台式电脑磁盘存储原理

⑴ 磁盘、光盘、闪存的存储原理分别是什么

磁盘是靠磁头在磁盘上写入磁性数据 光盘是靠激光在光盘表面烧录存储 闪存是靠电子擦写存储数据
U盘：U盘，全称“USB闪存盘”，英文名“USB flash disk”。它是一个USB接口的无需物理驱动器的微型高容量移动存储产品，可以通过USB接口与电脑连接，实现即插即用。U盘的称呼最早来源于朗科公司生产的一种新型存储设备，名曰“优盘”，使用USB接口进行连接。USB接口就连到电脑的主机后，U盘的资料可与电脑交换。而之后生产的类似技术的设备由于朗科已进行专利注册，而不能再称之为“优盘”，而改称谐音的“U盘”。后来U盘这个称呼因其简单易记而广为人知，而直到现在这两者也已经通用，并对它们不再作区分，是移动存储设备之一。

闪盘：与U盘同义。

闪存：闪存（Flash Memory）是一种长寿命的非易失性（在断电情况下仍能保持所存储的数据信息）的存储器，数据删除不是以单个的字节为单位而是以固定的区块为单位（注意：NOR Flash 为字节存储。），区块大小一般为256KB到20MB。闪存是电子可擦除只读存储器（EEPROM）的变种，EEPROM与闪存不同的是，它能在字节水平上进行删除和重写而不是整个芯片擦写，这样闪存就比EEPROM的更新速度快。由于其断电时仍能保存数据，闪存通常被用来保存设置信息，如在电脑的BIOS（基本输入输出程序）、PDA（个人数字助理）、数码相机中保存资料等。

缓存：缓存是指临时文件交换区，电脑把最常用的文件从存储器里提出来临时放在缓存里，就像把工具和材料搬上工作台一样，这样会比用时现去仓库取更方便。因为缓存往往使用的是RAM（断电即掉的非永久储存），所以在忙完后还是会把文件送到硬盘等存储器里永久存储。电脑里最大的缓存就是内存条了，最快的是CPU上镶的L1和L2缓存，显卡的显存是给GPU用的缓存，硬盘上也有16M或者32M的缓存。千万不能把缓存理解成一个东西，它是一种处理方式的统称。

磁盘格式化时被划分出磁道和扇区并被编好磁道和扇区号，文件就是按就是按着磁道号、扇区号、面、柱面的编号存放的，就象图书管的书籍被分类编码存放一样。磁盘文件查找时就是按磁道号、扇区号、柱面号等查找的。
磁盘：磁盘表面覆盖一层硬磁性材料，依靠磁头使其按磁道充磁、消磁，代表1和0；
光盘：工厂压制光盘是光盘表面形成凹坑，再镀膜，代表0和1；烧录：用激光使光盘基底色素发生变化，反光能力不同，代表0和1；
闪存：利用cmos（绝缘栅场效应电路）极高电阻，使电量长期保存，然后通过对电位的检测读出数据。

⑵ 硬盘是怎么来存储数据的

硬盘不是直接存储我们现在人看到的数据，计算机中，通过2进制，将数据转化为可以用2进制表示的数字数据，再对应机器的高电平低电平等可以用两种机器物理状态的状态。

硬盘储存数据的原理和盒式磁带类似，只不过盒式磁带上存储是模拟格式的音乐，而硬盘上存储的是数字格式的数据。写入时，磁头线圈上加电，在周围产生磁场，磁化其下的磁性材料；电流的方向不同，所以磁场的方向也不同，可以表示 0 和 1 的区别。

读取时，磁头线圈切割磁场线产生感应电流，磁性材料的磁场方向不同，所以产生的感应电流方向也不同。

(2)台式电脑磁盘存储原理扩展阅读

硬盘使用注意事项：

1、在工作时不能突然关机。

硬盘当硬盘开始工作时，一般都处于高速旋转之中，如果我们中途突然关闭电源，可能会导致磁头与盘片猛烈磨擦而损坏硬盘，因此要避免突然关机。关机时一定要注意面板上的硬盘指示灯是否还在闪烁，只有在其指示灯停止闪烁、硬盘读写结束后方可关闭计算机的电源开关。

2、防止灰尘进入。

灰尘对硬盘的损害是非常大的，这是因为在灰尘严重的环境下，硬盘很容易吸引空气中的灰尘颗粒，使其长期积累在硬盘的内部电路元器件上，会影响电子元器件的热量散发，使得电路元器件的温度上升，产生漏电或烧坏元件。

3、要防止温度过高或过低。

温度对硬盘的寿命也是有影响的。硬盘工作时会产生一定热量，使用中存在散热问题。温度以20～25℃为宜，过高或过低都会使晶体振荡器的时钟主频发生改变。温度还会造成硬盘电路元器件失灵，磁介质也会因热胀效应而造成记录错误。

⑶ 电脑硬盘是怎样存储数据的

硬盘不是直接存储我们现在人看到的数据，计算机中，通过2进制，将数据转化为可以用2进制表示的数字数据，再对应机器的高电平低电平等可以用两种机器物理状态的状态。

硬盘储存数据的原理和盒式磁带类似，只不过盒式磁带上存储是模拟格式的音乐，而硬盘上存储的是数字格式的数据。写入时，磁头线圈上加电，在周围产生磁场，磁化其下的磁性材料；电流的方向不同，所以磁场的方向也不同，可以表示 0 和 1 的区别。

读取时，磁头线圈切割磁场线产生感应电流，磁性材料的磁场方向不同，所以产生的感应电流方向也不同。

⑷ 电脑是怎么储存东西的，所谓的储存硬盘是什么原理储存的

硬盘是在硬质盘片（一般是铝合金，以前
IBM
也尝试过使用玻璃）上涂敷薄薄的一层铁磁性材料。硬盘储存数据的原理和盒式磁带类似，只不过盒式磁带上存储是模拟格式的音乐，而硬盘上存储的是数字格式的数据。写入时，磁头线圈上加电，在周围产生磁场，磁化其下的磁性材料；电流的方向不同，所以磁场的方向也不同，可以表示
0
和
1
的区别。读取时，磁头线圈切割磁场线产生感应电流，磁性材料的磁场方向不同，所以产生的感应电流方向也不同。
不论是什么计算机文件,歌曲,视频,图片,文档等等都是以一个二进制的序列存在的,也就是很多个"10010001110011......"这样的东西,硬盘上的存储的文件实际上就是存储着这些0和1的序列.硬盘的磁头能够按照指令读取相应位置的信号,并且能够改变指定位置的磁场方向,这就是数据的读和写.

⑸ 硬盘是什么原理储存数据的

硬盘存储数据的原理：
硬盘是一种采用磁介质的数据存储设备，数据存储在密封于洁净的硬盘驱动器内腔的若干个磁盘片上。这些盘片一般是在以的片基表面涂上磁性介质所形成，在磁盘片的每一面上，以转动轴为轴心、以一定的磁密度为间隔的若干个同心圆就被划分成磁道(track)，每个磁道又被划分为若干个扇区(sector)，数据就按扇区存放在硬盘上。在每一面上都相应地有一个读写磁头(head)，所以不同磁头的所有相同位置的磁道就构成了所谓的柱面(cylinder)。传统的硬盘读写都是以柱面、磁头、扇区为寻址方式的(CHS寻址)。硬盘在上电后保持高速旋转，位于磁头臂上的磁头悬浮在磁盘表面，可以通过步进电机在不同柱面之间移动，对不同的柱面进行读写。所以在上电期间如果硬盘受到剧烈振荡，磁盘表面就容易被划伤，磁头也容易损坏，这都将给盘上存储的数据带来灾难性的后果。
硬盘的第一个扇区(0道0头1扇区)被保留为主引导扇区。在主引导区内主要有两项内容:主引导记录和硬盘分区表。主引导记录是一段程序代码，其作用主要是对硬盘上安装的操作系统进行引导;硬盘分区表则存储了硬盘的分区信息。计算机启动时将读取该扇区的数据，并对其合法性进行判断(扇区最后两个字节是否为0x55AA或0xAA55 )，如合法则跳转执行该扇区的第一条指令。所以硬盘的主引导区常常成为病毒攻击的对象，从而被篡改甚至被破坏。可引导标志:0x80为可引导分区类型标志;0表示未知;1为FAT12;4为FAT16;5为扩展分区等等

⑹ 磁盘储存数据的原理是什么

在网上找的

现在的硬盘,无论是IDE还是SCSI,采用的都是"温彻思特“技术,都有以下特点：1。磁头，盘片及运动机构密封。2。固定并高速旋转的镀磁盘片表面平整光滑。3。磁头沿盘片径向移动。4。磁头对盘片接触式启停，但工作时呈飞行状态不与盘片直接接触。
盘片：硬盘盘片是将磁粉附着在铝合金（新材料也有用玻璃）圆盘片的表面上.这些磁粉被划分成称为磁道的若干个同心圆，在每个同心圆的磁道上就好像有无数的任意排列的小磁铁，它们分别代表着0和1的状态。当这些小磁铁受到来自磁头的磁力影响时，其排列的方向会随之改变。利用磁头的磁力控制指定的一些小磁铁方向，使每个小磁铁都可以用来储存信息。
盘体：硬盘的盘体由多个盘片组成，这些盘片重叠在一起放在一个密封的盒中，它们在主轴电机的带动下以很高的速度旋转，其每分钟转速达3600，4500，5400，7200甚至以上。
磁头：硬盘的磁头用来读取或者修改盘片上磁性物质的状态，一般说来，每一个磁面都会有一个磁头，从最上面开始，从0开始编号。磁头在停止工作时，与磁盘是接触的，但是在工作时呈飞行状态。磁头采取在盘片的着陆区接触式启停的方式，着陆区不存放任何数据，磁头在此区域启停，不存在损伤任何数据的问题。读取数据时，盘片高速旋转，由于对磁头运动采取了精巧的空气动力学设计，此时磁头处于离盘面数据区0.2---0.5微米高度的”飞行状态“。既不与盘面接触造成磨损，又能可靠的读取数据。
电机：硬盘内的电机都为无刷电机，在高速轴承支撑下机械磨损很小，可以长时间连续工作。高速旋转的盘体产生了明显的陀螺效应，所以工作中的硬盘不宜运动，否则将加重轴承的工作负荷。硬盘磁头的寻道饲服电机多采用音圈式旋转或者直线运动步进电机，在饲服跟踪的调节下精确地跟踪盘片的磁道，所以在硬盘工作时不要有冲击碰撞，搬动时要小心轻放

⑺ 电脑储存器储存信息的原理是什么

U盘是芯片.
硬盘是盘片.
u盘是半导体材料制作的，记录的加电的信号
硬盘是磁盘，就象磁带一样的东西，不过它有扇区，柱面，磁道，磁头==

一、U盘基本工作原理
U盘是采用Flash芯片存储的，Flash芯片属于电擦写电门。在通电以后改变状态，不通电就固定状态。所以断电以后资料能够保存。
Flash芯片的擦写次数在10万次以上，而且你要是没有用到后面的空间，后面的就不会通电

通用串行总线（Universal serial Bus）是一种快速灵活的接口，

当一个USB设备插入主机时，由于USB设备硬件本身的原因，它会使USB总线的数据信号线的电平发生变化，而主机会经常扫描USB总线。当发现电平有变化时，它即知道有设备插入。

当USB设备刚插入主机时，USB设备它本身会初始化，并认为地址是0。也就是没有分配地址，这有点象刚进校的大学生没有学号一样。

正如有一个陌生人闯入时我们会问“你是什么人”一样，当一个USB设备插入主机时，，它也会问：“你是什么设备”。并接着会问，你使用什么通信协议等等。当这一些信息都被主机知道后，主机与USB设备之间就可以根据它们之间的约定进行通信。

USB的这些信息是通过描述符实现的，USB描述符主要包括：设备描述符，配置描述符，

接口描述符，端点描述符等。当一个U盘括入主机时，你立即会发现你的资源管理器里多了一个可移动磁盘，在Win2000下你还可以进一步从主机上知道它是爱国者或是朗科的。这里就有两个问题，首先主机为什么知道插入的是移动磁盘，而不是键盘或打印机等等呢？另外在Win2000下为什么还知道是哪个公司生产的呢？其实这很简单，当USB设备插入主机时，主机首先就会要求对方把它的设备描述符传回来，这些设备描述符中就包含了设备类型及制造商信息。又如传输所采用的协议是由接口描述符确定，而传输的方式则包含在端点描述符中。

USB设备分很多类:显示类,通信设备类,音频设备类,人机接口类,海量存储类.特定类的设备又可分为若干子类,每一个设备可以有一个或多个配置，配置用于定义设备的功能。配置是接口的集合，接口是指设备中哪些硬件与USB交换信息。每个与USB交换信息的硬件是一个端点。因些，接口是端点的集合。

U盘应属于海量存储类。

USB海量存储设备又包括通用海量存储子类,CDROM,Tape等，U盘实际上属于海量存储类中通用海量存储子类。通用海量存储设备实现上是基于块/扇区存储的设备。

USB组织定义了海量存储设备类的规范，这个类规范包括4个独立的子类规范。主要是指USB总线上的传输方法与存储介质的操作命令。

海量存储设备只支持一个接口,即数据接口,此接口有三个端点Bulk input ,Bulk output,中断端点

这种设备的接口采用SCSI-2的直接存取设备协议,USB设备上的介质使用与SCSI-2以相同的逻辑块方式寻址

二、 Bulk-Only传输协议

当一个U盘插入主机以后，主机会要求USB设备传回它们的描述符，当主机得到这些描述符后，即完成了设备的配置。识别出USB设备是一个支持Bulk-Only传输协议的海量存储设备。这时应可进行Bulk-Only传输方式。在此方式下USB与设备之间的数据传输都是通过Bulk-In和Bulk-Out来实现的。

硬盘，英文名称是 Hard disk，发明于1950年。开始的时候，它的直径长达20英寸；并且只能容纳几MB（兆字节）的信息。最初的时候它并不称为Hard disk ，而是叫做“fixed disk"或者"Winchester"（IBM产品流行的代码名称）；如果在某些文献里提到这些名词，我们知道它们是硬盘就可以了。随后，为了把 硬盘的名称与"floppy disk"（软盘）区分开来，它的名称就演变成了"hard disk"。硬盘的内部有磁盘，作为保存信息的磁介质；而磁带和软盘里面则使用柔韧的塑料薄膜作为磁介质。

在简单的标准上，硬盘与盒式磁带并没有太大的区别。所有的硬盘和盒式磁带都使用相同的磁性技术录制信息，这点将在“磁带录音机是怎么工作的有介绍”，但这已经不是属于IT硬件的范畴了。硬盘和磁带录音机都从磁存储技术获得最大的效益--磁介质可以轻易地进行擦除和复写，并且信息将记录在磁道里，储存 的信息可以永久保存。
想明白硬盘工作原理的最好途径是看清楚它的内部结构。注意：打开硬盘会损坏硬件，因此朋友们不要自己尝试，当然你有一个损坏的硬盘就另当别论了。
硬盘使用了铝片把表面给密封了起来，而另外的一边则布满了控制用的电子元件。电子控制器控制硬盘的读/写机制，还有转动盘片的马达。电子元件还把硬盘磁区域的信息汇编成byte(读），并把bytes转化为磁区域（写）。这些电子元件被装配在与硬盘盘片分开的小电路板上。
在电路板下面是连接盘片的马达，还有采用了高度过滤的通风孔，以便维持硬盘内部和外部的空气压力平衡。
移开了硬盘的顶盖之后，展现在大家眼前的是非常简单但却精密的内部结构。
盘片--当硬盘在工作的时候，它可以转动5,400或者72,00 rpm(通常的情况下，当然最快也有10,000rpm,SCSI硬盘甚至达到了15,000rpm)。这些盘片制造的时候有惊人的精确度，并且表面如镜子般光滑。（你甚至还在盘片里看到了作者的肖像）
臂--位于左上角，是用来保持磁头的读/写 控制机制，能够把磁头从盘片的中心移动到硬盘的边缘。臂和它的移动机制相当的轻，并且速度飞快。普通的硬盘每秒可以在盘片中心和边缘之间来会移动50次，如果用肉眼看的话，速度真的是非常惊人。
为了增加硬盘储存的信息量，很多硬盘都使用了多盘片的设计。我们打开的硬盘有三个盘片和6个读/写的磁头。
硬盘里面保持臂的移动速度和精确度都达到了不可置信的地步，它使用了高速的线性马达。
很多硬盘使用了音圈（Voice coil)的方法来移动臂部--与你的立体声系统中扬声器使用的技术类似。

数据的储存
数据储存在盘片表面的扇区(Sector)和磁道(track)里，磁道是一系列的同心圆，而扇区则是磁道组成的圆状表面，如下：
上图黄色部分展示的就是典型的磁道，而蓝色部分则是扇区。扇区包括了固定数量的byte---例如，256或者512byte。无论是在硬盘还是在操作系统水平，扇区都通常组成群集(cluster)。
硬盘的低级格式化过程在盘片上建立了扇区和磁道，每个扇区的开始和结束部分都被写到了盘片上，这个处理使硬盘准备开始以byte的形式保持数据。高级格式化则写入文件储存的结构，例如把文件分配表写入到扇区，这个过程使硬盘准备保持文件。

⑻ 电脑硬盘的工作原理

1.硬盘的磁头

一块硬盘存取数据的工作完全都是依靠磁头来进行，换句话说，没有磁头，也就没有实际意义上的硬盘。那么，究竟什么是磁头呢？磁头就是硬盘进行读写的“笔尖”，通过全封闭式的磁阻感应读写，将信息记录在硬盘内部特殊的介质上。硬盘磁头的发展先后经历了亚铁盐类磁头(MonolithicHead)、MIG(MetalInGap)磁头和薄膜磁头(ThinFilmHead)、MR磁头等几个阶段。前3种传统的磁头技术都是采取了读写合一的电磁感应式磁头，在设计方面因为同时需要兼顾读/写两种特性，因此也造成了硬盘在设计方面的局限性。

第4种磁阻磁头在设计方面引入了全新的分离式磁头结构，写入磁头仍沿用传统的磁感应磁头，而读取磁头则应用了新型的MR磁头，即所谓的感应写、磁阻读，针对读写的不同特性分别进行优化，以达到最好的读写性能。

除上述几种磁头技术外，技术更为创新、采用多层结构、磁阻效应更好的材料制作的GMR磁头(GiantMagnetoResistiveheads，巨磁阻磁头)，可以使目前硬盘的容量在此基础上再提高10倍以上。

2.硬盘的盘面

如果把硬盘磁头比喻作“笔”的形容成立，那么所谓硬盘的盘面自然就是这“笔”下的“纸”。如果您曾经有幸打开过自己的硬盘，可以发现硬盘内部是由金属磁盘组成的，有单盘片的，有双盘片的，也有多盘片的。它们通过表面的磁物质结合在一起。与平时使用的那些普通软磁盘存储介质的不连续颗粒相比，这种特殊物质的金属磁盘具有更高的记录密度和更强的安全性能。

目前市场上主流硬盘的盘片大都是采用了金属薄膜磁盘构成，这种金属薄膜磁盘较之普通的金属磁盘具有更高的剩磁(Remanence:经消磁后，残留在磁介质上的磁感应)和高矫顽力(CoerciveForce:作用于磁化材料以去除剩磁的反向磁通强度)，因此也被硬盘厂商普遍采用。

与金属薄膜磁盘相比，用玻璃做为新的盘片，有利于把硬盘盘片做得更平滑，单位磁盘密度也会更高。同时由于玻璃的坚固特性，新一代的玻璃硬磁盘在性能方面也会更加稳定。不过也有一点问题，如果一旦把玻璃材质作为硬盘基片，玻璃材质较之金属材质的脆弱性就会表现出来。

3.硬盘的马达

有了“笔”和“纸”，要让“笔”能够在“纸”上顺利地写字，当然还要有“手”的控制，而这双控制磁头在磁片上高速工作的“手”就应该是硬盘主轴上的马达了。硬盘正因为有了马达，才可以带动磁盘片在真空封闭的环境中高速旋转，马达高速运转时所产生的浮力使磁头飘浮在盘片上方进行工作。硬盘在工作时，通过马达的连动将需要存取资料的扇区带到磁头下方，马达的转速越快，等待存取记录的时间也就越短。从这个意义上讲，硬盘马达的转速在很大程度上决定了硬盘最终的速度。

在当今硬盘不断向着超大容量迈进的同时，硬盘的速度也在不断提高，这当然就要求硬盘的马达也必须能够跟上技术时代飞速发展的步伐。进入2000年后，5400rpm的硬盘即将成为历史，7200rpm势必成为2000年乃至今后一段时间的主流产品。速度方面的提升对于硬盘的马达而言，自然也是提出了更高的要求。7200rpm、10000rpm甚至15000rpm的硬盘马达自然不会再是传统意义上的普通滚珠轴承马达，因为硬盘转速的不断提高会带来诸如磨损加剧、温度升高、噪声增大等一系列负面问题。传统的普通滚珠轴承马达自然无法妥善解决这些问题，于是曾广泛应用在精密机械工业上的液态轴承马达(Fluiddynamicbearingmotors)被引入到硬盘技术中。与传统的滚珠轴承马达不同，液态轴承马达使用的是黏膜液油轴承，这种特殊的轴承以油膜代替了原先的滚珠，一方面避免了与金属面的直接磨擦，将传统马达所带来的噪声及高温降至最低;另一方面，油膜可以有效地吸收外来的震动，使硬盘的抗震能力由以往的150G提高至1200G;再一个方面，从理论上讲，液态轴承马达无磨损，使用寿命可以达到无限长，虽然我们无法通过这一点就奢想自己的新硬盘能够“长生不老”，但最起码可以延长使用寿命。

4.硬盘的转速

硬盘的转速(RotateSpeed)，正像我们上文所述，硬盘的马达直接决定了硬盘的转速。理论上讲，硬盘的转速越快越好，因为较高的硬盘转速可以极大地缩短硬盘的平均寻道时间和实际读写时间。但是，硬盘的高转速带给硬盘的负面影响就是转速越快，硬盘表面的发热量越大，如果再加上机箱散热不佳和其他周边散热过多的原因，很可能造成机器运行不稳定。也正是这个原因，目前市场上绝大多数笔记本电脑中的专用硬盘，其转速一般都不会超过4500rpm。

5.硬盘的平均寻道时间、平均访问时间和平均潜伏时间

所谓硬盘的平均寻道时间(AverageSeekTime)，其实就是指硬盘在盘面上移动读写头至指定磁道寻找相应目标数据所用的时间。我们在描述硬盘读取数据能力时，目前主要以毫秒为计算单位，而硬盘读取数据一次大多在6～14ms之间。当硬盘的单碟容量增大时，磁头的寻道动作和移动距离会相应减少，这样也就导致硬盘本身的平均寻道时间减少，从而提高了硬盘传输数据的速度。

而平均访问时间(AverageAccessTime)，指的就是平均寻道时间与平均潜伏时间的总和。平均访问时间基本上也就能够代表硬盘找到某一数据所用的时间。平均访问时间越短越好，一般情况下应该控制在11～18ms之间，建议用户选择那些平均访问时间在15ms以下的硬盘。

所谓平均潜伏时间(AverageLatencyTime)，其准确的概念定位就是指相应磁道旋转到磁头下方的时间，一般情况下在2～6ms之间。

6.硬盘的外部传输率和内部传输率

所谓硬盘的外部数据传输率(ExternalTransferRate)就是指电脑通过接口将数据交给硬盘的传输速度，而内部数据传输率(InternalTransferRate)就是指硬盘将这些数据记录在自身盘片上的速度，也称最大或最小持续传输率(SustainedTransferRate)。从实际应用方面分析，硬盘的外部数据传输率比其内部传输率速度要快很多，在它们之间有一块缓冲区可以缓解二者的速度差距。而从硬盘缓冲区读取数据的速度又称之为突发数据传输率(BurstdataTransferRate)。

普通的EIDE硬盘理论上的传输速率，都已达到了17.5MB/s左右，而采用UltraDMA/33、UltraDMA/66技术后，传输率瞬间速度便可以达到33.3MB/s和66MB/s，至于UltraDMA/100和UltraDMA/160，也是指在这个速度上的提升。

7.硬盘的缓冲区

所谓硬盘的缓冲区(硬件缓冲)就是指硬盘本身的高速缓存(Cache)，它能够大幅度地提高硬盘整体性能。高速缓存其实就是指硬盘控制器上的一块存取速度极快的DRAM内存，分为写通式和回写式。所谓写通式，就是指在读硬盘时系统先检查请求，寻找所要求的数据是否在高速缓存中。如果在则称为被命中，缓存就会发送出相应的数据，磁头也就不必再向磁盘访问数据，从而大幅度改善硬盘的性能。

所谓回写式，指的是在内存中保留写数据，当硬盘空闲时再次写入。从这一点上而言，回写式具有高于写通式的系统性能。较早期的硬盘大多带有128KB、256KB、512KB等高速缓存，目前的高档硬盘高速缓存大多已经达到1MB、2MB甚至更高，在高速缓存的取材上也采用了速度比DRAM更快的同步内存SDRAM，确保硬盘性能更为卓越。

硬盘技术

硬盘所采用的技术，目前主要包括3个方面，一是磁头技术，二是防震技术，三是数据保护技术。随着各大制造厂商的技术竞争，目前这3个方面的技术要点也逐渐走向融合。

1.磁头技术

(1)磁阻磁头技术(Magneto-ResistiveHead)

磁阻磁头技术是一种比较传统的硬盘磁头技术，是完全基于磁电阻效应工作的，其核心就是一片金属材料，其电阻随磁场的变化而变化。应用这种磁阻磁头技术的原理就是:通过磁阻元件连着的一个十分敏感的放大器可以测出微小的电阻变化。所以越先进的MR技术可以提高记录密度来记录数据，增加单盘片容量即硬盘的最高容量，进而提高数据传输率。

(2)巨型磁阻磁头(GMR)

这是MR磁阻磁头技术的换代技术，目前绝大多数的硬盘产品都应用了这种技术。采用了巨型磁阻磁头技术的硬盘，其读、写工作是分别由不同的磁头来完成的，这种变化从而可以有效地提高硬盘的工作效率，并使增大磁道密度成为可能。

(3)OAW(光学辅助温式技术)

OAW是美国希捷公司新研制技术代号，很可能是未来磁头技术的发展方向。应用这种OAW技术，未来的硬盘可以在1英寸面积内写入105000以上的磁道，单碟容量更是有望突破36GB。

2.防震技术

(1)SPS防震保护系统

这是昆腾公司在其火球7代(EX)系列之后普遍采用的硬盘防震动保护系统。其设计思路就是分散外来冲击能量，尽量避免硬盘磁头和盘片之间的意外撞击，使硬盘能够承受1000G以上的意外冲击力。

(2)ShockBlock防震保护系统

虽然这是Maxtor公司的专利技术，但其设计思路与防护风格与昆腾公司的SPS技术有着异曲同工之妙，也是为了分散外来的冲击能量，尽量避免磁头和盘片相互撞击，但它能承受的最大冲击力却可以达到1500G甚至更高。

3.数据保护技术

(1)S.M.A.R.T技术

S.M.A.R.T技术是目前绝大多数硬盘已经普遍采用的通用安全技术，而应用S.M.A.R.T技术，用户们能够预先测量出某些硬盘的特性。举个例子，如监测硬盘磁头的飞行高度。因为一旦磁头开始出现飞得太高或太低的情况，硬盘在运行中就极有可能报错，S.M.A.R.T技术就是一种对硬盘故障预先发出报警的廉价数据保护。

当然，利用S.M.A.R.T技术可预测的硬盘故障一般是硬盘性能恶化的结果，其中约60%为机械性质的，40%左右则是对软性故障的有效预测。应用S.M.A.R.T技术可以有效地防止并减少硬盘数据丢失，而预先报警系统更能够让电脑用户及时掌握自己硬盘的性能和实际使用状况。

(2)数据卫士

西部数据(WD)公司的数据卫士能够在硬盘工作的空余时间里，每8个小时便自动执行硬盘扫描、检测、修复盘片的各扇区等步骤。以上操作完全是自动运行，无需用户干预与控制，特别是对初级用户与不懂硬盘维护的用户十分适用。

(3)DPS(数据保护系统)

昆腾公司在推出火球7代硬盘以后，从8代开始的所有硬盘中，都内建了所谓的DPS(数据保护系统)系统模式。DPS系统模式的工作原理是在其硬盘的前300MB内，存放操作系统等重要信息，DPS可在系统出现问题后的90s内自动检测恢复系统数据，如果不行，则启用随硬盘附送的DPS软盘，进入程序后DPS系统模式会自动分析造成故障的原因，尽量保证用户硬盘上的数据不受损失。

(4)MaxSafe技术

MaxSafe技术是迈拓公司在其金钻2代以后普遍采用的技术。MaxSafe技术的核心就是将附加的ECC校验位保存在硬盘上，使硬盘在读写过程中，每一步都要经过严格的校验，以此来保证硬盘数据的完整性。

4.其他综合技术方面

(1)PRML(，硬盘最大相似性技术)读取技术利用PRML读取技术可以使单位硬盘盘片存储更大量的信息。在增加硬盘容量的同时，还可以有效地提高硬盘数据的读取和传输率。

(2)UltraDSP(超级数字信号处理器)技术及接口技术

应用UltraDSP进行数学运算，其速度较一般CPU快10～50倍。采用UltraDSP技术，单个的DSP芯片可以同时提供处理器及驱动接口的双重功能，以减少其他电子元件的使用，可大幅度地提高硬盘的速度和可靠性。

接口技术可以极大地提高硬盘的最大外部传输率，最大的益处在于，可以把数据从硬盘直接传输到主内存而不占用更多的CPU资源，提高系统性能。Maxtor公司2000年最新的钻石9代和金钻4代都采用了双DSP芯片技术，将硬盘的系统性能提升到极致。

(3)3DDefenseSystem(3D保护系统)

3DDefenseSystem是美国希捷公司独有的一种硬盘保护技术。3DDefenseSystem中主要包括了DriveDefense(磁盘保护)、DataDefense(数据保护)及DiagnosticDefense(诊断保护)等3个方面的内容。

DriveDefense(磁盘保护)。这里面又包括：G-Force保护，可帮助希捷硬盘承受业界内最高的非工作状态下的震动，即在2ms内震动力即使达到350G，也不会使硬盘损坏;SeaShield保护，提供ESD及安全处理，特别是对PCBA(PrintedCircuitBoardAssembly，印刷电路集成板);SeaShell保护，这是一种可以替换原有ESD(Elestro-StaticDischarge)的硬盘工具包，通过这一保护系统可为硬盘提供更多的保护。

DataDefense(数据保护)。这里面又包括了希捷独创的Multidrive系统(SAMS)。所谓SAMS就是通过减小硬盘的旋转振动来最大程度地减少对硬盘的损坏;ECC(ErrorCorrectionCode，错误检正代码)，即为高性能硬盘提供on-the-fly检正，还有就是对数据恢复提供最大限度Firmware(固件)检正，因此可以正确完整地进行读、恢复数据;SafeSaring，当硬盘断电及重新来电后，利用SafeSaring技术可以确保硬盘磁头回到同样的扇区，保证数据不丢失;End-to-EndPathProtection，确保数据在主机与磁盘之间传输的完整性。

DiagnosticDefense(诊断保护)。这里面也包括了SeaTools——诊断工具软件，可以帮助用户诊断系统是否存在问题，以及诊断错误是否由其他硬件及软件产生。另外，SeaTools还可以在ATA及SCSI产品中工作，可以应用于所有老旧的希捷硬盘;增强型的S.M.A.R.T功能，可以在硬盘发生错误与问题之前作为预测并向用户发出警告;Web-BasedTools(基于Web的工具)，允许用户标识及解决一些非硬盘相关错误，如病毒等，也可以检正文件系统，解决硬件冲突以避免不必要的硬盘返修;DLD(DriveLoggingDiagnostics)——捕获不可恢复性数据错误，实质上就是交互性的诊断工作。

硬盘的工作模式

从主板的支持度来看，目前硬盘的工作模式主要有3种:NORMAL、LBA和LARGE模式。

NORMAL即我们平时讲的普通模式，也是最早的IDE方式。在此方式下对硬盘访问时，BIOS和IDE控制器对参数不作任何转换。该模式支持的最大柱面数为1024，最大磁头数为16，最大扇区数为63，每扇区字节数为512KB。因此支持最大硬盘容量为:512KB×63×16×1024=528MB。在此模式下即使硬盘的实际物理容量很大，但可访问的硬盘空间也只能是528MB。

LBA(LogicalBlockAddressing)即逻辑块寻址模式。应用这种模式所管理的硬盘空间突破了528MB的瓶颈，可达8.4GB。在LBA模式下，设置的柱面、磁头、扇区等参数并不是实际硬盘的物理参数。在访问硬盘时，由IDE控制器把由柱面、磁头、扇区等参数确定的逻辑地址转换为实际硬盘的物理地址。在LBA模式下，可设置的最大磁头数为255，其余参数与普通模式相同。

由此可计算出可访问的硬盘容量为:512KB×63×255×1024=8.4GB。LARGE又称为大硬盘管理模式。当硬盘的柱面超过1024而又不为LBA支持时可采用此种模式。LARGE模式采取的方法是把柱面数除以2，把磁头数乘以2，其结果总容量不变。例如，在NORMAL模式下柱面数为1220，磁头数为16，进入LARGE模式则柱面数为610，磁头数为32。这样在DOS中显示的柱面数小于1024，即可正常工作。

⑼ 硬盘储存原理

传统硬盘实际上就是一个高密度的磁盘，它是在一块硬质基板上涂覆了磁粉，通过读写磁头产生的磁场改变磁盘上的每一个磁道记录单元内磁体方向的变化进行读写处理。

说白了就是一张类似原来的3寸、5寸磁盘，不过是密度、可靠性等大大提高而已。

传统的硬盘上的数据只要没有强磁作用，其数据的维持期理论上更久，之所以硬盘容易坏，主要因为其机械机构、电路部分故障所致。