advanced Technology Attachment 串行ATA接口规范。

    • 又称串口IDE硬盘,目前较多应用于主机和存储设备使用。

    • 15针电源插头,7针数据插头。

    • 速率有1.5Gb/s3.0Gb/s

    可以看一下这张图,这个就是SATA接口的硬盘。15针电源插头,7针数据插头。


    之前硬盘想IDESCSI,都是并口的,现在主流SAS,以及SATA都是串口的。那么为什么现在跟多的使用串口的硬盘呢。

    (六)首先是串口的速度比并口的块。

    串口形容一下就是一条车道,而并口就是有8个车道。同一时刻能传送8位(一个字节)数据。

    但是并不是并口快,由于8位通道之间的相互干扰。传输速度就受到了限制。当传输出错时候,要同时重新传送8个位的数据,而且传输速度越快,干扰越严重。这是硬伤,这样速度就无法提升上来了。

    串口没有干扰,传输出错后重发一位就可以了。而且串口传输的时钟频率要比并口高。就是说我的速率比你快。

    (七)固态硬盘:

    固态硬盘(Solid State Drives),简称固盘,固态硬盘(Solid State Drive)用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘,由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)组成。我们之前讲解的叫机械硬盘, 有一个盘片一直转,这种不是,这种固态硬盘由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)两大模块组成。而且它和你的U盘一样,抗震性能比较好,在车载和军事,都不怕震。

    固态硬盘在接口的规范和定义,功能以及使用方法上与普通硬盘的完全相同,在产品外形和尺寸上也完全和普通硬盘一致。

    这是一款三星850 EVO系列的一款SSD的参数信息。


    2.5英寸,它的接口,SATA 6Gb/s, SATA 3Gb/s 兼容,和普通台式机的接口是一样的,容量是250G,缓存是512M,读速度是540MB,写入速度520MB每秒取,这里是大写的B啊,SATA2的速度比SATA的速度大概慢一半,。参考价格是589,固态硬盘也是更贵啊。

    (八)EFI

    EFI,它是一种可扩展固件接口,英文名Extensible Firmware Interface 的缩写,是英特尔一个主导个人电脑技术研发的公司推出的一种在未来的类PC的电脑系统中替代BIOS的升级方案EFI的位置很特殊,不像是BIOS那样是固件又是接口,EFI仅仅是一个接口,位于操作系统与平台固件之间。为什么要说这个呢,因为有的服务器的BIOS是这个样子的,不在是我们老的BIOS那种界面,就是一个字符界面,然后就是英文。现在是这种图形化界面了。


    (九)MBRGPT分区表:

    MBR主引导记录(MBRMain Boot Record)是位于磁盘最前边的一段引导(Loader)代码。也就是现有的硬盘分区模式。MBR分区的标准决定了MBR只支持在2TB以下的硬盘,超过2TB的硬盘只能管理2TB

    GPTGUID磁盘分区表(GUID Partition Table,缩写:GPT)其含义为“全局唯一标识磁盘分区表”,是一个实体硬盘的分区表的结构布局的标准。它是可扩展固件接口(EFI)标准(被Intel用于替代个人计算机的BIOS)的一部分,被用于替代BIOS系统中的一32bits来存储逻辑块地址和大小信息的主开机纪录(MBR)分区表。与MBR最大4个分区表项的限制相比,GPT对分区数量没有限制。GPT可以管理硬盘大小达到18EB,(1EB=1024PB=1048576TB

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  • 硬盘分类详解

    2018-08-24 11:24:06
    机械硬盘(HDD)、固态硬盘(SSD)以及混合硬盘(SSHD) 1、机械硬盘(HDD) 机械硬盘(HDD)是传统硬盘,为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成的磁性碟片,磁头,转轴,控制电机,磁头控制器...

    一、按原理分类

    机械硬盘(HDD)、固态硬盘(SSD)以及混合硬盘(SSHD)

    1、机械硬盘(HDD)

    机械硬盘(HDD)是传统硬盘,为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成的磁性碟片,磁头,转轴,控制电机,磁头控制器,数据转换器,接口和缓存等几个部分组成。工作时,磁头悬浮在高速旋转的碟片上进行读写数据。机械硬盘是集精密机械、微电子电路、电磁转换为一体的电脑存储设备。

    2、固态硬盘(SSD)

    固态硬盘(SSD)是由多个闪存芯片加主控以及缓存组成的阵列式存储,属于以固态电子存储芯片阵列制成的硬盘。相对机械硬盘,读取速度更快,寻道时间更小,可加快操作系统启动速度和软件启动速度。

    3、混合硬盘(SSHD)

    混合硬盘(SSHD)是机械硬盘与固态硬盘的结合体,采用容量较小的闪存颗粒用来存储常用常用文件,而磁盘才是最重要的存储介质,闪存仅起到了缓冲作用,将更多的常用文件保存到闪存内减小寻道时间,从而提升效率。

    二、按硬盘接口分类

    IDE、SATA、SCSI、SAS、FC

    • IDE, 该接口是并口
    • SATA,  该接口是串口
    • SCSI,  SCSI的英文全称为“Small Computer System Interface”(小型计算机系统接口)
    • SAS, SAS(Serial Attached SCSI)即串行连接SCSI,是新一代的SCSI技术

    1、IDE

    IDE(Integrated Drive Electronics), 本意是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器,是一种硬盘的传输接口, 有另一个名称叫做ATA(Advanced Technology Attachment),指的是相同的东西。

    image

    2、SATA

    SATA(Serial ATA)口的硬盘又叫串口硬盘. SATA以它串行的数据发送方式得名。在数据传输的过程中,数据线和信号线独立使用,并且传输的时钟频率保持独立,因此同以往的PATA相比,SATA的传输速率可以达到并行的30倍。可以说:SATA技术并不是简单意义上的PATA技术的改进,而是一种全新的总线架构。

    image

    3、SCSI

    SCSI英文全称:Small Computer System Interface,它出现的原因主要是因为原来的IDE接口的硬盘转速太慢,传输速率太低,因此高速的SCSI硬盘出现。其实SCSI并不是专为硬盘设计的,实际上它是一种总线型接口。独立于系统总线工作 image    image

    4、SAS

    SAS(Serial Attached SCSI)即串行连接SCSI,是新一代的SCSI技术。和现在流行的Serial ATA(SATA)硬盘相同,都是采用串行技术以获得更高的传输速度,并通过缩短连结线改善内部空间等。SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口。此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性,并且提供与SATA硬盘的兼容性。

    SAS的接口技术可以向下兼容SATA。具体来说,二者的兼容性主要体现在物理层和协议层的兼容。

    image

    5、FC

    光纤通道的英文拼写是Fibre Channel,和SCIS接口一样光纤通道最初也不是为硬盘设计开发的接口技术,是专门为网络系统设计的,但随着存储系统对速度的需求,才逐渐应用到硬盘系统中。光纤通道硬盘是为提高多硬盘存储系统的速度和灵活性才开发的,它的出现大大提高了多硬盘系统的通信速度。它以点对点(或是交换)的配置方式在系统之间采用了光缆连接。

    即, 硬盘本身是不具备FC接口的, 插硬盘的机柜上带有FC接口, 通过光纤与光纤交换机互联.

     

    参考博客:https://www.cnblogs.com/awpatp/archive/2013/01/29/2881431.html

    友情链接:固态硬盘接口类型详解 教你如何选择合适的SSD接口

     

     

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  • 最初的硬盘如著名的IBM RAMAC都是体积巨大并且十分沉重的大家伙,直到1980年前后,IBM推出了薄膜磁头技术,才让我们彻底告别了那些庞然大物。随后我们把越来越多的注意力放在存储密度和速度上,当然也没有忘记追求更...


    一、演变过程

    从计算机诞生的那一刻起,存储设备就扮演着不可或缺的角色。最初的硬盘如著名的IBM RAMAC都是体积巨大并且十分沉重的大家伙,直到1980年前后,IBM推出了薄膜磁头技术,才让我们彻底告别了那些庞然大物。随后我们把越来越多的注意力放在存储密度和速度上,当然也没有忘记追求更小更便捷的理念。但是,由于机械硬盘先天的设计使得我们不得不面对其机械零部件的稳定性及抗震性等诸多问题。而近年来,一种新形态的存储设备开始崭露头角,即固态硬盘,它凭借着相对于机械硬盘的各种优越性能一举成为了硬盘界的新星,由于存在着一些争议点,它也未能在短时间内撼动机械硬盘的主流地位。

    二、机械硬盘和固态硬盘的原理对比

    (1) 机械硬盘的原理

    机械硬盘,英文名Hard Disk Drive,是电脑上使用坚硬的旋转盘片为基础的非挥发性存储设备,它在平整的磁性表面存储和检索数字数据,信息通过离磁性表面很近的磁头,由电磁流来改变极性方式被电磁流写到磁盘上,同时信息可以通过相反的方式读取,例如读头经过纪录数据的上方时磁场导致线圈中电气信号的改变。其读写是采用随机存取的方式,因此可以以任意顺序读取硬盘中的数据。机械硬盘内部包括一至数片高速转动的磁盘以及放在执行器悬臂上的磁头。根据其实现原理,我们不难发现现代机械硬盘的工作方式就如同其名称一般,是通过机械方式来实现,即电动马达驱动盘片高速旋转,再辅以磁头的操作来存取数据。

    (2) 固态硬盘的原理

    固态硬盘,英文名Solid State Disk或Solid State Drive,是一种以存储器作为永久性存储器的电脑存储设备。虽然SSD已不是使用“碟盘”来记存数据,也没有用于“驱动”的马达,但是人们依照命名习惯,仍然称为固态硬盘或固态驱动器。固态硬盘分易失性与非易失性两种,这里我们着重研究更适合作为传统硬盘替代品的非易失性固态硬盘。非易失性固态硬盘中数据的存取主要由NAND Flash及其主控芯片来实现,没有活动的机械部件,为纯芯片结构。

    三、各自的优缺点

    (1) 总体性能的对比

                                                    
                                                                                                        固态硬盘对比机械硬盘优势图表


    固态硬盘和机械硬盘区别对比
    项 目 固态硬盘(SSD) 机械硬盘(HDD)
    容 量 较小
    价 格 便宜
    随机存取 极快 一般
    写入次数

    SLC:10万次/MLC:1万次

    无限制
    磁盘阵列 极难
    工作噪音
    工作温度 极低 较为明显
    防震能力 很好 较差
    数据恢复 容易

    (2) 读写速度的对比

    由前文可知机械硬盘通过磁头在高速旋转的盘片上进行磁操作来读取数据,因而盘片旋转的速度越快,机械硬盘的数据读写速度也就越快。目前消费市场上主流的机械硬盘盘片转速主要有5400转/分钟和7200转/分钟两种,其在SATA3接口下的读写速度则分别在50~90MB/s与90~190MB/s上下,不难发现机械硬盘转速的提升对于其读写速度的影响还是很明显的。但是,机械硬盘盘片的旋转依赖于机械马达的驱动,其速度的提高也会带来发热、磨损等诸多问题,在现有机械技术上想要大幅提高机械硬盘的转速仍十分困难,因此其读写速度也很难在现有的基础上获得较大的飞跃。反观固态硬盘,由于不采用任何机械构造,因此便不会遇到机械硬盘的转速瓶颈问题。同时由于其采用芯片式的闪存存取方式,基础读写速度极快。不过有一点要指出的是,不像大多数的机械硬盘的读写速度仅和转速相关,固态硬盘由于其特殊的构造,其读写速度易受容量、主控等各方面因素影响较大,因此其读写速度的变化区间也较大,目前主流的固态硬盘读写速度主要集中在500MB/s~1GB/s这样区间,也有少部分高端型号可以达到2GB/s以上。但无论是哪一种型号,固态硬盘的读写速度高于机械硬盘已是不争的事实。由于底层技术实现上的差异,机械硬盘的读写速度可以说是已经输在了起跑线上。


    致谢:

    1、SSD和HDD的区别是什么?固态硬盘和机械硬盘区别对比介绍

    2、[1] 孙瑞 .固态硬盘与机械硬盘综合比较探究 [J]. 科技尚品,2016(08):172-173.

    3、[2] 李博 . 固态硬盘写效率及能耗优化研究 [D]. 华中科技大学,2010.


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  • 硬盘

    2020-01-30 19:59:03
    硬盘介绍一、硬盘分为机械硬盘(HDD)和固态硬盘(SSD)。机械硬盘二、硬盘的接口 一、硬盘分为机械硬盘(HDD)和固态硬盘(SSD)。 Hard Disk Drive:是传统的盘片+磁头的工作原理,数据都是存储在盘片上面,磁头在...

    一、硬盘分为机械硬盘(HDD)和固态硬盘(SSD)。

    Hard Disk Drive:是传统的盘片+磁头的工作原理,数据都是存储在盘片上面,磁头在盘片上面“做运动”来读取和处理数据信息。
    Solid State Disk:SSD由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)组成。存储介质分为两种,一种是采用闪存(FLASH芯片)作为存储介质,另外一种是采用DRAM作为存储介质。
    SSHD是混合硬盘,说白了就是HDD+SSD=SSHD,SSHD硬盘主体是机械硬盘,但是盘体上自带闪存模块,此闪存模块负责的工作是数据的运算处理和数据的传输,这混合硬盘上面配备的闪存模块我们也可以理解为SSD固态硬盘,只是这SSD固态硬盘的容量不大,一般混合硬盘里面的SSD是用来启动操作系统的,混合硬盘里面的SSD模块是存储系统缓存文件的。

    机械硬盘组成

    在这里插入图片描述
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    机械硬盘基本知识(磁头、磁道、扇区、柱面)

    1.盘片

    硬盘中一般会有多个盘片组成,每个盘片包含两个面,每个盘面都对应地有一个读/写磁头。受到硬盘整体体积和生产成本的限制,盘片数量都受到限制,一般都在5片以内。盘片的编号自下向上从0开始,如最下边的盘片有0面和1面,再上一个盘片就编号为2面和3面。
    在这里插入图片描述

    2.扇区 和 磁道

    下图显示的是一个盘面,盘面中一圈圈灰色同心圆为一条条磁道,从圆心向外画直线,可以将磁道划分为若干个弧段,每个磁道上一个弧段被称之为一个扇区(图践绿色部分)。扇区是磁盘的最小组成单元,通常是512字节。(由于不断提高磁盘的大小,部分厂商设定每个扇区的大小是4096字节)
    在这里插入图片描述

    3.磁头 和 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。 如下图
    (柱面可以看做是求一个圆柱的表面积)
    在这里插入图片描述

    磁盘容量计算

    存储容量 = 磁头数 × 磁道(柱面)数 × 每道扇区数 × 每扇区字节数

    磁盘读取响应时间

    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,目前磁盘的平均寻道时间一般在3-15ms,一般都在10ms左右。
    旋转延迟:盘片旋转将请求数据所在扇区移至读写磁头下方所需要的时间,旋转延迟取决于磁盘转速。普通硬盘一般都是7200rpm,慢的5400rpm。
    数据传输时间:完成传输所请求的数据所需要的时间。
    小结一下:从上面的指标来看、其实最重要的、或者说、我们最关心的应该只有两个:寻道时间;旋转延迟。读写一次磁盘信息所需的时间可分解为:寻道时间、延迟时间、传输时间。为提高磁盘传输效率,软件应着重考虑减少寻道时间和延迟时间。

    块/簇

    磁盘块/簇(虚拟出来的)。 块是操作系统中最小的逻辑存储单位。操作系统与磁盘打交道的最小单位是磁盘块。
    通俗的来讲,在Windows下如NTFS等文件系统中叫做簇;在Linux下如Ext4等文件系统中叫做块(block)。每个簇或者块可以包括2、4、8、16、32、64…2的n次方个扇区。
    这样做的好处 :
    读取方便:由于扇区的数量比较小,数目众多在寻址时比较困难,所以操作系统就将相邻的扇区组合在一起,形成一个块,再对块进行整体的操作。
    分离对底层的依赖:操作系统忽略对底层物理存储结构的设计。通过虚拟出来磁盘块的概念,在系统中认为块是最小的单位。

    page

    操作系统经常与内存和硬盘这两种存储设备进行通信,类似于“块”的概念,都需要一种虚拟的基本单位。所以,与内存操作,是虚拟一个页的概念来作为最小单位。与硬盘打交道,就是以块为最小单位。

    扇区、块/簇、page的关系

    扇区: 硬盘的最小读写单元
    块/簇: 是操作系统针对硬盘读写的最小单元
    page: 是内存与操作系统之间操作的最小单元。
    扇区 <= 块/簇 <= page

    二、硬盘的接口

    硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件,作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的硬盘接口决定着硬盘与计算机之间的连接速度,在整个系统中,硬盘接口的优劣直接影响着程序运行快慢和系统性能好坏。
      
    新一代的固态硬盘普遍采用SATA-2接口、SATA-3接口、SAS接口、MSATA接口、PCI-E接口、NGFF接口、CFast接口、SFF-8639接口和M.2 NVME/SATA协议。

    机械硬盘按数据接口不同,大致分为ATA(IDE)和SATA以及SCSI和光纤通道和SAS五种。IDE接口硬盘多用于家用产品中,也部分应用于服务器,SCSI接口的硬盘则主要应用于服务器市场,而光纤通道只在高端服务器上,价格昂贵。SATA主要应用于家用市场,有SATA、SATAΙΙ、SATAΙΙΙ,是现在的主流;在IDE和SCSI的大类别下,又可以分出多种具体的接口类型,又各自拥有不同的技术规范,具备不同的传输速度,比如ATA100和SATA;Ultra160 SCSI和Ultra320 SCSI都代表着一种具体的硬盘接口,各自的速度差异也较大。

    ATA全称Advanced Technology Attachment(也叫做IDE接口),是用传统的 40-pin 并口数据线连接主板与硬盘的,外部接口速度最大为133Mb/s,因为并口线的抗干扰性太差,且排线占空间,不利计算机散热,将逐渐被 SATA 所取代。
    SATA,全称Serial ATA,也就是使用串口的ATA接口,因抗干扰性强,且对数据线的长度要求比ATA低很多,支持热插拔等功能,已越来越为人所接受。SATA-I的外部接口速度已达到150Mb/s,SATA-II达到300Mb/s(3Gbps),SATA-III达到600Mb/s(6Gbps)。SATA的前景很广阔。而SATA的传输线比ATA的细得多, 有利于机壳内的空气流通。
    SCSI,全称为Small Computer System Interface(小型机系统接口),历经多世代的发展,从早期的 SCSI-II,到 Ultra320 SCSI 以及Fiber-Channel (光纤通道),接头类型也有多种。SCSI 硬盘广为工作站级个人计算机以及服务器所使用,因为它的转速快,可达 15000 rpm,且数据传输时占用 CPU 运算资源较低,但是单价也比同样容量的 ATA 及 SATA 硬盘昂贵。
    SAS(Serial Attached SCSI)是新一代的SCSI技术,和SATA硬盘相同,都是采取序列式技术以获得更高的传输速度,可达到3Gb/s。此外也透过缩小连接线改善系统内部空间等。
    此外,由于SAS硬盘可以与SATA硬盘共享同样的背板,因此在同一个SAS储存系统中,可以用SATA硬盘来取代部分昂贵的SAS硬盘,节省整体的存储成本。

    查看自己电脑的硬盘接口

    1.win+r ->cmd打开命令行,输入“diskpart”命令,敲击回车键,弹出新的“diskpart.exe”命令提示符窗口。

    2.输入list disk,查看有几块硬盘
    在这里插入图片描述
    2.接着输入“select disk 0”敲击回车键,选择第一块硬盘。然后输入“detail disk”敲击回车键,显示选择的硬盘详细信息,其中就有硬盘的接口类型信息“SATA”。
    在这里插入图片描述
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