1、v第五章：硬盘第五章：硬盘v5-1、硬盘的基本工作原理、硬盘的基本工作原理v5-2、硬盘的接口类型、硬盘的接口类型v5-3、硬盘的一些常用术语、硬盘的一些常用术语v5-4、硬盘的维护、硬盘的维护v5-5、硬盘软故障的分析与排除、硬盘软故障的分析与排除5-1、硬盘的基本工作原理v一、硬盘的基本工作原理一、硬盘的基本工作原理v硬盘作用：存储数据，即完成电硬盘作用：存储数据，即完成电 磁和磁磁和磁 电转化。电转化。v1、读写系统：包括磁头、盘片、读写电路。、读写系统：包括磁头、盘片、读写电路。v功能：完成主机与磁盘之间的读功能：完成主机与磁盘之间的读/写功能。写功能。v2、磁头定位系统、磁头定位系统
2、v组成：磁头驱动电机、执行机构、控制电路、检测部件。组成：磁头驱动电机、执行机构、控制电路、检测部件。v功能：将磁头讯速、准确的定位于指定的磁道中心位置。功能：将磁头讯速、准确的定位于指定的磁道中心位置。v评价指标：定位速度和定位精度。评价指标：定位速度和定位精度。v了解快速定位的工作过程（粗控、精控）。了解快速定位的工作过程（粗控、精控）。v3、主轴驱动系统：硬盘中驱动盘片的旋转装置、主轴驱动系统：硬盘中驱动盘片的旋转装置v组成：主轴驱动电机、主轴部件、稳速系统；组成：主轴驱动电机、主轴部件、稳速系统；v功能：以额定的速度驱动盘片稳定的旋转。功能：以额定的速度驱动盘片稳定的旋转。v5-2、硬
3、盘的接口类型、硬盘的接口类型v1、ST506/412接口接口v2、IDE接口，又称为集成的驱动器电子部件（接口，又称为集成的驱动器电子部件（40芯）、芯）、又叫又叫ATA（美国国家标准协会）接口（美国国家标准协会）接口,有有Compaq公司公司开发：开发：v特点：价格低、稳定性好、标准文化程度高。特点：价格低、稳定性好、标准文化程度高。v3、SCSI（Small computer system interface）接接口口（小型计算机系统接口）（小型计算机系统接口）v特点：是一种系统级的接口，它不仅支持硬盘，还支特点：是一种系统级的接口，它不仅支持硬盘，还支持光盘、磁带、扫描仪等设备；具有适应
4、面广、多任持光盘、磁带、扫描仪等设备；具有适应面广、多任务、宽带宽、低务、宽带宽、低CPU占用率；拥有近乎完美的向后兼占用率；拥有近乎完美的向后兼容性；价格昂贵。容性；价格昂贵。v用途：多用于服务器和工作站。用途：多用于服务器和工作站。v4、ESDI（Enhcaned small device interface）接口v译为“增强性小设备接口”v5、EIDE接口（增强性接口（增强性IDE接口）接口）v特点：硬盘的容量较特点：硬盘的容量较IDE更大；可挂接更大；可挂接4个内置个内置式的设备；可挂接标准的式的设备；可挂接标准的CO-ROM驱动器，插驱动器，插座及连线同座及连线同IDE接口，兼容接口
5、，兼容IDE接口。接口。v目前的计算机主要使用目前的计算机主要使用EIDE接口，主要有接口，主要有Ultar DMA 66、Ultar DMA 100、Ultar DMA 133。vULTRA DMA 接口：用于连接内置式接口：用于连接内置式EIDE接接口，数据传输率更高，采用总线控制方式且有口，数据传输率更高，采用总线控制方式且有专门的专门的DMA控制器，使控制器，使CPU不直接参与硬盘的不直接参与硬盘的读读/写，节约了宝贵的写，节约了宝贵的CPU资源。资源。v6、IEEE 1349 接口标准接口标准v特点：不是硬盘的专用接口，但可方便地连接特点：不是硬盘的专用接口，但可方便地连接包括硬盘在
6、内的包括硬盘在内的63个不同设备，并支持即插即个不同设备，并支持即插即用和热拔插；可提供用和热拔插；可提供100MB/S、400MB/S、1.2GB/S三挡高速数据传输率。三挡高速数据传输率。v目前目前IEEE 1349 接口标准的硬盘只有几款并且接口标准的硬盘只有几款并且均为外置式，但因为其先进性，必将取代均为外置式，但因为其先进性，必将取代IDE 和和SCSI接口而成为新一代的硬盘接口。接口而成为新一代的硬盘接口。v二、RAID（廉价磁盘阵列技术）（廉价磁盘阵列技术）vRAID包含多块硬盘，但在操作系统下作为一个独立的大型存包含多块硬盘，但在操作系统下作为一个独立的大型存储设备，储设备，R
7、AID技术分为几种不同的等级，分别提供不同的速技术分为几种不同的等级，分别提供不同的速度、安全性和性价比。度、安全性和性价比。vRAID提供良好的容错能力，在任何一块硬盘出问题的情况下提供良好的容错能力，在任何一块硬盘出问题的情况下都可继续工作而不受损坏硬盘的影响。都可继续工作而不受损坏硬盘的影响。vRAID技术分为几种不同的等级，有技术分为几种不同的等级，有RAID0、RAID1、RAID3、RAID5及其组合，其中及其组合，其中RAID0最为简单。最为简单。vRAID技术最初应用于服务器等高端市场，伴随技术的成熟和技术最初应用于服务器等高端市场，伴随技术的成熟和发展，逐步向低端市场靠拢，为
8、用户提供一种既可提升硬盘的发展，逐步向低端市场靠拢，为用户提供一种既可提升硬盘的速度，又可确保数据的安全性的良好解决方案。速度，又可确保数据的安全性的良好解决方案。vRAID1vRAID1又称为磁盘镜像，每一个磁盘都有一个对应的镜像盘，又称为磁盘镜像，每一个磁盘都有一个对应的镜像盘，数据写入时都会被复制到镜像盘中，亦可从镜像盘中直接读取数据写入时都会被复制到镜像盘中，亦可从镜像盘中直接读取数据。数据。vRAID1的最大特点是其技术重心放在如何能够在不影响性能的的最大特点是其技术重心放在如何能够在不影响性能的情况下最大限度地保证系统的可靠性和可修复性。情况下最大限度地保证系统的可靠性和可修复性。
9、v在在RAID1模式下，当一块或者一半的硬盘损坏时，系统也能继模式下，当一块或者一半的硬盘损坏时，系统也能继续工作。续工作。v把好盘中的数据复制到新盘中的操作叫同步镜像，同步镜像要把好盘中的数据复制到新盘中的操作叫同步镜像，同步镜像要花很长的时间，但外界对数据的访问不受影响，当然，复制数花很长的时间，但外界对数据的访问不受影响，当然，复制数据要占一部分带宽，因此系统性能可能会有所下降。据要占一部分带宽，因此系统性能可能会有所下降。v缺点：成本高，磁盘实际使用量是总量的一半。缺点：成本高，磁盘实际使用量是总量的一半。5-3、硬盘的一些常用术语v1、磁道、磁道 2、柱面、柱面 3、扇区、扇区v4、
10、簇、簇 5、物理扇区、物理扇区 6、逻辑扇区、逻辑扇区v7、编码方法：、编码方法：v（1）NRZ （2）NRZ1v（3）FM （4）MFMv（5）RLLv8、间隔因子间隔因子v9、磁头起停区、磁头起停区 10、缓存、缓存v5-4、硬盘的空间组织结构、硬盘的空间组织结构v每种操作系统都有自己的数据组织结构，下面以每种操作系统都有自己的数据组织结构，下面以DOS为例讨论为例讨论：v一、硬盘使用前的准备工作一、硬盘使用前的准备工作v1：低级格式化：将硬盘写上标准记录格式的磁道信低级格式化：将硬盘写上标准记录格式的磁道信息；息；v2：建立建立DOS分区及逻辑盘分区及逻辑盘通过低格和分区之后，通过低格和
11、分区之后，在硬盘的在硬盘的0面面0道道1扇区建立起硬盘的主引导记录扇区建立起硬盘的主引导记录MBR。v3：高级格式化高级格式化建立建立DOS引导记录引导记录DBR、文件分文件分配表配表FAT、根目录表。根目录表。5-4、硬盘的空间组织结构v二、硬盘的空间组织结构v包含在DOS分区中的逻辑盘总体结构为：主引导记录 保留区 1分区 2分区.DOS引导记录 FAT1 FAT2 根目录表 数据区v三、硬盘主引导记录的结构v Boot indv Hv 主引导代码 Sv 全0 CYLv 第一分区表 Sysindv 第二分区表 Hv 第三分区表 Sv 第四分区表 CYLv 55H Relsectv AAH#
12、Sect v四、四、DOS引导记录引导记录v又称为又称为BOOT区，作用是检查硬盘根目录下是区，作用是检查硬盘根目录下是否存在否存在DOS的两个隐含文件，若存在，读入内的两个隐含文件，若存在，读入内存，并将控制符转到系统文件。存，并将控制符转到系统文件。v五、根目录表五、根目录表v每个目录项占每个目录项占32字节，记录了在根目录下每一字节，记录了在根目录下每一个文件（或子目录）的文件名（或子目录名）、个文件（或子目录）的文件名（或子目录名）、属性、建立时间、建立日期、长度和首簇号等属性、建立时间、建立日期、长度和首簇号等内容。内容。v五、文件分配表五、文件分配表v紧跟在紧跟在BOOT区之后，从
13、逻辑区之后，从逻辑1扇区开始存放。扇区开始存放。v作用：为了有效地利用磁盘空间，作用：为了有效地利用磁盘空间，DOS分配给分配给每个文件的簇不一定是连续的，为了确保以后每个文件的簇不一定是连续的，为了确保以后存取时，能够搜索到每一个不连续的簇，将分存取时，能够搜索到每一个不连续的簇，将分配给一个文件的所有簇用一条簇号连接起来。配给一个文件的所有簇用一条簇号连接起来。5-5、硬盘的维护v一、预防性维护和保养一、预防性维护和保养v1、正确安装、正确安装v2、保证磁头在磁头起停区完成、保证磁头在磁头起停区完成v3、防静电防震动、防静电防震动v4、不受电源损坏不受电源损坏v5、注意环境的温度和清洁条件
14、、注意环境的温度和清洁条件v二、数据信息的备份二、数据信息的备份v三、硬盘的检查和测试三、硬盘的检查和测试v5-6、硬盘软故障的分析与排除、硬盘软故障的分析与排除v一、硬盘的启动流程（要求重点掌握）一、硬盘的启动流程（要求重点掌握）v微机上电微机上电产生产生power good 信号信号输出有效的输出有效的Reset信号信号CPU进入复位状态并强制从地址进入复位状态并强制从地址FFFF：0000处开始执行指处开始执行指令令系统进入系统进入ROM BIOS程序区程序区执行执行START 指令指令执执行硬件自测试程序，自检正常，调用行硬件自测试程序，自检正常，调用INT 19H执行自举程序，执行自
15、举程序，读读MBR至内存并检查是否有效，有效，控制转到至内存并检查是否有效，有效，控制转到MBR执行执行MBR，检查硬盘分区表，有效，读操作系统分区引导记录，检查硬盘分区表，有效，读操作系统分区引导记录DBR至内存，控制转到至内存，控制转到DBR执行执行DBR，读硬盘根目录表，读硬盘根目录表，检查第一、二目录项是否为操作系统的内核文件，是则控制权检查第一、二目录项是否为操作系统的内核文件，是则控制权转到该文件转到该文件执行操作系统的初始化程序执行操作系统的初始化程序检查并配置检查并配置CONFIG.SYS文件文件检查是否存在命令处理模块，存在，转检查是否存在命令处理模块，存在，转入内存执行入内
16、存执行检查并配置检查并配置AUTOEXEC.BAT。v二、故障信息的分析与故障排除二、故障信息的分析与故障排除v1、故障信息：、故障信息：vDRIVE NOT READYvINSERT BOOT DISKETTE IN A:vPRESS ANY KEY WHEN READYv此时用软盘启动转此时用软盘启动转C:盘时提示盘时提示:vINVALID DRIVE SPECIFICATIONv2、故障信息：vHDD Controller FailurevPress to Resumev3、故障信息：vInvalid partition tablev4、故障信息：vError loading operating systemv5、故障信息：vMissing operating systemv6、故障信息：vSector not foundvData error reading drive xv7、故障信息：v只出现一光标后死机：v8、故障信息：vNO ROM BASIC SYS HALTEDv9、故障信息：vBAD OR MISSING COMMAND INTERPRETER
