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  • 硬盘基础知识

    1.接口类型

    ATA、IDE、SATA、SCSI、光纤通道

    一、IDE

    IDE硬盘的传输模式有以下三种:PIO(Programmed I/O)模式,DMA(Driect Memory Access)模式,Ultra DMA(简称UDMA)模式。PIO模式下的硬盘数据传输率在3MB/S到16.6MB/S不等;DMA(Direct Memory Access)模式分为Single-Word DMA及Multi-Word DMA两种,最高数据传输率分别为8.33MB/s和16.66MB/s;Ultra DMA模式随着科技的发展,传输速度已经高达100MB/S。

    在linux中用 hd开始表示

    二、SATA

    这种接口的硬盘又叫串口硬盘,是目前电脑硬盘的主流硬盘。它具备了更强的纠错能力,与以往相比其最大的区别在于能对传输指令(不仅仅是数据)进行检查,如果发现错误会自动矫正,这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。

    在linux中用 sd开始表示

    三、SCSI

    这种接口并不是专门为硬盘设计的接口,是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。优点是应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低,支持热插拔,不过缺点就是价格偏高。也因为如此SCSI接口的硬盘多用于服务器中而非个人。

    四、光纤通道

    为提高多硬盘存储系统的速度和灵活性,因此开发出了光纤通道。主要特性有:可热插拔、高速带宽、远程连接、连接设备数量大等。

    五、SAS

    可以看作是新一代的SCSI技术,其接口技术可以向下兼容SATA,所以SAS驱动器和SATA驱动器可以同时存在于一个存储系统之中。

    2.分区表类型

    3.分区和挂载

    硬盘划分分区后需要挂载才能使用

    在windows上,需要给分区分配一个盘符或者或者装入空白文件夹

    在linux上,磁盘挂载和 windows上  装入空白NTFS差不多.

    需要从/根节点上自定义挂载方式

    4.

    机械硬盘(HDD)

    机械硬盘的物理结构

    我们先来看看最常见的机械硬盘。机械硬盘的外观大家可能都见过,那么机械硬盘拆开后是什么样子的呢?如图 1 所示。



    图 1 机械硬盘结构


    机械硬盘主要由磁盘盘片、磁头、主轴与传动轴等组成,我们的数据就存放在磁盘盘片当中。大家见过老式的留声机吗?留声机上使用的唱片和我们的磁盘盘片非常相似,只不过留声机只有一个磁头,而硬盘是上下双磁头,盘片在两个磁头中间高速旋转,类似图 2。



    图 2 磁盘盘片


    也就是说,机械硬盘是上下盘面同时进数据读取的。而且机械硬盘的旋转速度要远高于唱片(目前机械硬盘的常见转速是 7200 r/min),所以机械硬盘在读取或写入数据时,非常害怕晃动和磕碰。另外,因为机械硬盘的超高转速,如果内部有灰尘,则会造成磁头或盘片的损坏,所以机械硬盘内部是封闭的,如果不是在无尘环境下,则禁止拆开机械硬盘。

    机械硬盘的逻辑结构

    我们已经知道数据是写入磁盘盘片的,那么数据是按照什么结构写入的呢?机械硬盘的逻辑结构主要分为磁道、扇区和拄面。我们来看看图 3。



    图 3 磁道和扇区


    什么是磁道呢?每个盘片都在逻辑上有很多的同心圆,最外面的同心圆就是 0 磁道。我们将每个同心圆称作磁道(注意,磁道只是逻辑结构,在盘面上并没有真正的同心圆)。硬盘的磁道密度非常高,通常一面上就有上千个磁道。但是相邻的磁道之间并不是紧挨着的,这是因为磁化单元相隔太近会相互产生影响。

    那扇区又是十么呢?扇区其实是很形象的,大家都见过折叠的纸扇吧,纸扇打开后是半圆形或扇形的,不过这个扇形是由每个扇骨组合形成的。在磁盘上每个同心圆是磁道,从圆心向外呈放射状地产生分割线(扇骨),将每个磁道等分为若干弧段,每个弧段就是一个扇区。每个扇区的大小是固定的,为 512Byte。扇区也是磁盘的最小存储单位。

    柱面又是什么呢?如果硬盘是由多个盘片组成的,每个盘面都被划分为数目相等的磁道,那么所有盘片都会从外向内进行磁道编号,最外侧的就是 0 磁道。具有相同编号的磁道会形成一个圆柱,这个圆柱就被称作磁盘的柱面,如图 4 所示。



    图 4 柱面


    硬盘的大小是使用"磁头数 x 柱面数 x 扇区数 x 每个扇区的大小"这样的公式来计算的。其中,磁头数(Heads)表示硬盘共有几个磁头,也可以理解为硬盘有几个盘面,然后乘以 2;柱面数(Cylinders)表示硬盘每面盘片有几条磁道;扇区数(Sectors)表示每条磁道上有几个扇区;每个扇区的大小一般是 512Byte。

    硬盘的接口

    机械硬盘通过接口与计算机主板进行连接。硬盘的读取和写入速度与接口有很大关系。大家都见过大礼堂吧,大礼堂中可以容纳很多人,但是如果只有一扇很小的门,那么人是很难进入或出来的,这样会造成拥堵,甚至会出现事故。机械硬盘的读取和写入也是一样的,如果接口的性能很差,则同样会影响机械硬盘的性能。

    目前,常见的机械硬盘接口有这样几种。

    IDE 硬盘接口(Integrated Drive Eectronics,并口,即电子集成驱动器)也称作"ATA硬盘"或"PATA硬盘"是早期机械硬盘的主要接口,ATA133 硬盘的理论速度可以达到 133MB/s(此速度为理论平均值),IDE 硬盘接口如图 5 所示。



    图 5 IDE硬盘接口


    SATA 接口(Serial ATA,串口)是速度更高的硬盘标准,具备了更高的传输速度,并具备了更强的纠错能力。目前已经是 SATA 三代,理论传输速度达到 600MB/s(此速度为理论平均值),如图 6 所示。



    图 6 SATA硬盘接口


    SCSI 接口(Small Computer System Interface,小型计算机系统接口)广泛应用在服务器上,具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU 占用率低及热插拔等优点,理论传输速度达到 320MB/s,如图 7 所示。



    图 7 SCSI硬盘接口

    固态硬盘(SSD)

    固态硬盘和传统的机械硬盘最大的区别就是不再采用盘片进行数据存储,而采用存储芯片进行数据存储。固态硬盘的存储芯片主要分为两种:一种是采用闪存作为存储介质的;另一种是采用DRAM作为存储介质的。目前使用较多的主要是采用闪存作为存储介质的固态硬盘,如图 8 所示。



    图 8 固态硬盘


    固态硬盘和机械硬盘对比主要有以下一些特点,如表 1 所示。

    表 1 固态硬盘和机械硬盘对比
    对比项目 固态硬盘 机械硬盘
    容量 较小
    读/写速度 极快 —般
    写入次数 5000〜100000 次 没有限制
    工作噪声 极低
    工作温度 极低 较高
    防震 很好 怕震动
    重量
    价格


    大家可以发现,固态硬盘因为丟弃了机械硬盘的物理结构,所以相比机械硬盘具有了低能耗、无噪声、抗震动、低散热、体积小和速度快的优势;不过价格相比机械硬盘更高,而且使用寿命有限。

    转自:http://c.biancheng.net/view/879.html

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