台式電腦磁碟存儲原理

⑴ 磁碟、光碟、快閃記憶體的存儲原理分別是什麼

磁碟是靠磁頭在磁碟上寫入磁性數據 光碟是靠激光在光碟表面燒錄存儲 快閃記憶體是靠電子擦寫存儲數據
U盤：U盤，全稱「USB快閃記憶體檔」，英文名「USB flash disk」。它是一個USB介面的無需物理驅動器的微型高容量移動存儲產品，可以通過USB介面與電腦連接，實現即插即用。U盤的稱呼最早來源於朗科公司生產的一種新型存儲設備，名曰「優盤」，使用USB介面進行連接。USB介面就連到電腦的主機後，U盤的資料可與電腦交換。而之後生產的類似技術的設備由於朗科已進行專利注冊，而不能再稱之為「優盤」，而改稱諧音的「U盤」。後來U盤這個稱呼因其簡單易記而廣為人知，而直到現在這兩者也已經通用，並對它們不再作區分，是移動存儲設備之一。

閃盤：與U盤同義。

快閃記憶體：快閃記憶體（Flash Memory）是一種長壽命的非易失性（在斷電情況下仍能保持所存儲的數據信息）的存儲器，數據刪除不是以單個的位元組為單位而是以固定的區塊為單位（注意：NOR Flash 為位元組存儲。），區塊大小一般為256KB到20MB。快閃記憶體是電子可擦除只讀存儲器（EEPROM）的變種，EEPROM與快閃記憶體不同的是，它能在位元組水平上進行刪除和重寫而不是整個晶元擦寫，這樣快閃記憶體就比EEPROM的更新速度快。由於其斷電時仍能保存數據，快閃記憶體通常被用來保存設置信息，如在電腦的BIOS（基本輸入輸出程序）、PDA（個人數字助理）、數碼相機中保存資料等。

緩存：緩存是指臨時文件交換區，電腦把最常用的文件從存儲器里提出來臨時放在緩存里，就像把工具和材料搬上工作台一樣，這樣會比用時現去倉庫取更方便。因為緩存往往使用的是RAM（斷電即掉的非永久儲存），所以在忙完後還是會把文件送到硬碟等存儲器里永久存儲。電腦里最大的緩存就是內存條了，最快的是CPU上鑲的L1和L2緩存，顯卡的顯存是給GPU用的緩存，硬碟上也有16M或者32M的緩存。千萬不能把緩存理解成一個東西，它是一種處理方式的統稱。

磁碟格式化時被劃分出磁軌和扇區並被編好磁軌和扇區號，文件就是按就是按著磁軌號、扇區號、面、柱面的編號存放的，就象圖書管的書籍被分類編碼存放一樣。磁碟文件查找時就是按磁軌號、扇區號、柱面號等查找的。
磁碟：磁碟表面覆蓋一層硬磁性材料，依靠磁頭使其按磁軌充磁、消磁，代表1和0；
光碟：工廠壓制光碟是光碟表面形成凹坑，再鍍膜，代表0和1；燒錄：用激光使光碟基底色素發生變化，反光能力不同，代表0和1；
快閃記憶體：利用cmos（絕緣柵場效應電路）極高電阻，使電量長期保存，然後通過對電位的檢測讀出數據。

⑵ 硬碟是怎麼來存儲數據的

硬碟不是直接存儲我們現在人看到的數據，計算機中，通過2進制，將數據轉化為可以用2進製表示的數字數據，再對應機器的高電平低電平等可以用兩種機器物理狀態的狀態。

硬碟儲存數據的原理和盒式磁帶類似，只不過盒式磁帶上存儲是模擬格式的音樂，而硬碟上存儲的是數字格式的數據。寫入時，磁頭線圈上加電，在周圍產生磁場，磁化其下的磁性材料；電流的方向不同，所以磁場的方向也不同，可以表示 0 和 1 的區別。

讀取時，磁頭線圈切割磁場線產生感應電流，磁性材料的磁場方向不同，所以產生的感應電流方向也不同。

(2)台式電腦磁碟存儲原理擴展閱讀

硬碟使用注意事項：

1、在工作時不能突然關機。

硬碟當硬碟開始工作時，一般都處於高速旋轉之中，如果我們中途突然關閉電源，可能會導致磁頭與碟片猛烈磨擦而損壞硬碟，因此要避免突然關機。關機時一定要注意麵板上的硬碟指示燈是否還在閃爍，只有在其指示燈停止閃爍、硬碟讀寫結束後方可關閉計算機的電源開關。

2、防止灰塵進入。

灰塵對硬碟的損害是非常大的，這是因為在灰塵嚴重的環境下，硬碟很容易吸引空氣中的灰塵顆粒，使其長期積累在硬碟的內部電路元器件上，會影響電子元器件的熱量散發，使得電路元器件的溫度上升，產生漏電或燒壞元件。

3、要防止溫度過高或過低。

溫度對硬碟的壽命也是有影響的。硬碟工作時會產生一定熱量，使用中存在散熱問題。溫度以20～25℃為宜，過高或過低都會使晶體振盪器的時鍾主頻發生改變。溫度還會造成硬碟電路元器件失靈，磁介質也會因熱脹效應而造成記錄錯誤。

⑶ 電腦硬碟是怎樣存儲數據的

硬碟不是直接存儲我們現在人看到的數據，計算機中，通過2進制，將數據轉化為可以用2進製表示的數字數據，再對應機器的高電平低電平等可以用兩種機器物理狀態的狀態。

硬碟儲存數據的原理和盒式磁帶類似，只不過盒式磁帶上存儲是模擬格式的音樂，而硬碟上存儲的是數字格式的數據。寫入時，磁頭線圈上加電，在周圍產生磁場，磁化其下的磁性材料；電流的方向不同，所以磁場的方向也不同，可以表示 0 和 1 的區別。

讀取時，磁頭線圈切割磁場線產生感應電流，磁性材料的磁場方向不同，所以產生的感應電流方向也不同。

⑷ 電腦是怎麼儲存東西的，所謂的儲存硬碟是什麼原理儲存的

硬碟是在硬質碟片（一般是鋁合金，以前
IBM
也嘗試過使用玻璃）上塗敷薄薄的一層鐵磁性材料。硬碟儲存數據的原理和盒式磁帶類似，只不過盒式磁帶上存儲是模擬格式的音樂，而硬碟上存儲的是數字格式的數據。寫入時，磁頭線圈上加電，在周圍產生磁場，磁化其下的磁性材料；電流的方向不同，所以磁場的方向也不同，可以表示
0
和
1
的區別。讀取時，磁頭線圈切割磁場線產生感應電流，磁性材料的磁場方向不同，所以產生的感應電流方向也不同。
不論是什麼計算機文件,歌曲,視頻,圖片,文檔等等都是以一個二進制的序列存在的,也就是很多個"10010001110011......"這樣的東西,硬碟上的存儲的文件實際上就是存儲著這些0和1的序列.硬碟的磁頭能夠按照指令讀取相應位置的信號,並且能夠改變指定位置的磁場方向,這就是數據的讀和寫.

⑸ 硬碟是什麼原理儲存數據的

硬碟存儲數據的原理：
硬碟是一種採用磁介質的數據存儲設備，數據存儲在密封於潔凈的硬碟驅動器內腔的若干個磁碟片上。這些碟片一般是在以的片基表面塗上磁性介質所形成，在磁碟片的每一面上，以轉動軸為軸心、以一定的磁密度為間隔的若干個同心圓就被劃分成磁軌(track)，每個磁軌又被劃分為若干個扇區(sector)，數據就按扇區存放在硬碟上。在每一面上都相應地有一個讀寫磁頭(head)，所以不同磁頭的所有相同位置的磁軌就構成了所謂的柱面(cylinder)。傳統的硬碟讀寫都是以柱面、磁頭、扇區為定址方式的(CHS定址)。硬碟在上電後保持高速旋轉，位於磁頭臂上的磁頭懸浮在磁碟表面，可以通過步進電機在不同柱面之間移動，對不同的柱面進行讀寫。所以在上電期間如果硬碟受到劇烈振盪，磁碟表面就容易被劃傷，磁頭也容易損壞，這都將給盤上存儲的數據帶來災難性的後果。
硬碟的第一個扇區(0道0頭1扇區)被保留為主引導扇區。在主引導區內主要有兩項內容:主引導記錄和硬碟分區表。主引導記錄是一段程序代碼，其作用主要是對硬碟上安裝的操作系統進行引導;硬碟分區表則存儲了硬碟的分區信息。計算機啟動時將讀取該扇區的數據，並對其合法性進行判斷(扇區最後兩個位元組是否為0x55AA或0xAA55 )，如合法則跳轉執行該扇區的第一條指令。所以硬碟的主引導區常常成為病毒攻擊的對象，從而被篡改甚至被破壞。可引導標志:0x80為可引導分區類型標志;0表示未知;1為FAT12;4為FAT16;5為擴展分區等等

⑹ 磁碟儲存數據的原理是什麼

在網上找的

現在的硬碟,無論是IDE還是SCSI,採用的都是"溫徹思特「技術,都有以下特點：1。磁頭，碟片及運動機構密封。2。固定並高速旋轉的鍍磁碟片表面平整光滑。3。磁頭沿碟片徑向移動。4。磁頭對碟片接觸式啟停，但工作時呈飛行狀態不與碟片直接接觸。
碟片：硬碟碟片是將磁粉附著在鋁合金（新材料也有用玻璃）圓碟片的表面上.這些磁粉被劃分成稱為磁軌的若干個同心圓，在每個同心圓的磁軌上就好像有無數的任意排列的小磁鐵，它們分別代表著0和1的狀態。當這些小磁鐵受到來自磁頭的磁力影響時，其排列的方向會隨之改變。利用磁頭的磁力控制指定的一些小磁鐵方向，使每個小磁鐵都可以用來儲存信息。
盤體：硬碟的盤體由多個碟片組成，這些碟片重疊在一起放在一個密封的盒中，它們在主軸電機的帶動下以很高的速度旋轉，其每分鍾轉速達3600，4500，5400，7200甚至以上。
磁頭：硬碟的磁頭用來讀取或者修改碟片上磁性物質的狀態，一般說來，每一個磁面都會有一個磁頭，從最上面開始，從0開始編號。磁頭在停止工作時，與磁碟是接觸的，但是在工作時呈飛行狀態。磁頭採取在碟片的著陸區接觸式啟停的方式，著陸區不存放任何數據，磁頭在此區域啟停，不存在損傷任何數據的問題。讀取數據時，碟片高速旋轉，由於對磁頭運動採取了精巧的空氣動力學設計，此時磁頭處於離盤面數據區0.2---0.5微米高度的」飛行狀態「。既不與盤面接觸造成磨損，又能可靠的讀取數據。
電機：硬碟內的電機都為無刷電機，在高速軸承支撐下機械磨損很小，可以長時間連續工作。高速旋轉的盤體產生了明顯的陀螺效應，所以工作中的硬碟不宜運動，否則將加重軸承的工作負荷。硬碟磁頭的尋道飼服電機多採用音圈式旋轉或者直線運動步進電機，在飼服跟蹤的調節下精確地跟蹤碟片的磁軌，所以在硬碟工作時不要有沖擊碰撞，搬動時要小心輕放

⑺ 電腦儲存器儲存信息的原理是什麼

U盤是晶元.
硬碟是碟片.
u盤是半導體材料製作的，記錄的加電的信號
硬碟是磁碟，就象磁帶一樣的東西，不過它有扇區，柱面，磁軌，磁頭==

一、U盤基本工作原理
U盤是採用Flash晶元存儲的，Flash晶元屬於電擦寫電門。在通電以後改變狀態，不通電就固定狀態。所以斷電以後資料能夠保存。
Flash晶元的擦寫次數在10萬次以上，而且你要是沒有用到後面的空間，後面的就不會通電

通用串列匯流排（Universal serial Bus）是一種快速靈活的介面，

當一個USB設備插入主機時，由於USB設備硬體本身的原因，它會使USB匯流排的數據信號線的電平發生變化，而主機會經常掃描USB匯流排。當發現電平有變化時，它即知道有設備插入。

當USB設備剛插入主機時，USB設備它本身會初始化，並認為地址是0。也就是沒有分配地址，這有點象剛進校的大學生沒有學號一樣。

正如有一個陌生人闖入時我們會問「你是什麼人」一樣，當一個USB設備插入主機時，，它也會問：「你是什麼設備」。並接著會問，你使用什麼通信協議等等。當這一些信息都被主機知道後，主機與USB設備之間就可以根據它們之間的約定進行通信。

USB的這些信息是通過描述符實現的，USB描述符主要包括：設備描述符，配置描述符，

介面描述符，端點描述符等。當一個U盤括入主機時，你立即會發現你的資源管理器里多了一個可移動磁碟，在Win2000下你還可以進一步從主機上知道它是愛國者或是朗科的。這里就有兩個問題，首先主機為什麼知道插入的是移動磁碟，而不是鍵盤或列印機等等呢？另外在Win2000下為什麼還知道是哪個公司生產的呢？其實這很簡單，當USB設備插入主機時，主機首先就會要求對方把它的設備描述符傳回來，這些設備描述符中就包含了設備類型及製造商信息。又如傳輸所採用的協議是由介面描述符確定，而傳輸的方式則包含在端點描述符中。

USB設備分很多類:顯示類,通信設備類,音頻設備類,人機介面類,海量存儲類.特定類的設備又可分為若乾子類,每一個設備可以有一個或多個配置，配置用於定義設備的功能。配置是介面的集合，介面是指設備中哪些硬體與USB交換信息。每個與USB交換信息的硬體是一個端點。因些，介面是端點的集合。

U盤應屬於海量存儲類。

USB海量存儲設備又包括通用海量存儲子類,CDROM,Tape等，U盤實際上屬於海量存儲類中通用海量存儲子類。通用海量存儲設備實現上是基於塊/扇區存儲的設備。

USB組織定義了海量存儲設備類的規范，這個類規范包括4個獨立的子類規范。主要是指USB匯流排上的傳輸方法與存儲介質的操作命令。

海量存儲設備只支持一個介面,即數據介面,此介面有三個端點Bulk input ,Bulk output,中斷端點

這種設備的介面採用SCSI-2的直接存取設備協議,USB設備上的介質使用與SCSI-2以相同的邏輯塊方式定址

二、 Bulk-Only傳輸協議

當一個U盤插入主機以後，主機會要求USB設備傳回它們的描述符，當主機得到這些描述符後，即完成了設備的配置。識別出USB設備是一個支持Bulk-Only傳輸協議的海量存儲設備。這時應可進行Bulk-Only傳輸方式。在此方式下USB與設備之間的數據傳輸都是通過Bulk-In和Bulk-Out來實現的。

硬碟，英文名稱是 Hard disk，發明於1950年。開始的時候，它的直徑長達20英寸；並且只能容納幾MB（兆位元組）的信息。最初的時候它並不稱為Hard disk ，而是叫做「fixed disk"或者"Winchester"（IBM產品流行的代碼名稱）；如果在某些文獻里提到這些名詞，我們知道它們是硬碟就可以了。隨後，為了把 硬碟的名稱與"floppy disk"（軟盤）區分開來，它的名稱就演變成了"hard disk"。硬碟的內部有磁碟，作為保存信息的磁介質；而磁帶和軟盤裡面則使用柔韌的塑料薄膜作為磁介質。

在簡單的標准上，硬碟與盒式磁帶並沒有太大的區別。所有的硬碟和盒式磁帶都使用相同的磁性技術錄制信息，這點將在「磁帶錄音機是怎麼工作的有介紹」，但這已經不是屬於IT硬體的范疇了。硬碟和磁帶錄音機都從磁存儲技術獲得最大的效益--磁介質可以輕易地進行擦除和復寫，並且信息將記錄在磁軌里，儲存 的信息可以永久保存。
想明白硬碟工作原理的最好途徑是看清楚它的內部結構。注意：打開硬碟會損壞硬體，因此朋友們不要自己嘗試，當然你有一個損壞的硬碟就另當別論了。
硬碟使用了鋁片把表面給密封了起來，而另外的一邊則布滿了控制用的電子元件。電子控制器控制硬碟的讀/寫機制，還有轉動碟片的馬達。電子元件還把硬碟磁區域的信息匯編成byte(讀），並把bytes轉化為磁區域（寫）。這些電子元件被裝配在與硬碟碟片分開的小電路板上。
在電路板下面是連接碟片的馬達，還有採用了高度過濾的通風孔，以便維持硬碟內部和外部的空氣壓力平衡。
移開了硬碟的頂蓋之後，展現在大家眼前的是非常簡單但卻精密的內部結構。
碟片--當硬碟在工作的時候，它可以轉動5,400或者72,00 rpm(通常的情況下，當然最快也有10,000rpm,SCSI硬碟甚至達到了15,000rpm)。這些碟片製造的時候有驚人的精確度，並且表面如鏡子般光滑。（你甚至還在碟片里看到了作者的肖像）
臂--位於左上角，是用來保持磁頭的讀/寫 控制機制，能夠把磁頭從碟片的中心移動到硬碟的邊緣。臂和它的移動機制相當的輕，並且速度飛快。普通的硬碟每秒可以在碟片中心和邊緣之間來會移動50次，如果用肉眼看的話，速度真的是非常驚人。
為了增加硬碟儲存的信息量，很多硬碟都使用了多碟片的設計。我們打開的硬碟有三個碟片和6個讀/寫的磁頭。
硬碟裡面保持臂的移動速度和精確度都達到了不可置信的地步，它使用了高速的線性馬達。
很多硬碟使用了音圈（Voice coil)的方法來移動臂部--與你的立體聲系統中揚聲器使用的技術類似。

數據的儲存
數據儲存在碟片表面的扇區(Sector)和磁軌(track)里，磁軌是一系列的同心圓，而扇區則是磁軌組成的圓狀表面，如下：
上圖黃色部分展示的就是典型的磁軌，而藍色部分則是扇區。扇區包括了固定數量的byte---例如，256或者512byte。無論是在硬碟還是在操作系統水平，扇區都通常組成群集(cluster)。
硬碟的低級格式化過程在碟片上建立了扇區和磁軌，每個扇區的開始和結束部分都被寫到了碟片上，這個處理使硬碟准備開始以byte的形式保持數據。高級格式化則寫入文件儲存的結構，例如把文件分配表寫入到扇區，這個過程使硬碟准備保持文件。

⑻ 電腦硬碟的工作原理

1.硬碟的磁頭

一塊硬碟存取數據的工作完全都是依靠磁頭來進行，換句話說，沒有磁頭，也就沒有實際意義上的硬碟。那麼，究竟什麼是磁頭呢？磁頭就是硬碟進行讀寫的「筆尖」，通過全封閉式的磁阻感應讀寫，將信息記錄在硬碟內部特殊的介質上。硬碟磁頭的發展先後經歷了亞鐵鹽類磁頭(MonolithicHead)、MIG(MetalInGap)磁頭和薄膜磁頭(ThinFilmHead)、MR磁頭等幾個階段。前3種傳統的磁頭技術都是採取了讀寫合一的電磁感應式磁頭，在設計方面因為同時需要兼顧讀/寫兩種特性，因此也造成了硬碟在設計方面的局限性。

第4種磁阻磁頭在設計方面引入了全新的分離式磁頭結構，寫入磁頭仍沿用傳統的磁感應磁頭，而讀取磁頭則應用了新型的MR磁頭，即所謂的感應寫、磁阻讀，針對讀寫的不同特性分別進行優化，以達到最好的讀寫性能。

除上述幾種磁頭技術外，技術更為創新、採用多層結構、磁阻效應更好的材料製作的GMR磁頭(GiantMagnetoResistiveheads，巨磁阻磁頭)，可以使目前硬碟的容量在此基礎上再提高10倍以上。

2.硬碟的盤面

如果把硬碟磁頭比喻作「筆」的形容成立，那麼所謂硬碟的盤面自然就是這「筆」下的「紙」。如果您曾經有幸打開過自己的硬碟，可以發現硬碟內部是由金屬磁碟組成的，有單碟片的，有雙碟片的，也有多碟片的。它們通過表面的磁物質結合在一起。與平時使用的那些普通軟磁碟存儲介質的不連續顆粒相比，這種特殊物質的金屬磁碟具有更高的記錄密度和更強的安全性能。

目前市場上主流硬碟的碟片大都是採用了金屬薄膜磁碟構成，這種金屬薄膜磁碟較之普通的金屬磁碟具有更高的剩磁(Remanence:經消磁後，殘留在磁介質上的磁感應)和高矯頑力(CoerciveForce:作用於磁化材料以去除剩磁的反向磁通強度)，因此也被硬碟廠商普遍採用。

與金屬薄膜磁碟相比，用玻璃做為新的碟片，有利於把硬碟碟片做得更平滑，單位磁碟密度也會更高。同時由於玻璃的堅固特性，新一代的玻璃硬磁碟在性能方面也會更加穩定。不過也有一點問題，如果一旦把玻璃材質作為硬碟基片，玻璃材質較之金屬材質的脆弱性就會表現出來。

3.硬碟的馬達

有了「筆」和「紙」，要讓「筆」能夠在「紙」上順利地寫字，當然還要有「手」的控制，而這雙控制磁頭在磁片上高速工作的「手」就應該是硬碟主軸上的馬達了。硬碟正因為有了馬達，才可以帶動磁碟片在真空封閉的環境中高速旋轉，馬達高速運轉時所產生的浮力使磁頭飄浮在碟片上方進行工作。硬碟在工作時，通過馬達的連動將需要存取資料的扇區帶到磁頭下方，馬達的轉速越快，等待存取記錄的時間也就越短。從這個意義上講，硬碟馬達的轉速在很大程度上決定了硬碟最終的速度。

在當今硬碟不斷向著超大容量邁進的同時，硬碟的速度也在不斷提高，這當然就要求硬碟的馬達也必須能夠跟上技術時代飛速發展的步伐。進入2000年後，5400rpm的硬碟即將成為歷史，7200rpm勢必成為2000年乃至今後一段時間的主流產品。速度方面的提升對於硬碟的馬達而言，自然也是提出了更高的要求。7200rpm、10000rpm甚至15000rpm的硬碟馬達自然不會再是傳統意義上的普通滾珠軸承馬達，因為硬碟轉速的不斷提高會帶來諸如磨損加劇、溫度升高、雜訊增大等一系列負面問題。傳統的普通滾珠軸承馬達自然無法妥善解決這些問題，於是曾廣泛應用在精密機械工業上的液態軸承馬達(Fluiddynamicbearingmotors)被引入到硬碟技術中。與傳統的滾珠軸承馬達不同，液態軸承馬達使用的是黏膜液油軸承，這種特殊的軸承以油膜代替了原先的滾珠，一方面避免了與金屬面的直接磨擦，將傳統馬達所帶來的雜訊及高溫降至最低;另一方面，油膜可以有效地吸收外來的震動，使硬碟的抗震能力由以往的150G提高至1200G;再一個方面，從理論上講，液態軸承馬達無磨損，使用壽命可以達到無限長，雖然我們無法通過這一點就奢想自己的新硬碟能夠「長生不老」，但最起碼可以延長使用壽命。

4.硬碟的轉速

硬碟的轉速(RotateSpeed)，正像我們上文所述，硬碟的馬達直接決定了硬碟的轉速。理論上講，硬碟的轉速越快越好，因為較高的硬碟轉速可以極大地縮短硬碟的平均尋道時間和實際讀寫時間。但是，硬碟的高轉速帶給硬碟的負面影響就是轉速越快，硬碟表面的發熱量越大，如果再加上機箱散熱不佳和其他周邊散熱過多的原因，很可能造成機器運行不穩定。也正是這個原因，目前市場上絕大多數筆記本電腦中的專用硬碟，其轉速一般都不會超過4500rpm。

5.硬碟的平均尋道時間、平均訪問時間和平均潛伏時間

所謂硬碟的平均尋道時間(AverageSeekTime)，其實就是指硬碟在盤面上移動讀寫頭至指定磁軌尋找相應目標數據所用的時間。我們在描述硬碟讀取數據能力時，目前主要以毫秒為計算單位，而硬碟讀取數據一次大多在6～14ms之間。當硬碟的單碟容量增大時，磁頭的尋道動作和移動距離會相應減少，這樣也就導致硬碟本身的平均尋道時間減少，從而提高了硬碟傳輸數據的速度。

而平均訪問時間(AverageAccessTime)，指的就是平均尋道時間與平均潛伏時間的總和。平均訪問時間基本上也就能夠代表硬碟找到某一數據所用的時間。平均訪問時間越短越好，一般情況下應該控制在11～18ms之間，建議用戶選擇那些平均訪問時間在15ms以下的硬碟。

所謂平均潛伏時間(AverageLatencyTime)，其准確的概念定位就是指相應磁軌旋轉到磁頭下方的時間，一般情況下在2～6ms之間。

6.硬碟的外部傳輸率和內部傳輸率

所謂硬碟的外部數據傳輸率(ExternalTransferRate)就是指電腦通過介面將數據交給硬碟的傳輸速度，而內部數據傳輸率(InternalTransferRate)就是指硬碟將這些數據記錄在自身碟片上的速度，也稱最大或最小持續傳輸率(SustainedTransferRate)。從實際應用方面分析，硬碟的外部數據傳輸率比其內部傳輸率速度要快很多，在它們之間有一塊緩沖區可以緩解二者的速度差距。而從硬碟緩沖區讀取數據的速度又稱之為突發數據傳輸率(BurstdataTransferRate)。

普通的EIDE硬碟理論上的傳輸速率，都已達到了17.5MB/s左右，而採用UltraDMA/33、UltraDMA/66技術後，傳輸率瞬間速度便可以達到33.3MB/s和66MB/s，至於UltraDMA/100和UltraDMA/160，也是指在這個速度上的提升。

7.硬碟的緩沖區

所謂硬碟的緩沖區(硬體緩沖)就是指硬碟本身的高速緩存(Cache)，它能夠大幅度地提高硬碟整體性能。高速緩存其實就是指硬碟控制器上的一塊存取速度極快的DRAM內存，分為寫通式和回寫式。所謂寫通式，就是指在讀硬碟時系統先檢查請求，尋找所要求的數據是否在高速緩存中。如果在則稱為被命中，緩存就會發送出相應的數據，磁頭也就不必再向磁碟訪問數據，從而大幅度改善硬碟的性能。

所謂回寫式，指的是在內存中保留寫數據，當硬碟空閑時再次寫入。從這一點上而言，回寫式具有高於寫通式的系統性能。較早期的硬碟大多帶有128KB、256KB、512KB等高速緩存，目前的高檔硬碟高速緩存大多已經達到1MB、2MB甚至更高，在高速緩存的取材上也採用了速度比DRAM更快的同步內存SDRAM，確保硬碟性能更為卓越。

硬碟技術

硬碟所採用的技術，目前主要包括3個方面，一是磁頭技術，二是防震技術，三是數據保護技術。隨著各大製造廠商的技術競爭，目前這3個方面的技術要點也逐漸走向融合。

1.磁頭技術

(1)磁阻磁頭技術(Magneto-ResistiveHead)

磁阻磁頭技術是一種比較傳統的硬碟磁頭技術，是完全基於磁電阻效應工作的，其核心就是一片金屬材料，其電阻隨磁場的變化而變化。應用這種磁阻磁頭技術的原理就是:通過磁阻元件連著的一個十分敏感的放大器可以測出微小的電阻變化。所以越先進的MR技術可以提高記錄密度來記錄數據，增加單碟片容量即硬碟的最高容量，進而提高數據傳輸率。

(2)巨型磁阻磁頭(GMR)

這是MR磁阻磁頭技術的換代技術，目前絕大多數的硬碟產品都應用了這種技術。採用了巨型磁阻磁頭技術的硬碟，其讀、寫工作是分別由不同的磁頭來完成的，這種變化從而可以有效地提高硬碟的工作效率，並使增大磁軌密度成為可能。

(3)OAW(光學輔助溫式技術)

OAW是美國希捷公司新研製技術代號，很可能是未來磁頭技術的發展方向。應用這種OAW技術，未來的硬碟可以在1英寸面積內寫入105000以上的磁軌，單碟容量更是有望突破36GB。

2.防震技術

(1)SPS防震保護系統

這是昆騰公司在其火球7代(EX)系列之後普遍採用的硬碟防震動保護系統。其設計思路就是分散外來沖擊能量，盡量避免硬碟磁頭和碟片之間的意外撞擊，使硬碟能夠承受1000G以上的意外沖擊力。

(2)ShockBlock防震保護系統

雖然這是Maxtor公司的專利技術，但其設計思路與防護風格與昆騰公司的SPS技術有著異曲同工之妙，也是為了分散外來的沖擊能量，盡量避免磁頭和碟片相互撞擊，但它能承受的最大沖擊力卻可以達到1500G甚至更高。

3.數據保護技術

(1)S.M.A.R.T技術

S.M.A.R.T技術是目前絕大多數硬碟已經普遍採用的通用安全技術，而應用S.M.A.R.T技術，用戶們能夠預先測量出某些硬碟的特性。舉個例子，如監測硬碟磁頭的飛行高度。因為一旦磁頭開始出現飛得太高或太低的情況，硬碟在運行中就極有可能報錯，S.M.A.R.T技術就是一種對硬碟故障預先發出報警的廉價數據保護。

當然，利用S.M.A.R.T技術可預測的硬碟故障一般是硬碟性能惡化的結果，其中約60%為機械性質的，40%左右則是對軟性故障的有效預測。應用S.M.A.R.T技術可以有效地防止並減少硬碟數據丟失，而預先報警系統更能夠讓電腦用戶及時掌握自己硬碟的性能和實際使用狀況。

(2)數據衛士

西部數據(WD)公司的數據衛士能夠在硬碟工作的空餘時間里，每8個小時便自動執行硬碟掃描、檢測、修復碟片的各扇區等步驟。以上操作完全是自動運行，無需用戶干預與控制，特別是對初級用戶與不懂硬碟維護的用戶十分適用。

(3)DPS(數據保護系統)

昆騰公司在推出火球7代硬碟以後，從8代開始的所有硬碟中，都內建了所謂的DPS(數據保護系統)系統模式。DPS系統模式的工作原理是在其硬碟的前300MB內，存放操作系統等重要信息，DPS可在系統出現問題後的90s內自動檢測恢復系統數據，如果不行，則啟用隨硬碟附送的DPS軟盤，進入程序後DPS系統模式會自動分析造成故障的原因，盡量保證用戶硬碟上的數據不受損失。

(4)MaxSafe技術

MaxSafe技術是邁拓公司在其金鑽2代以後普遍採用的技術。MaxSafe技術的核心就是將附加的ECC校驗位保存在硬碟上，使硬碟在讀寫過程中，每一步都要經過嚴格的校驗，以此來保證硬碟數據的完整性。

4.其他綜合技術方面

(1)PRML(，硬碟最大相似性技術)讀取技術利用PRML讀取技術可以使單位硬碟碟片存儲更大量的信息。在增加硬碟容量的同時，還可以有效地提高硬碟數據的讀取和傳輸率。

(2)UltraDSP(超級數字信號處理器)技術及介面技術

應用UltraDSP進行數學運算，其速度較一般CPU快10～50倍。採用UltraDSP技術，單個的DSP晶元可以同時提供處理器及驅動介面的雙重功能，以減少其他電子元件的使用，可大幅度地提高硬碟的速度和可靠性。

介面技術可以極大地提高硬碟的最大外部傳輸率，最大的益處在於，可以把數據從硬碟直接傳輸到主內存而不佔用更多的CPU資源，提高系統性能。Maxtor公司2000年最新的鑽石9代和金鑽4代都採用了雙DSP晶元技術，將硬碟的系統性能提升到極致。

(3)3DDefenseSystem(3D保護系統)

3DDefenseSystem是美國希捷公司獨有的一種硬碟保護技術。3DDefenseSystem中主要包括了DriveDefense(磁碟保護)、DataDefense(數據保護)及DiagnosticDefense(診斷保護)等3個方面的內容。

DriveDefense(磁碟保護)。這裡面又包括：G-Force保護，可幫助希捷硬碟承受業界內最高的非工作狀態下的震動，即在2ms內震動力即使達到350G，也不會使硬碟損壞;SeaShield保護，提供ESD及安全處理，特別是對PCBA(PrintedCircuitBoardAssembly，印刷電路集成板);SeaShell保護，這是一種可以替換原有ESD(Elestro-StaticDischarge)的硬碟工具包，通過這一保護系統可為硬碟提供更多的保護。

DataDefense(數據保護)。這裡面又包括了希捷獨創的Multidrive系統(SAMS)。所謂SAMS就是通過減小硬碟的旋轉振動來最大程度地減少對硬碟的損壞;ECC(ErrorCorrectionCode，錯誤檢正代碼)，即為高性能硬碟提供on-the-fly檢正，還有就是對數據恢復提供最大限度Firmware(固件)檢正，因此可以正確完整地進行讀、恢復數據;SafeSaring，當硬碟斷電及重新來電後，利用SafeSaring技術可以確保硬碟磁頭回到同樣的扇區，保證數據不丟失;End-to-EndPathProtection，確保數據在主機與磁碟之間傳輸的完整性。

DiagnosticDefense(診斷保護)。這裡面也包括了SeaTools——診斷工具軟體，可以幫助用戶診斷系統是否存在問題，以及診斷錯誤是否由其他硬體及軟體產生。另外，SeaTools還可以在ATA及SCSI產品中工作，可以應用於所有老舊的希捷硬碟;增強型的S.M.A.R.T功能，可以在硬碟發生錯誤與問題之前作為預測並向用戶發出警告;Web-BasedTools(基於Web的工具)，允許用戶標識及解決一些非硬碟相關錯誤，如病毒等，也可以檢正文件系統，解決硬體沖突以避免不必要的硬碟返修;DLD(DriveLoggingDiagnostics)——捕獲不可恢復性數據錯誤，實質上就是交互性的診斷工作。

硬碟的工作模式

從主板的支持度來看，目前硬碟的工作模式主要有3種:NORMAL、LBA和LARGE模式。

NORMAL即我們平時講的普通模式，也是最早的IDE方式。在此方式下對硬碟訪問時，BIOS和IDE控制器對參數不作任何轉換。該模式支持的最大柱面數為1024，最大磁頭數為16，最大扇區數為63，每扇區位元組數為512KB。因此支持最大硬碟容量為:512KB×63×16×1024=528MB。在此模式下即使硬碟的實際物理容量很大，但可訪問的硬碟空間也只能是528MB。

LBA(LogicalBlockAddressing)即邏輯塊定址模式。應用這種模式所管理的硬碟空間突破了528MB的瓶頸，可達8.4GB。在LBA模式下，設置的柱面、磁頭、扇區等參數並不是實際硬碟的物理參數。在訪問硬碟時，由IDE控制器把由柱面、磁頭、扇區等參數確定的邏輯地址轉換為實際硬碟的物理地址。在LBA模式下，可設置的最大磁頭數為255，其餘參數與普通模式相同。

由此可計算出可訪問的硬碟容量為:512KB×63×255×1024=8.4GB。LARGE又稱為大硬碟管理模式。當硬碟的柱面超過1024而又不為LBA支持時可採用此種模式。LARGE模式採取的方法是把柱面數除以2，把磁頭數乘以2，其結果總容量不變。例如，在NORMAL模式下柱面數為1220，磁頭數為16，進入LARGE模式則柱面數為610，磁頭數為32。這樣在DOS中顯示的柱面數小於1024，即可正常工作。

⑼ 硬碟儲存原理

傳統硬碟實際上就是一個高密度的磁碟，它是在一塊硬質基板上塗覆了磁粉，通過讀寫磁頭產生的磁場改變磁碟上的每一個磁軌記錄單元內磁體方向的變化進行讀寫處理。

說白了就是一張類似原來的3寸、5寸磁碟，不過是密度、可靠性等大大提高而已。

傳統的硬碟上的數據只要沒有強磁作用，其數據的維持期理論上更久，之所以硬碟容易壞，主要因為其機械機構、電路部分故障所致。