生產(chǎn)實(shí)習報告之對硬盤(pán)的調查報告
姓名：xxx
班級：02級計算機(2)班
學(xué)院：計控學(xué)院
學(xué)號：200201020216
指導老師：魏國明
目錄
必備常識篇………………………………………………………………………………(3)
1、結構……………………………………………………………………………(3)
2、磁頭技術(shù)………………………………………………………………………(3)
3、接口……………………………………………………………………………(3)
4、容量……………………………………………………………………………(4)
5、緩存……………………………………………………………………………(4)
6、轉速……………………………………………………………………………(4)
7、平均尋道時(shí)間…………………………………………………………………(4)
8、內部數據傳輸率………………………………………………………………(4)
9、外部數據傳輸率……………………………………………………………(5)
10、MTBF(連續無(wú)故障時(shí)間)……………………………………………………(5)
關(guān)鍵技術(shù)篇………………………………………………………………………(5)
1、RAID(RedundentArrayofInexpensiveDisks)磁盤(pán)陣列技術(shù)………………………………………………………………………………………(5)
2、PRML(PartialResponseMaximumLikelyhood，部分響應完全匹配)讀取通道技術(shù)………………………………………………………………………………………(5)
3、S.M.A.R.T.(Self-Monitoring，AnalysisandReportingTechnology)技術(shù)………………………………………………………………………………………(6)
4、ATA/100技術(shù)…………………………………………………………………(6)
5、數據保護與震動(dòng)保護技術(shù)……………………………………………………(6)
6、廠(chǎng)商獨特技術(shù)…………………………………………………………………(6)
回顧展望篇…………………………………………………………………………(8)
1、容量……………………………………………………………………………(8)
2、緩存………………………………………………………………………………(9)
3、速度……………………………………………………………………………(9)
4、接口……………………………………………………………………………(9)
5、附加技術(shù)………………………………………………………………………(9)
6、價(jià)格……………………………………………………………………………(10)
認識硬盤(pán)的大小、外觀(guān)與型號……………………………………………………(10)
硬盤(pán)未來(lái)發(fā)展趨勢…………………………………………………………………(11)
我的感想…………………………………………………………………………(12)
·硬盤(pán)是一個(gè)計算機系統的數據存儲中心，我們運行計算機時(shí)使用的程序和數據目前絕大部分都存儲在硬盤(pán)上，生產(chǎn)實(shí)習報告—對硬盤(pán)的調查報告。硬盤(pán)在各種各樣固定存儲設備中的地位是最重要的，它是計算機中不可或缺的存儲設備.
必備常識篇
說(shuō)到了解硬盤(pán)，我們首要的一步是了解一些有關(guān)硬盤(pán)的常識。關(guān)于硬盤(pán)，最重要的不外乎結構、磁頭技術(shù)、接口、容量、單碟容量、緩存、轉速、數據傳輸率等概念，我們不妨一一來(lái)看
1、結構
現在絕大多數硬盤(pán)在結構上都是溫徹斯特盤(pán)。從1973年IBM生產(chǎn)出第一塊溫氏硬盤(pán)以來(lái)，后來(lái)的硬盤(pán)基本都沿用了這一結構，即采用溫徹斯特(Winchester)技術(shù)，其核心就是：磁盤(pán)片被密封、固定并且不停高速旋轉，磁頭懸浮于盤(pán)片上方沿磁盤(pán)徑向移動(dòng)，并且不和盤(pán)片接觸。
2、磁頭技術(shù)
硬盤(pán)讀取數據是通過(guò)磁頭來(lái)完成的。最早的傳統磁頭是電磁感應式磁頭，這些磁頭是讀寫(xiě)合一的，由于硬盤(pán)讀、寫(xiě)操作的不同，這種二合一磁頭就必須要同時(shí)兼顧到讀/寫(xiě)兩種特性，對硬盤(pán)的設計造成了不便。后來(lái)的硬盤(pán)開(kāi)始采用MR(磁阻磁頭技術(shù))磁頭這種分離式的磁頭結構：寫(xiě)入磁頭仍采用磁感應磁頭，而MR磁頭則作為讀取磁頭磁阻。這樣便可以得到更好的讀/寫(xiě)性能。MR磁頭是通過(guò)阻值變化來(lái)感應信號幅度，對信號變化相當敏感，準確性也較高,而且由于讀取的信號幅度與磁道寬度無(wú)關(guān)，故磁道可以做得很窄，從而提高了盤(pán)片密度，擴大了盤(pán)片的容量，實(shí)習報告《生產(chǎn)實(shí)習報告—對硬盤(pán)的調查報告》。然而，隨著(zhù)單碟容量的不斷增加，終于到了MR磁頭的讀取極限，于是GMR(巨磁阻磁頭技術(shù))磁頭誕生了，現在單碟容量超過(guò)5G的型號都采用了GMR磁頭。進(jìn)入2001年后，幾乎全部硬盤(pán)均采用GMR，GMR磁頭技術(shù)是在MR的基礎上開(kāi)發(fā)的，它比MR具有更高的靈敏性。正在基于越來(lái)越先進(jìn)的磁頭技術(shù)，才使硬盤(pán)單碟容量越做越大成為可能，目前最新的磁頭是基于第三代巨磁阻磁頭技術(shù)。
3、接口
硬盤(pán)的接口方式可以說(shuō)是硬盤(pán)另一個(gè)非常重要的技術(shù)指標，這點(diǎn)從SCSI硬盤(pán)和IDE硬盤(pán)的巨大差價(jià)就能體現出來(lái)，接口方式直接決定硬盤(pán)的性能�，F在最常見(jiàn)的`接口有IDE(ATA)和SCSI兩種，此外還有一些移動(dòng)硬盤(pán)采用了PCMCIA或USB接口。
(1)IDE(IntegratedDriveElectronics)：
IDE接口最初由CDC、康柏和西部數據聯(lián)合開(kāi)發(fā)，由美國國家標準協(xié)會(huì )(ATA)制定標準，所以又稱(chēng)ATA接口。我們普通用戶(hù)家里的硬盤(pán)幾乎全是IDE接口的。IDE接口的硬盤(pán)可細分為ATA-1(IDE)、ATA-2(EIDE)、ATA-3(FastATA-2)、ATA-4(包括UltraATA、UltraATA/33、UltraATA/66)與SerialATA(包括UltraATA/100及其它后續的接口類(lèi)型)�；綢DE接口數據傳輸率為4.1MB/秒，傳輸方式有PIO和DMA兩種，支持總線(xiàn)為ISA和EISA。后來(lái)為提高數據傳輸率、增加接口上能連接的設備數量、突破528M限制以及連接光驅的需要，又陸續開(kāi)發(fā)了ATA-2、ATAPI和針對PCI總線(xiàn)的FAST-ATA、FAST-ATA2等標準，數據傳輸率達到了16.67MB/秒。1996年昆騰和英特爾合作開(kāi)發(fā)了UltraDMA/33接口，嚴格說(shuō)來(lái)，這已經(jīng)不能算IDE接口，而應稱(chēng)為EIDE接口，它采用PIO模式5，數據傳輸率達到33MB/秒。1999年昆騰又推出了UltraDMA/66接口，傳輸率為UltraDMA/33的兩倍，采用CRC(循環(huán)冗余循環(huán)校驗)技術(shù)以保證數據傳輸的安全性，并且使用了80線(xiàn)的專(zhuān)用連接電纜，現在市場(chǎng)上主流的硬盤(pán)接口類(lèi)型即為UltraATA/66。不過(guò)，在進(jìn)入新世紀后，最有前景的硬盤(pán)接口類(lèi)型則該是UltraATA/100了，它的理論最大外部數據傳輸率可以高達100MB/s。
(2)SCSI(小型計算機系統接口，SmallComputerSystemInterface)：
SCSI并不是專(zhuān)為硬盤(pán)設計的，實(shí)際上它是一種總線(xiàn)型接口。由于獨立于系統總線(xiàn)工作，所以它的最大優(yōu)勢在于其系統占用率極低，但由于其昂貴的價(jià)格，這種接口的硬盤(pán)大多用于服務(wù)器等高端應用場(chǎng)合。
4、容量
容量可以說(shuō)是用戶(hù)對硬盤(pán)認識最多的一個(gè)技術(shù)指標，它的單位是兆字節(MB)或千兆字節(GB)。影響容量的兩個(gè)因素是單碟容量和碟片數量。顧名思義，單碟容量也就是在單張盤(pán)片上所能存儲的信息容量，單盤(pán)容量越大，實(shí)現大容量硬盤(pán)也就越容易，尋找數據所需的時(shí)間也相對減少�，F在硬盤(pán)的單碟容量是越做越大了，一般都可以達到20G。單碟容量提高的同時(shí)，硬盤(pán)的生產(chǎn)成本也隨之而降低，這也是為什么硬盤(pán)廠(chǎng)商競先推出高單碟容量的硬盤(pán)產(chǎn)品。你有時(shí)在檢測硬盤(pán)時(shí)可能會(huì )發(fā)現廠(chǎng)家標稱(chēng)的容量和電腦檢測的容量不一致，這是由于他們采用的換算單位不同，廠(chǎng)家多以1000進(jìn)制換算，即1MB=1000byte、1GB=1000MB，而電腦中多用1024進(jìn)制換算。
5、緩存
由于CPU運算與硬盤(pán)讀取之間存在著(zhù)巨大的速度差異，為了解決硬盤(pán)在讀寫(xiě)數據時(shí)CPU的等待問(wèn)題，在硬盤(pán)上設置適當的高速緩存，以解決二者之間速度不匹配的問(wèn)題。硬盤(pán)緩存與主板上的高速緩存作用一樣，是為了提高硬盤(pán)的讀寫(xiě)速度，當然緩存越大越好。目前IDE硬盤(pán)的高速緩存一般為512K到2M之間，主流硬盤(pán)的數據緩存應該為2MB，而在SCSI硬盤(pán)中最高的數據緩存現在已經(jīng)達到了16MB。
6、轉速
轉速指的是硬盤(pán)內電機主軸的轉動(dòng)速度，其單位是RPM(RoundPerMinute，每分鐘旋轉次數)，它直接影響硬盤(pán)的數據傳輸率，理論上轉速越快數據傳輸率就越大。目前IDE接口的硬盤(pán)主軸轉速一般為5400和7200rpm(轉/秒)，主流硬盤(pán)的轉速為7200RPM，至于SCSI硬盤(pán)的主軸轉速一般可達7200到10,000rpm，而最高轉速的SCSI硬盤(pán)轉速高達15,000rpm。更快的轉速可以使盤(pán)片轉動(dòng)一周的時(shí)間減短，使平均等待時(shí)間和平均尋道時(shí)間減短，更快地尋找所需要的數據，同時(shí)硬盤(pán)的內部傳輸率也會(huì )提高，使讀寫(xiě)速度加快。
7、平均尋道時(shí)間
這個(gè)指標指磁頭從得到指令到尋找到數據所在磁道的時(shí)間，它是代表硬盤(pán)讀取數據的能力，單位為毫秒，需要注意的是它與平均訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間有差別。平均尋道時(shí)間越小越好，現在選購硬盤(pán)時(shí)應該選擇平均尋道時(shí)間低于9毫秒的產(chǎn)品。
8、內部數據傳輸率
內部數據傳輸率是磁頭到硬盤(pán)的高速緩存之間的數據傳輸速度，這可以說(shuō)是影響硬盤(pán)整體性能的關(guān)鍵，一般取決于硬盤(pán)的盤(pán)片轉速和盤(pán)片數據線(xiàn)密度。在這項指標中常常使用Mb/S或Mbps為單位，這是兆位/秒的意思，如果需要轉換成MB/S(兆字節/秒)，就必須將Mbps數據除以8。例如有的硬盤(pán)給出最大內部數據傳輸率為131Mbps，但如果按MB/S計算就只有16.37MB/s。目前市場(chǎng)上主流硬盤(pán)的最大內部數據傳輸率為30MB/s到45MB/s，這比UltraATA/100的100MB/s低多了，由此可以看出目前硬盤(pán)作為電腦的瓶頸，其病根還在于硬盤(pán)的內部數據傳輸率上。
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