⑴ 磁碟上的磁軌是什麼
當磁碟旋轉時,磁頭若保持在一個位置上,則每個磁頭都會在磁碟表面劃出一個圓形軌跡,這些圓形軌跡就叫做磁軌。
磁碟的磁軌是一個個同心圓,磁帶的磁軌是沿磁帶長度方向的直線,這些磁軌用肉眼是根本看不到的,因為它們僅是盤面上以特殊方式磁化了的一些磁化區,磁碟上的信息便是沿著這樣的軌道存放的。
相鄰磁軌之間並不是緊挨著的,這是因為磁化單元相隔太近時磁性會產生相互影響,同時也為磁頭的讀寫帶來困難。一張老式1.44MB的3.5英寸軟盤,一面有80個磁軌,而硬碟上的磁軌密度則遠遠大於此值,通常一面有成千上萬個磁軌。
(1)一個旋轉存儲設備上的某個磁軌擴展閱讀
硬碟在工作的時候,千萬不要強行關掉電源。在硬碟工作的時候關掉電源,會導致硬碟的物理損壞,而且也會丟失數據。
在硬碟中有高速運轉的部件,如果一旦強行關機的話高速運轉的碟片就會突然停止,而在關機後又馬上開機的話,就更有可能造成硬碟的損壞。所以在關機後不要馬上再次打開電腦。至少在半分鍾以後再打開。
在硬碟工作的時候要盡量避免它的震盪,因為,磁頭與磁片的距離非常近,如果遭到劇烈的震盪會導致磁頭敲打磁片,有可能磁頭會劃傷磁片,也可能會導致磁頭的徹底損壞,使整個硬碟無法使用。
在使用硬碟的過程當中,經常會有很多用戶會在「磁碟空間管理」當中進行壓縮。把硬碟用此程序進行壓縮。這樣會導致壓縮卷文件不斷增大。所隊也隨之減慢,讀寫次數增多,就會引起硬碟的發熱量和穩定性產生影響。所以就會導致使用壽命的減少。所以,如果硬碟夠用的話就沒有必要使用這個程序了。
⑵ 磁碟上的磁軌是什麼呢
磁軌
當磁碟旋轉時,磁頭若保持在一個位置上,則每個磁頭都會在磁碟表面劃出一個圓形軌跡,這些圓形軌跡就叫做磁軌。磁碟上的磁軌是一組記錄密度不同的同心圓。磁表面存儲器是在不同形狀(如盤狀、帶狀等)的載體上,塗有磁性材料層,工作時,靠載磁體高速運動,由磁頭在磁層上進行讀寫操作,信息被記錄在磁層上,這些信息的軌跡就是磁軌。磁碟的磁軌是一個個同心圓,磁帶的磁軌是沿磁帶長度方向的直線,這些磁軌用肉眼是根本看不到的,因為它們僅是盤面上以特殊方式磁化了的一些磁化區,磁碟上的信息便是沿著這樣的軌道存放的。相鄰磁軌之間並不是緊挨著的,這是因為磁化單元相隔太近時磁性會產生相互影響,同時也為磁頭的讀寫帶來困難。
⑶ 一個扇區有多少個磁軌組成
扇區和磁軌沒有直接聯系,沒有規定一個扇區多少磁軌,磁軌都是同心圓,扇區都是扇形區域,當然同一個硬碟,每個扇區的磁軌都一樣,而磁碟之間 每個扇區就不一定一樣了。
轉貼你看看
微機的硬磁碟(硬碟機)通常固定安裝在微機機箱內。大型機的硬磁碟則常有單獨的機櫃。硬磁碟是計算機系統中最重要的一種外存儲器。日前的計算機包括微機在內一般都至少配備一台硬碟機,在硬碟里保存著計算機系統工作必不可少的程序和重要數據。
微機使用的小型硬碟機從外觀上看是一個密封的金屬盒子,其中有若乾片固定在同一個軸上、同樣大小、同時高速旋轉的金屬圓碟片。每個碟片的兩個表面都塗附了一層很薄的磁性材料,作為存儲信息的介質。靠近每個碟片的兩個表面各有一個讀寫磁頭。這些磁頭全部固定在一起,可同時移到磁碟的某個磁軌位置。
硬碟片表面也分為一個個同心圓磁軌,每個磁軌又分為若干扇區,但一個硬碟片上的磁軌數和每個磁軌上的扇區數都比軟碟片多得多,再加上一個硬碟是由多個碟片組成的,所以硬碟的存儲容量比軟盤高得多。
按照碟片直徑大小,硬碟也有許多規格。現在的台式微機多採用3.5"硬碟機,筆記本型微機上通常配置2.5」、1.8」甚至1.3」的微型硬碟機。工作站等高性能機器用的硬碟機規格與微機類似,但一般容量更大,性能也更優越。
跟軟盤一樣,硬碟的所有盤面上半徑相同的磁軌也構成一個柱面,柱面由外向里順序編號。
硬碟驅動器工作時碟片組高速旋轉,速度可達到7200轉/min以上,此時讀寫磁頭與對應碟片的距離很近,不到一個微米(千分之一毫米),漂浮在盤面上且不與盤面接觸,以避免劃傷盤面。這樣近的距離是為了保證極高的存儲密度和定位精度。
硬碟也採用批量存儲信息方式,以扇區為存儲單位。扇區的「地址」可以通過磁軌(柱面)號、讀寫頭號(也就是盤面的編號)、以及磁軌內的扇區編號三者組合確定。訪問硬碟信息的過程與訪問軟盤一樣,也分為移動磁頭到相應柱面位置(磁頭定位)、等待(扇區定位)和實際讀寫三個階段。而確定存儲位置(定位)的時間比實際讀寫信息的時間要長得多。當然,由於硬碟的磁頭動作速度快、碟片轉速高,它的信息訪問速度也比軟磁碟高得多。
將磁碟(硬碟和軟盤)與主存進行比較,可知它們的讀寫訪問方式是完全不同的。對主存的訪問是以存儲單元為單位進行的,而微機的一個存儲單元就是一個位元組。對磁碟等設備的訪問則採用成組數據傳送的方式,是以存儲塊(扇區)為單位進行的,一個存儲塊可以包含幾百到幾千個位元組,訪問磁碟上的某些信息時,必須將包含這些信息的存儲塊的全部內容與主存進行整體交換。這種成組數據交換工作通常由稱為DMA部件(Direct Memory Access,直接主存訪問)的專門硬體來自動完成。進行這種交換時,先要在主存里准備若干個都與存儲塊同樣大小的、稱為內存緩沖區(buffer)的存儲區域。訪問磁碟的過程是:先確定要訪問的磁碟存儲塊地址(位置),然後在該存儲塊與主存的緩沖區之間交換信息。 與軟磁碟相同,硬磁碟也不能直接與主機相聯,而是通過電纜與一個叫做磁碟控制器的部件連接,磁碟控制器直接連在計算機系統匯流排上。微機的磁碟控制器一般是插在機箱內主機板的擴展槽口中的插卡,現在不少微機主板上集成了磁碟控制器,就不需插卡了。
⑷ 什麼是碟片,磁軌,柱面,扇區
硬碟的DOS管理結構
1.磁軌,扇區,柱面和磁頭數
硬碟最基本的組成部分是由堅硬金屬材料製成的塗以磁性介質的碟片,不同容量硬碟的碟片數不等。每個碟片有兩面,都可記錄信息。碟片被分成許多扇形的區 域,每個區域叫一個扇區,每個扇區可存儲128×2的N次方(N=0.1.2.3)位元組信息。在DOS中每扇區是128×2的2次方=512位元組,碟片表 面上以碟片中心為圓心,不同半徑的同心圓稱為磁軌。硬碟中,不同碟片相同半徑的磁軌所組成的圓柱稱為柱面。磁軌與柱面都是表示不同半徑的圓,在許多場合, 磁軌和柱面可以互換使用,我們知道,每個磁碟有兩個面,每個面都有一個磁頭,習慣用磁頭號來區分。扇區,磁軌(或柱面)和磁頭數構成了硬碟結構的基本參 數,幫這些參數可以得到硬碟的容量,基計算公式為:
存儲容量=磁頭數×磁軌(柱面)數×每道扇區數×每扇區位元組數
要點:(1)硬碟有數個碟片,每碟片兩個面,每個面一個磁頭
(2)碟片被劃分為多個扇形區域即扇區
(3)同一碟片不同半徑的同心圓為磁軌
(4)不同碟片相同半徑構成的圓柱面即柱面
(5)公式:存儲容量=磁頭數×磁軌(柱面)數×每道扇區數×每扇區位元組數
(6)信息記錄可表示為:××磁軌(柱面),××磁頭,××扇區
磁軌:當磁碟旋轉時,磁頭若保持在一個位置上,則每個磁頭都會在磁碟表面劃出一個圓形軌跡,這些圓形軌跡就叫做磁軌。這些磁軌用肉眼是根本看不到的,因為它們僅是盤面上以特殊方式磁化了的一些磁化區,磁碟上的信息便是沿著這樣的軌道存放的。相鄰磁軌之間並不是緊挨著的,這是因為磁化單元相隔太近時磁性會相互產生影響,同時也為磁頭的讀寫帶來困難。一張1.44MB的3.5英寸軟盤,一面有80個磁軌,而硬碟上的磁軌密度則遠遠大於此值,通常一面有成千上萬個磁軌。
扇區:磁碟上的每個磁軌被等分為若干個弧段,這些弧段便是磁碟的扇區,每個扇區可以存放512個位元組的信息,磁碟驅動器在向磁碟讀取和寫入數據時,要以扇區為單位。1.44MB3.5英寸的軟盤,每個磁軌分為18個扇區。
柱面:硬碟通常由重疊的一組碟片構成,每個盤面都被劃分為數目相等的磁軌,並從外緣的「0」開始編號,具有相同編號的磁軌形成一個圓柱,稱之為磁碟的柱面。磁碟的柱面數與一個盤面上的磁軌數是相等的。由於每個盤面都有自己的磁頭,因此,盤面數等於總的磁頭數。所謂硬碟的CHS,即Cylinder(柱面)、Head(磁頭)、Sector(扇區),只要知道了硬碟的CHS的數目,即可確定硬碟的容量,硬碟的容量=柱面數*磁頭數*扇區數*512B。
2.簇
「簇」是DOS進行分配的最小單位。當創建一個很小的文件時,如是一個位元組,則它在磁碟上並不是只佔一個位元組的空間,而是佔有整個一簇。DOS視不同的 存儲介質(如軟盤,硬碟),不同容量的硬碟,簇的大小也不一樣。簇的大小可在稱為磁碟參數塊(BPB)中獲取。簇的概念僅適用於數據區。
本點:(1)「簇」是DOS進行分配的最小單位。
(2)不同的存儲介質,不同容量的硬碟,不同的DOS版本,簇的大小也不一樣。
(3)簇的概念僅適用於數據區。
⑸ 硬碟里的存數據那個磁軌是不是由外向里螺旋排的,如果只有一個分區…
1.
磁軌是同心圓的,
一環一環的.2.
讀寫時,是多個碟片/盤面同時進行的.
各個磁頭是固定在一起的.磁頭與磁頭相對靜止的.
⑹ 一張磁碟有幾個磁頭有幾個磁軌
一個磁頭了,想錄音機一樣。磁軌就多了,可以說是無數個。
名詞解釋
磁軌:當磁碟旋轉時,磁頭若保持在一個位置上,則每個磁頭都會在磁碟表面劃出一個圓形軌跡,這些圓形軌跡就叫做磁軌。
這些磁軌用肉眼是根本看不到的,因為它們僅是盤面上以特殊方式磁化了的一些磁化區,磁碟上的信息便是沿著這樣的軌道存放的。相鄰磁軌之間並不是緊挨著的,這是因為磁化單元相隔太近時磁性會產生相互影響,同時也為磁頭的讀寫帶來困難。
⑺ 詳細介紹硬碟數據刪除的原理硬碟里的磁軌是什麼意思
磁軌 磁軌當磁碟旋轉時,磁頭若保持在一個位置上,則每個磁頭都會在磁碟表面劃出一個圓形軌跡,這些圓形軌跡就叫做磁軌。磁表面存儲器是在不同形狀(如盤狀、帶狀等)的載體上,塗有磁性材料層,工作時,靠載磁體高速運動,由磁頭在磁層上進行讀寫操作,信息被記錄在磁層上,這些信息的軌跡就是磁軌。磁碟的磁軌是一個個同心圓,見右圖,磁帶的磁軌是沿磁帶長度方向的直線,這些磁軌用肉眼是根本看不到的,因為它們僅是盤面上以特殊方式磁化了的一些磁化區,磁碟上的信息便是沿著這樣的軌道存放的。相鄰磁軌之間並不是緊挨著的,這是因為磁化單元相隔太近時磁性會產生相互影響,同時也為磁頭的讀寫帶來困難。 存儲在硬碟中的每個文件都可分為兩部分:文件頭和存儲數據的數據區。文件頭用來記錄文件名、文件屬性、佔用簇號等信息,文件頭保存在一個簇並映射在FAT表(文件分配表)中。而真實的數據則是保存在數據區當中的。平常所做的刪除,其實是修改文件頭的前2個代碼,這種修改映射在FAT表中,就為文件作了刪除標記,並將文件所佔簇號在FAT表中的登記項清零,表示釋放空間,這也就是平常刪除文件後,硬碟空間增大的原因。而真正的文件內容仍保存在數據區中,並未得以刪除。要等到以後的數據寫入,把此數據區覆蓋掉,這樣才算是徹底把原來的數據刪除。如果不被後來保存的數據覆蓋,它就不會從磁碟上抹掉。用Fdisk分區和Format格式化和文件的刪除類似,前者只是改變了分區表,後者只是修改了FAT表,都沒有將數據從數據區直接刪除。
由文件刪除的原理可知,要徹底刪除數據,只有把刪除文件所在的數據區完全覆蓋掉。絕大部分徹底刪除工具所使用的就是這個道理:把無用的數據反復寫入刪除文件的數據區,並進行多次地覆蓋,從而達到完全刪除文件的目的。
以上可見,Windows的刪除並不是完全將文件處理,對於非常機密的文件,可用文件粉碎機進行處理。
⑻ 磁儲存原理
磁存儲技術的工作原理
是通過改變磁粒子的極性來在磁性介質上記錄數據。在讀取數據時,磁頭將存儲介質上的磁粒子極性轉換成相應的電脈沖信號,並轉換成計算機可以識別的數據形式。進行寫操作的原理也是如此。要使用硬碟等介質上的數據文件,通常需要依靠操作系統所提供的文件系統功能,文件系統維護著存儲介質上所有文件的索引。因為效率等諸多方面的考慮,在我們利用操作系統提供的指令刪除數據文件的時候,磁介質上的磁粒子極性並不會被清除。操作系統只是對文件系統的索引部分進行了修改,將刪除文件的相應段落標識進行了刪除標記。同樣的,目前主流操作系統對存儲介質進行格式化操作時,也不會抹除介質上的實際數據信號。正是操作系統在處理存儲時的這種設定,為我們進行數據恢復提供了可能。
值得注意的是,這種恢復通常只能在數據文件刪除之後相應存儲位置沒有寫入新數據的情況下進行。因為一旦新的數據寫入,磁粒子極性將無可挽回的被改變從而使得舊有的數據真正意義上被清除。另外,除了磁存儲介質之外,其它一些類型存儲介質的數據恢復也遵循同樣的原理,例如U盤、CF卡、SD卡等等。因為這些存儲設備也和磁碟一樣使用類似扇區、簇這樣的方式來對數據進行管理。舉個例子來說,目前幾乎所有的數碼相機都遵循DCIM標准,該標准規定了設備以FAT形式來對存儲器上的相片文件進行處理。
⑼ 關於存儲設備
硬碟分區多少,和計算機運行速度關系不大,系統盤的大小會對系統運行速度有影響,所以C盤如果條件允許還是盡可能大一些.在存儲數據的時候,並不是連續排列的,在硬碟中,頻繁地建立、刪除文件會產生許多碎片,碎片積累多了,日後在訪問某個文件時,硬碟可能會花費很長的時間,不但訪問效率下降,而且還有可能損壞磁軌。為此,我們應該經常使用Windows 9x系統中的磁碟碎片整理程序對硬碟進行整理,整理完後最好再使用硬碟修復程序來修補那些有問題的磁軌。
附:
硬碟知識大集合
你新買來的硬碟是不能直接使用的,必須對它進行分區並進行格式化的才能儲存數據。
硬碟分區是操作系統安裝過程中經常談到的話題。對於一些簡單的應用,硬碟分區並不成為一種障礙,但對於一些復雜的應用,就不能不深入理解硬碟分區機制的某些細節。
硬碟的崩潰經常會遇見,特別是病毒肆虐的時代,關於引導分區的恢復與備份的技巧,你一定要掌握。
在使用電腦時,你往往會使用幾個操作系統。如何在硬碟中安裝多個操作系統?
如果你需要了解這方面的知識或是要解決上述問題,這期的「硬碟分區」專題會告訴你答案!
硬碟是現在計算機上最常用的存儲器之一。我們都知道,計算機之所以神奇,是因為它具有高速分析處理數據的能力。而這些數據都以文件的形式存儲在硬碟里。不過,計算機可不像人那麼聰明。在讀取相應的文件時,你必須要給出相應的規則。這就是分區概念。分區從實質上說就是對硬碟的一種格式化。當我們創建分區時,就已經設置好了硬碟的各項物理參數,指定了硬碟主引導記錄(即Master Boot Record,一般簡稱為MBR)和引導記錄備份的存放位置。而對於文件系統以及其他操作系統管理硬碟所需要的信息則是通過以後的高級格式化,即Format命令來實現。
面、磁軌和扇區
硬碟分區後,將會被劃分為面(Side)、磁軌(Track)和扇區(Sector)。需要注意的是,這些只是個虛擬的概念,並不是真正在硬碟上劃軌道。先從面說起,硬碟一般是由一片或幾片圓形薄膜疊加而成。我們所說,每個圓形薄膜都有兩個「面」,這兩個面都是用來存儲數據的。按照面的多少,依次稱為0面、1面、2面……由於每個面都專有一個讀寫磁頭,也常用0頭(head)、1頭……稱之。按照硬碟容量和規格的不同,硬碟面數(或頭數)也不一定相同,少的只有2面,多的可達數十面。各面上磁軌號相同的磁軌合起來,稱為一個柱面(Cylinder)(如圖1)。(圖)
上面我們提到了磁軌的概念。那麼究竟何為磁軌呢?由於磁碟是旋轉的,則連續寫入的數據是排列在一個圓周上的。我們稱這樣的圓周為一個磁軌。(如圖2)如果讀寫磁頭沿著圓形薄膜的半徑方向移動一段距離,以後寫入的數據又排列在另外一個磁軌上。根據硬碟規格的不同,磁軌數可以從幾百到數千不等;一個磁軌上可以容納數KB的數據,而主機讀寫時往往並不需要一次讀寫那麼多,於是,磁軌又被劃分成若干段,每段稱為一個扇區。一個扇區一般存放512位元組的數據。扇區也需要編號,同一磁軌中的扇區,分別稱為1扇區,2扇區……
計算機對硬碟的讀寫,處於效率的考慮,是以扇區為基本單位的。即使計算機只需要硬碟上存儲的某個位元組,也必須一次把這個位元組所在的扇區中的512位元組全部讀入內存,再使用所需的那個位元組。不過,在上文中我們也提到,硬碟上面、磁軌、扇區的劃分表面上是看不到任何痕跡的,雖然磁頭可以根據某個磁軌的應有半徑來對准這個磁軌,但怎樣才能在首尾相連的一圈扇區中找出所需要的某一扇區呢?原來,每個扇區並不僅僅由512個位元組組成的,在這些由計算機存取的數據的前、後兩端,都另有一些特定的數據,這些數據構成了扇區的界限標志,標志中含有扇區的編號和其他信息。計算機就憑借著這些標志來識別扇區
硬碟的數據結構
在上文中,我們談了數據在硬碟中的存儲的一般原理。為了能更深入地了解硬碟,我們還必須對硬碟的數據結構有個簡單的了解。硬碟上的數據按照其不同的特點和作用大致可分為5部分:MBR區、DBR區、FAT區、DIR區和DATA區。我們來分別介紹一下:
1.MBR區
MBR(Main Boot Record 主引導記錄區)�位於整個硬碟的0磁軌0柱面1扇區。不過,在總共512位元組的主引導扇區中,MBR只佔用了其中的446個位元組,另外的64個位元組交給了DPT(Disk Partition Table硬碟分區表)(見表),最後兩個位元組「55,AA」是分區的結束標志。這個整體構成了硬碟的主引導扇區。(圖)
主引導記錄中包含了硬碟的一系列參數和一段引導程序。其中的硬碟引導程序的主要作用是檢查分區表是否正確並且在系統硬體完成自檢以後引導具有激活標志的分區上的操作系統,並將控制權交給啟動程序。MBR是由分區程序(如Fdisk.exe)所產生的,它不依賴任何操作系統,而且硬碟引導程序也是可以改變的,從而實現多系統共存。
下面,我們以一個實例讓大家更直觀地來了解主引導記錄:
例:80 01 01 00 0B FE BF FC 3F 00 00 00 7E 86 BB 00
在這里我們可以看到,最前面的「80」是一個分區的激活標志,表示系統可引導;「01 01 00」表示分區開始的磁頭號為01,開始的扇區號為01,開始的柱面號為00;「0B」表示分區的系統類型是FAT32,其他比較常用的有04(FAT16)、07(NTFS);「FE BF FC」表示分區結束的磁頭號為254,分區結束的扇區號為63、分區結束的柱面號為764;「3F 00 00 00」表示首扇區的相對扇區號為63;「7E 86 BB 00」表示總扇區數為12289622。
2.DBR區
DBR(Dos Boot Record)是操作系統引導記錄區的意思。它通常位於硬碟的0磁軌1柱面1扇區,是操作系統可以直接訪問的第一個扇區,它包括一個引導程序和一個被稱為BPB(Bios Parameter Block)的本分區參數記錄表。引導程序的主要任務是當MBR將系統控制權交給它時,判斷本分區跟目錄前兩個文件是不是操作系統的引導文件(以DOS為例,即是Io.sys和Msdos.sys)。如果確定存在,就把它讀入內存,並把控制權 交給該文件。BPB參數塊記錄著本分區的起始扇區、結束扇區、文件存儲格式、硬碟介質描述符、根目錄大小、FAT個數,分配單元的大小等重要參數。DBR是由高級格式化程序(即Format.com等程序)所產生的。
3.FAT區
在DBR之後的是我們比較熟悉的FAT(File Allocation Table文件分配表)區。在解釋文件分配表的概念之前,我們先來談談簇(Cluster)的概念。文件佔用磁碟空間時,基本單位不是位元組而是簇。一般情況下,軟盤每簇是1個扇區,硬碟每簇的扇區數與硬碟的總容量大小有關,可能是4、8、16、32、64……
同一個文件的數據並不一定完整地存放在磁碟的一個連續的區域內,而往往會分成若干段,像一條鏈子一樣存放。這種存儲方式稱為文件的鏈式存儲。由於硬碟上保存著段與段之間的連接信息(即FAT),操作系統在讀取文件時,總是能夠准確地找到各段的位置並正確讀出。
為了實現文件的鏈式存儲,硬碟上必須准確地記錄哪些簇已經被文件佔用,還必須為每個已經佔用的簇指明存儲後繼內容的下一個簇的簇號。對一個文件的最後一簇,則要指明本簇無後繼簇。這些都是由FAT表來保存的,表中有很多表項,每項記錄一個簇的信息。由於FAT對於文件管理的重要性,所以FAT有一個備份,即在原FAT的後面再建一個同樣的FAT。初形成的FAT中所有項都標明為「未佔用」,但如果磁碟有局部損壞,那麼格式化程序會檢測出損壞的簇,在相應的項中標為「壞簇」,以後存文件時就不會再使用這個簇了。FAT的項數與硬碟上的總簇數相當,每一項佔用的位元組數也要與總簇數相適應,因為其中需要存放簇號。FAT的格式有多種,最為常見的是FAT16和FAT32。
4.DIR區
DIR(Directory)是根目錄區,緊接著第二FAT表(即備份的FAT表)之後,記錄著根目錄下每個文件(目錄)的起始單元,文件的屬性等。定位文件位置時,操作系統根據DIR中的起始單元,結合FAT表就可以知道文件在硬碟中的具體位置和大小了。
5.數據(DATA)區
數據區是真正意義上的數據存儲的地方,位於DIR區之後,占據硬碟上的大部分數據空間。
磁碟的文件系統
經常聽高手們說到FAT16、FAT32、NTFS等名詞,朋友們可能隱約知道這是文件系統的意思。可是,究竟這么多文件系統分別代表什麼含義呢?今天,我們就一起來學習學習:
1.什麼是文件系統?
所謂文件系統,它是操作系統中藉以組織、存儲和命名文件的結構。磁碟或分區和它所包括的文件系統的不同是很重要的,大部分應用程序都基於文件系統進行操作,在不同種文件系統上是不能工作的。
2.文件系統大家族
常用的文件系統有很多,MS-DOS和Windows 3.x使用FAT16文件系統,默認情況下Windows 98也使用FAT16,Windows 98和Me可以同時支持FAT16、FAT32兩種文件系統,Windows NT則支持FAT16、NTFS兩種文件系統,Windows 2000可以支持FAT16、FAT32、NTFS三種文件系統,Linux則可以支持多種文件系統,如FAT16、FAT32、NTFS、Minix、ext、ext2、xiafs、HPFS、VFAT等,不過Linux一般都使用ext2文件系統。下面,筆者就簡要介紹這些文件系統的有關情況:
(1)FAT16
FAT的全稱是「File Allocation Table(文件分配表系統)」,最早於1982年開始應用於MS-DOS中。FAT文件系統主要的優點就是它可以允許多種操作系統訪問,如MS-DOS、Windows 3.x、Windows 9x、Windows NT和OS/2等。這一文件系統在使用時遵循8.3命名規則(即文件名最多為8個字元,擴展名為3個字元)。
(2)VFAT
VFAT是「擴展文件分配表系統」的意思,主要應用於在Windows 95中。它對FAT16文件系統進行擴展,並提供支持長文件名,文件名可長達255個字元,VFAT仍保留有擴展名,而且支持文件日期和時間屬性,為每個文件保留了文件創建日期/時間、文件最近被修改的日期/時間和文件最近被打開的日期/時間這三個日期/時間。
(3)FAT32
FAT32主要應用於Windows 98系統,它可以增強磁碟性能並增加可用磁碟空間。因為與FAT16相比,它的一個簇的大小要比FAT16小很多,所以可以節省磁碟空間。而且它支持2G以上的分區大小。朋友們從附表中可以看出FAT16與FAT32的一不同。
(4)HPFS
高性能文件系統。OS/2的高性能文件系統(HPFS)主要克服了FAT文件系統不適合於高檔操作系統這一缺點,HPFS支持長文件名,比FAT文件系統有更強的糾錯能力。Windows NT也支持HPFS,使得從OS/2到Windows NT的過渡更為容易。HPFS和NTFS有包括長文件名在內的許多相同特性,但使用可靠性較差。
(5)NTFS
NTFS是專用於Windows NT/2000操作系統的高級文件系統,它支持文件系統故障恢復,尤其是大存儲媒體、長文件名。NTFS的主要弱點是它只能被Windows NT/2000所識別,雖然它可以讀取FAT文件系統和HPFS文件系統的文件,但其文件卻不能被FAT文件系統和HPFS文件系統所存取,因此兼容性方面比較成問題。
ext2
這是Linux中使用最多的一種文件系統,因為它是專門為Linux設計,擁有最快的速度和最小的CPU佔用率。ext2既可以用於標準的塊設備(如硬碟),也被應用在軟盤等移動存儲設備上。現在已經有新一代的Linux文件系統如SGI公司的XFS、ReiserFS、ext3文件系統等出現。
小結:雖然上面筆者介紹了6種文件系統,但占統治地位的卻是FAT16/32、NTFS等少數幾種,使用最多的當然就是FAT32啦。只要在「我的電腦」中右擊某個驅動器的屬性,就可以在「常規」選項中(圖)看到所使用的文件系統。
明明白白識別硬碟編號
目前,電子市場上硬碟品牌最讓大家熟悉的無非是IBM、昆騰(Quantum)、希捷(Seagate),邁拓(Maxtor)等「老字型大小」。而這些硬碟型號的編號則各不相同,令人眼花繚亂。其實,這些編號均有一定的規律,表示一些特定?的含義。一般來說,我們可以從其編號來了解硬碟的性能指標,包括介面?類型、轉速、容量等。作為DIY朋友來說,只有自己真正掌握正確識別硬碟編號,在選購硬碟時,就方便得多(以致不被「黑」),至少不會被賣的人說啥是啥。以下舉例說明,供朋友們參考。
一、IBM
IBM是硬碟業的巨頭,其產品幾乎涵蓋了所有硬碟領域。而且IBM還是去年硬碟容量、價格戰的始作蛹者。我們今天能夠用得上經濟上既便宜,而且容量又大的硬碟可都得感謝IBM。
IBM的每一個產品又分為多個系列,它的命名方式為:產品名+系列代號+介面類型+碟片尺寸+轉速+容量。以Deskstar 22GXP的13.5GB硬碟為例,該硬碟的型號為:DJNA-371350,字母D代表Deskstar產品,JN代表Deskstar25GP與22GP系列,A代表ATA介面,3代表3寸碟片,7是7200轉產品,最後四位數字為硬碟容量13.5GB。IBM系列代號(IDE)含義如下:
TT=Deskstar 16GP或14GXP JN=Deskstar 25GP或22GXP RV=Ultrastar 18LZX或36ZX
介面類型含義如下:A=ATA
S與U=Ultra SCSI、Ultra SCSI Wide、Ultra SCSI SCA、增強型SCSI、
增強擴展型SCSI(SCA)
C=Serial Storage Architecture連續存儲體系SCSI L=光纖通道SCSI
二、MAXTOR(邁拓)
MAXTOR是韓國現代電子美國公司的一個獨立子公司,以前該公司的產品也覆蓋了IDE與SCSI兩個方面,但由於SCSI方面的產品缺乏竟爭力而最終放棄了這個高端市場從而主攻IDE硬碟,所以MAXTOR公司應該是如今硬碟廠商中最專一的了。
MAXTOR硬碟編號規則如下:首位+容量+介面類型+磁頭數,MAXTOR?從鑽石四代開始,其首位數字就為9,一直延續到現在,所以大家如今能在電子市場上見到的MAXTOR硬碟首位基本上都為9。另外比較特殊的是MAXTOR編號中有磁頭數這一概念,因為MAXTOR硬碟是大打單碟容量的發起人,所以其硬碟的型號中要將單碟容量從磁頭數中體現出來。單碟容量=2*硬碟總容量/磁頭數。
現以金鑽三代(DiamondMax Plus6800)10.2GB的硬碟為例說明:該硬碟?型號為91024U3,9是首位,1024是容量,U是介面類型UDMA66,3代表該硬碟有3個磁頭,也就是說其中的一個碟片是單面有數據。這個單碟容量就為2*10.2/3=6.8GB。MAXTOR硬碟介面類型字母含義如:
A=PIO模式 D=UDMA33模式 U=UDMA66模式
三、SEAGATE(希捷)
希捷科技公司(Seagate Technology)是世界上最大的磁碟驅動器、磁?盤和讀寫磁頭生產廠家,該公司是一直是IBM、COMPAQ、SONY等業界大戶的硬碟供應商。希捷還保持著業界第一款10000轉硬碟的記錄(捷豹Cheetah系列SCSI)與最大容量(捷豹三代73GB)的記錄,公司的實力由此可見一斑。但?由於希捷一直是以高端應用為主(例如SCSI硬碟),而並不是特別重視低端家用產品的開發,從而導致在DIY一族心目中的地位不如昆騰等硬碟供應商?。好在希捷公司及時注意到了這個問題,不久前投入市場的酷魚(Barracuda)系列就一掃希捷硬碟以往在單碟容量、轉速、噪音、非正常外頻下工作穩?定性、綜合性能上的劣勢。
希捷的硬碟系列從低端到高端的產品名稱分別為:U4系列、Medalist(金牌)系列、U8系列、Medalist Pro(金牌Pro)系列、Barracuda(酷魚)系列。其中Medalist Pro與Barracuda系列是7200轉的產品,其他的是5400轉的產品。硬碟的型號均以ST開頭,現以酷魚10.2GB硬碟為例來說明。該硬碟的型號是:ST310220A,在ST後第一位數字是代表硬碟的尺寸,3就是該硬碟採用3寸碟片,如今其他規格的硬碟已基本上沒有了,所以大家能夠見到?的絕大多數硬碟該位數字均不3,3後面的1022代表的是該硬碟的格式化容量是10.22GB,最後一位數字0是代表7200轉產品。這一點不要混淆與希捷以前的入門級產品Medalist ST38420A混淆。多數希捷的Medalist Pro系列開始,以結尾的產品均代表7200轉硬碟,其它數字結尾(包括1、2)代表5400轉的產品。位於型號最後的字母是硬碟的介面類型。希捷硬碟的介面類型字母含義如下:
A=ATA UDMA33或UDMA66 IDE介面 AG為筆記本電腦專用的ATA介面硬碟。
W為ULTRA Wide SCSI,
其數據傳輸率為40MB每秒 N為ULTRA Narrow SCSI,其數據傳輸率為20MB每秒。
而ST34501W/FC和ST19101N/FC中的FC(Fibre Channel)表示光纖通道,可提供高達每秒100MB的數據傳輸率,並且支持熱插拔。
硬碟及介面標準的發展歷史
一、硬碟的歷史
說起硬碟的歷史,我們不能不首先提到藍色巨人IBM所發揮的重要作用,正是IBM發明了硬碟,並且為硬碟的發展做出了一系列重大貢獻。在發明磁碟系統之前,計算機使用穿孔紙帶、磁帶等來存儲程序與數據,這些存儲方式不僅容量低、速度慢,而且有個大缺陷:它們都是順序存儲,為了讀取後面的數據,必須從頭開始讀,無法實現隨機存取數據。
在1956年9月,IBM向世界展示了第一台商用硬碟IBM 350 RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control),這套系統的總容量只有5MB,卻是使用了50個直徑為24英寸的磁碟組成的龐然大物。而在1968年IBM公司又首次提出了「溫徹斯特」Winchester技術。「溫徹斯特」技術的精髓是:「使用密封、固定並高速旋轉的鍍磁碟片,磁頭沿碟片徑向移動,磁頭磁頭懸浮在高速轉動的碟片上方,而不與碟片直接接觸」,這便是現代硬碟的原型。在1973年IBM公司製造出第一台採用「溫徹期特」技術製造的硬碟,從此硬碟技術的發展有了正確的結構基礎。1979年,IBM再次發明了薄膜磁頭,為進一步減小硬碟體積、增大容量、提高讀寫速度提供了可能。70年代末與80年代初是微型計算機的萌芽時期,包括希捷、昆騰、邁拓在內的許多著名硬碟廠商都誕生於這一段時間。1979年,IBM的兩位員工Alan Shugart和Finis Conner決定要開發像5.25英寸軟碟機那樣大小的硬碟驅動器,他們離開IBM後組建了希捷公司,次年,希捷發布了第一款適合於微型計算機使用的硬碟,容量為5MB,體積與軟碟機相仿。
PC時代之前的硬碟系統都具有體積大、容量小、速度慢和價格昂貴的特點,這是因為當時計算機的應用范圍還太小,技術與市場之間是一種相互制約的關系,使得包括存儲業在內的整個計算機產業的發展都受到了限制。 80年代末期IBM對硬碟發展的又一項重大貢獻,即發明了MR(Magneto Resistive)磁頭,這種磁頭在讀取數據時對信號變化相當敏感,使得碟片的存儲密度能夠比以往20MB每英寸提高了數十倍。1991年IBM生產的3.5英寸的硬碟使用了MR磁頭,使硬碟的容量首次達到了1GB,從此硬碟容量開始進入了GB數量級的時代 。1999年9月7日,邁拓公司(Maxtor)_宣布了首塊單碟容量高達10.2GB的ATA硬碟,從而把硬碟的容量引入了一個新里程碑。
二、介面標準的發展
(1)IDE和EIDE的由來
最早的IBM PC並不帶有硬碟,它的BIOS及DOS 1.0操作系統也不支持任何硬碟,因為系統的內存只有16KB,就連軟碟機和DOS都是可選件。後來DOS 2引入了子目錄系統,並添加了對「大容量」存儲設備的支持,於是一些公司開始出售供IBM PC使用的硬碟系統,這些硬碟與一塊控制卡、一個獨立的電源被一起裝在一個外置的盒子里,並通過一條電纜與插在擴展槽中的一塊適配器相連,為了使用這樣的硬碟,必須從軟碟機啟動,並載入一個專用設備驅動程序。
1983年IBM公司推出了PC/XT,雖然XT仍然使用8088 CPU,但配置卻要高得多,加上了一個10MB的內置硬碟,IBM把控制卡的功能集成到一塊介面控制卡上,構成了我們常說的硬碟控制器。其介面控制卡上有一塊ROM晶元,其中存有硬碟讀寫程序,直到基於80286處理器的PC/AT的推出,硬碟介面控製程序才被加入到了主板的BIOS中。
PC/XT和PC/AT機器使用的硬碟被稱為MFM硬碟或ST-506/412硬碟,MFM(Modified Frequency Molation)是指一種編碼方案,而ST-506/412則是希捷開發的一種硬碟介面,ST-506介面不需要任何特殊的電纜及接頭,但是它支持的傳輸速度很低,因此到了1987年左右這種介面就基本上被淘汰了。
邁拓於1983年開發了ESDI(Enhanced Small Drive Interface)介面。這種介面把編解碼器放在了硬碟本身之中,它的理論傳輸速度是ST-506的2~4倍。但由於成本比較高,九十年代後就逐步被淘汰掉了。
IDE(Integrated Drive Electronics)實際上是指把控制器與盤體集成在一起的硬碟驅動器,這樣減少了硬碟介面的電纜數目與長度,數據傳輸的可靠性得到了增強,硬碟製造起來變得更容易,對用戶而言,硬碟安裝起來也更為方便。IDE介面也叫ATA(Advanced Technology Attachment)介面。
ATA介面最初是在1986年由CDC、康柏和西部數據共同開發的,他們決定使用40芯的電纜,最早的IDE硬碟大小為5英寸,容量為40MB。ATA介面從80年代末期開始逐漸取代了其它老式介面。
80年代末期IBM發明了MR(Magneto Resistive)磁阻磁頭,這種磁頭在讀取數據時對信號變化相當敏感,使得碟片的存儲密度能夠比以往的20MB/in2提高數十上百倍。1991年,IBM生產的3.5英寸硬碟0663-E12使用了MR磁頭,容量首次達到了1GB,從此硬碟容量開始進入了GB數量級,直到今天,大多數硬碟仍然採用MR磁頭。
人們在談論硬碟時經常講到PIO模式和DMA模式,它們是什麼呢?目前硬碟與主機進行數據交換的方式有兩種,一種是通過CPU執行I/O埠指令來進行數據的讀寫;另外,一種是不經過CPU的DMA方式。
PIO模式即Programming Input/Output Model。這種模式使用PC I/O埠指令來傳送所有的命令、狀態和數據。由於驅動器中有多個緩沖區,對硬碟的讀寫一般採用I/O串操作指令,這種指令只需一次取指令就可以重復多次地完成I/O操作,因此,達到高的數據傳輸率是可能的。
DMA即Direct Memory Access。它表示數據不經過CPU,而直接在硬碟和內存之間傳送。在多任務操作系統內,如OS/2、Linux、Windows NT等,當磁碟傳輸數據時,CPU可騰出時間來做其它事情,而在DOS/Windows3.X環境里,CPU不得不等待數據傳輸完畢,所以在這種情況下,DMA方式的意義並不大。
DMA方式有兩種類型:第三方DMA(third-party DMA)和第一方DMA(first-party DMA)(或稱匯流排主控DMA,Busmastering DMA)。第三方DMA通過系統主板上的DMA控制器的仲裁來獲得匯流排和傳輸數據。而第一方DMA,則完全由介面卡上的邏輯電路來完成,當然這樣就增加了匯流排主控介面的復雜性和成本。現在,所有較新的晶元組均支持匯流排主控DMA。
(2)SCSI介面
(Small Computer System Interface小型計算機系統介面)是一種與ATA完全不同的介面,它不是專門為硬碟設計的,而是一種匯流排型的系統介面,每個SCSI匯流排上可以連接包括SCSI控制卡在內的8個SCSI設備。SCSI的優勢在於它支持多種設備,傳輸速率比ATA介面快得多但價格也很高,獨立的匯流排使得它對CPU的佔用率很低。 最早的SCSI是於1979年由美國的Shugart公司(Seagate希捷公司的前身)制訂的,90年代初,SCSI發展到了SCSI-2,1995年推出了SCSI-3,其俗稱Ultra SCSI, 1997年推出了Ultra 2 SCSI(Fast-40),其採用了LVD(Low Voltage Differential,低電平微分)傳輸模式,16位的Ultra2SCSI(LVD)介面的最高傳輸速率可達80MB/S,允許介面電纜的最長為12米,大大增加了設備的靈活性。1998年,更高數據傳輸率的Ultra160/m SCSI(Wide下的Fast-80)規格正式公布,其最高數據傳輸率為160MB/s,昆騰推出的Atlas10K和Atlas四代等產品支持Ultra3 SCSI的Ultra160/m傳輸模式。
SCSI硬碟具備有非常優秀的傳輸性能。但由於大多數的主板並不內置SCSI介面,這就使得連接SCSI硬碟必須安裝相應的SCSI卡,目前關於SCSI卡有三個正式標准,SCSI-1,SCSI-2和SCSI-3,以及一些中間版本,要使SCSI硬碟獲得最佳性能就必須保證SCSI卡與SCSI硬碟版本一致(目前較新生產的SCSI硬碟和SCSI卡都是向前兼容的,不一定必須版本一致)。
(3)IEEE1394:IEEE1394又稱為Firewire(火線)或P1394,它是一種高速串列匯流排,現有的IEEE1394標准支持100Mbps、200Mbps和400Mbps的傳輸速率,將來會達到800Mbps、1600Mbps、3200Mbps甚至更高,如此高的速率使得它可以作為硬碟、DVD、CD-ROM等大容量存儲設備的介面。IEEE1394將來有望取代現有的SCSI匯流排和IDE介面,但是由於成本較高和技術上還不夠成熟等原因,目前仍然只有少量使用IEEE1394介面的產品,硬碟就更少了。
⑽ 磁碟上的磁軌是什麼
一組記錄密度不同的同心圓。
當磁碟旋轉時,磁頭若保持在一個位置上,則每個磁頭都會在磁碟表面劃出一個圓形軌跡,這些圓形軌跡就叫做磁軌。這些磁軌用肉眼是根本看不到的,因為它們僅是盤面上以特殊方式磁化了的一些磁化區,磁碟上的信息便是沿著這樣的軌道存放的。
相鄰磁軌之間並不是緊挨著的,這是因為磁化單元相隔太近時磁性會產生相互影響,同時也為磁頭的讀寫帶來困難。
(10)一個旋轉存儲設備上的某個磁軌擴展閱讀:
硬碟的物理結構一般由磁頭和磁碟、電機、主控晶元和布線等組成。主電機傳動圓盤旋轉時,副電機驅動一組(頭)讀盤,並確定相應的積極或消極的菜,磁懸浮畫一個表面上的閥瓣和閥瓣同心圓形軌道(或圓柱形磁軌),然後由磁感應線圈表面磁感應盤和硬碟的使用製造商指定的閱讀時間和間隔數據定位領域,以獲取該行業的數據內容;
磁軌
當磁碟旋轉時,每個磁頭如果保持在一個位置,就會在磁碟表面沿一個圓路徑運動。這些環形路徑稱為軌跡。
柱面
在具有多個磁碟的磁碟集中,圓柱由不同磁碟的表面組成,但在同一半徑的圓上有多個軌跡。
部門
磁碟上的每條磁軌都被均等地分成弧,弧是硬碟的扇區。硬碟的第一個扇區稱為引導扇區。