计算机磁盘存储设备研究

摘要：硬件设备是计算机运行的基础，而存储设备是计算机不可或缺的组成部分，本文探讨的是计算机磁盘存储设备中的硬盘和移动存储设备。对硬盘的工作原理、分类、维护及移动存储设备的重要性、类型这些方面进行阐述，以期对计算机磁盘存储设备做较为全面的分析。

关键词：计算机；硬件；存储

中图分类号：TP333.2文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 24-0000-01

Computer Disk Storage Devices Study

Wang Huibo

(Zhejiang Province Radio and TV Service Company,Hangzhou310005,China)

Abstract:The hardware is the computer is running,the storage device is the computer an integral part of this paper is the hard disk and removable storage devices in the computer disk storage devices.The hard drive works,classification,maintenance and removable storage devices,the importance of these aspects of the type described,in order to do a more comprehensive analysis of computer disk storage devices.

Keywords:Computer;Hardware;Storage

一、前言

存储设备是计算机的重要组成部分，一般将计算机存储设备分为内存储器和外存储器，内存储器即内存属于计算机的主存储器，外存储器则属于辅存储器。而计算机的外存储器一般又称磁表面存储设备，虽然计算机的磁盘存储设备只是计算机的辅存储器，但是磁盘存储设备在计算机应用过程中发挥不可替代的作用，是计算机的重要组成硬件，对计算机磁盘存储设备进行研究，也是有其不可忽视的作用，本文主要是就硬盘和移动存储设备入手对计算机磁盘存储设备进行探讨。

二、硬盘

（一）硬盘工作原理

硬盘是计算机中最重要也是容量最大的外部存储器，区别于内存的临时存储数据，硬盘是永久性存储数据的，即使是断电，硬盘内的数据也不会丢失。硬盘主要是包括盘片、磁头、盘片主轴电机、磁头控制器、控制电机、数据转换器、缓存和接口等几个部分组成，硬盘的内部被抽成真空状，硬盘盘片就放置在主轴电机上，磁头与盘片则保持着极其微小的距离。硬盘的工作原理就是当硬盘接收到指令时，磁头就根据接收到的地址，通过磁盘的转动来找到正确的位置，读取需要的信息并将信息保存在缓冲区，缓冲区中的数据通过接口与外界进行数据交换，完成整个数据存储的操作过程。

（二）硬盘分类

根据接口技术的不同，我们一般将硬盘分为IDE硬盘、SCSI硬盘和Serial ATA硬盘和光纤通道硬盘四大类。

IDE是智能驱动设备（Intelligent Drive Electronics）或集成驱动设备（Integrated Drive Electronics）的缩写。IDE接口是一个集成的存储设备接口，通过它，磁头控制器被集成在硬盘驱动器或者是光盘驱动器中。IDE硬盘采用的是“ATA”标准规范，只支持两个设备，硬盘空间也只有528NB，远不能满足实际应用需要，所以现在普遍使用的是增强型IDE标准，可以支持4个设备，并且能够支持大容量的硬盘。

提高计算机运行速度的最大“瓶颈”就是硬盘，受IDE接口所限，虽经改良，IDE硬盘的速度已经是趋于极限，所以出现了SCSI接口硬盘。SCSI是一种总线型接口，最大的优势就在于它的系统占用率极低，还可以串接7个以上的外部设备，而且能支持更大容量的硬盘，传输速率也更高。但是SCSI接口硬盘的价格相对较高，而且在使用时还必须购买另外的SCSI卡，因此很少应用于家用计算机上，主要是用于网络服务器、高档计算机和工作站。

Serial ATA标准简称SATA标准，是一项新兴的电子接口技术，采用SATA的存储设备配置起来简单，并且由于采用了串行技术和8/10位编码法，串行接口结构简单、支持热插拔、传输速率快，这不仅是提高了总体的传输性能，还能对传输指令进行检查，若发现错误会自动矫正，绕开了并行传输存在的问题，在很大程度上提高了数据传输的可靠性。

光纤通道（Fiber Channel）技术被称为21世纪互连技术，它和SCIS接口一样，光纤通道最初并不是为硬盘设计开发的接口技术，是为网络系统设计的，但随着存储系统对速度的需求，为满足更快的处理速度，更大容量的存储设备的客观需求，光纤通道技术才逐渐应用到硬盘系统中。光纤通道硬盘也因其热插拔性、远程连接、高速带宽、连接设备数量大等优势，受到广泛的关注。

（三）硬盘的维护

硬盘的日常维护影响到硬盘的使用性能及使用寿命，在使用硬盘的过程中是否做好硬盘的维护工作，结果差别很大，因此做好硬盘的维护是在硬盘使用过程中应十分注意的一环。

做好硬盘的维护，首先要做好防尘，硬盘腔体基本上是密闭式的，通过带有超精过滤纸的呼吸孔与外界相通。若硬盘使用环境中灰尘过于多，灰尘就容易被吸附到印制电路板的表面和主轴电机的内部、堵塞呼吸过滤器，甚至还会使某些对灰尘敏感的传感器不能正常工作。

二是要注意防震，硬盘在进行读写操作时若受到大的震动，就可能会造成磁头与数据区相撞击，这种撞击会导致盘片数据区损坏甚至是盘面划伤。目前一些硬盘厂商声称的其生产的硬盘具有“抗撞能力”或“防震系统”，指在硬盘在尚未启动状态下的防震、抗撞能力，而不是开机状态。所以当需要搬动计算机或从计算机上拆卸硬盘时，最好先关机后等待上十几秒，待硬盘完全停止运转后再进行。

三是防止高温、潮湿、磁场等的影响。在日常工作过程中，尽可能使硬盘的工作环境湿度保持在50％-60％之间，温度保持在20-25℃之间。另外，计算机尽量不要靠近音箱、电机、电台等强磁场以保护硬盘内的数据。要保证工作电压的稳定，必要时可使用UPS电源。硬盘对静电也非常敏感，因此千万不要用手触摸硬盘的印制电路板；插拔硬盘的电源线和数据线时也要注意先将电源切断。

四是不要轻易对硬盘进行低级格式化操作，避免对盘片性能带来不必要地影响；而频繁的高级格式化操作，同样也会对盘片性能带来影响，所以要慎重对待硬盘的格式化操作，在不重新分区的情况下，可采用加参数“Q”的快速格式化命令。

三、移动存储设备

（一）移动存储设备的重要性

移动存储设备主要是用于存储数据文件或者是在计算机之间进行数据的交流，早期的移动存储器主要是软盘，而随着计算机技术的发展，现今已经出现了越来越多容量大、容易携带的移动存储设备，如U盘、移动硬盘、闪存卡等。计算机的每个硬件设备都有自己的一套连接的接口，但是随着外设的逐渐增多，外设接口的规格不一及有限的接口数量已无法满足众多外设连接的迫切需要。而解决这个问题的办法就是提供一个设备的通用共享接口来连接计算机和周边设备。而USB技术的诞生可以说是计算机外设连接技术的重大发展，大大促进了移动存储设备的应用，大量体积小、容量大、信息安全性高的移动存储设备应运而生，给计算机应用带来了极大的便利。

（二）移动存储设备的类型

早期的计算机移动存储设备是软盘，而随着软盘的逐渐淘汰，目前的移动存储设备主要有U盘、移动硬盘、MP3、MP4等。

软盘是一种磁介质形成的具有较小容量的存储器盘片，盘片是由一种柔软的聚脂磁性材料制成，软盘的读写是通过软盘驱动器完成的。软盘按直径分类可分为3寸盘和5存盘，携带方便，但容量小，已不能满足目前用户的普遍需求。软盘作为早期的移动存储设备，虽然是慢慢退出了计算机移动存储设备的市场，但应该说还是为计算机移动存储设备的发展奠定了基础。

U盘也称为闪盘或者是闪存，可用于存储数据文件或在计算机之间方便的进行文件交换。U盘主要是由硬件部分和软件部分组成，其核心硬件包括闪存存储介质Flash存储芯片和控制芯片，还有PCB板、电容、电阻、USB端口和外壳等。U盘具有存储容量大、速度快、工作时无需物理驱动器和外接电源，还可支持热插拔等优点，可说U盘是结合了软盘和硬盘的优点，并有效的克服了软盘容量小、硬盘携带不方便的缺陷，实现了无驱动存储。

虽然U盘具有体积小、安全性高等优点，容量也比软盘有了很大的提高，可是对于越来越大存储容量需求的用户而言仍有所不足，而移动硬盘就成了这类用户的首选。移动硬盘是以硬盘为存储介质，在满足大容量数据移动存储需求的基础上也很好的兼顾了便携性。目前大部分的移动硬盘是以标准硬盘为基础的，只有少数是以微型硬盘为基础，读写模式与标准IDE硬盘相同，多数采用的是USB、IEEE 1394等传输速度较快的接口，务求实现以较高的速度和系统进行数据传输。

继U盘和移动硬盘进入市场之后，MP3、MP4、MP5也相继以飞快的速度发展起来，它们除了具备U盘和移动硬盘的存储功能之外，还具有很多U盘和移动硬盘没有的功能，如高品质的音乐效果和强大的影音功能，越来越受到用户的喜爱。

四、小结

综上所述，存储器是计算机的主要设备之一，随着计算机技术的发展，存储器的容量越来越大，也就是能容纳的数据信息越来越多，用户对计算机处理信息的速度要求也越来越高，也就是说希望可以把信息存入存储器或从存储器读取出信息的速度越快。磁盘存储设备具有能长期存储数据信息的非易失性等特点，而且存储的容量大、价格相对较低、可重复读写等，无论是硬盘还是移动存储设备都是属于在计算机的应用过程之中不可或缺的硬件设备。

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