1.2硬盤的性能參數(shù) 1.容量
作為計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲器,容量是硬盤最主要的參數(shù)。
硬盤的容量以兆字節(jié)(MB)或千兆字節(jié)(GB)為單位,1GB=1024MB。硬盤廠商在標稱硬盤容量時通常取1G=1000 MB,因此在BIOS中或在格式化硬盤時看到的容量會比廠家的標稱值要小。
硬盤是個人計算機中存儲數(shù)據(jù)的重要部件,其容量就決定著個人計算機的數(shù)據(jù)存儲量大小的能力,這也就是用戶購買硬盤所首先要注意的參數(shù)之一。硬盤的容量是以MB(兆)和GB(千兆)為單位的,早期的硬盤容量低下,大多以MB(兆)為單位,1956年9月,IBM公司制造的世界上第一臺磁盤存儲系統(tǒng)只有區(qū)區(qū)的5MB,而現(xiàn)今硬盤技術飛速的發(fā)展數(shù)百千兆容量的硬盤也以進入到家庭用戶的手中。硬盤的容量有40GB、60GB、80GB、100GB、120GB、160GB、200GB、250GB、3000B、320GB、50OGB、64OGB、75OGB、1000GB、1. 5TB、2TB。硬盤技術還在繼續(xù)向前發(fā)展,更大容量的硬盤還將不斷推出。
其實,硬盤容量越大,單位字節(jié)的價格就越便宜。硬盤的容量指標還包括硬盤的單碟容量。單碟容量是指硬盤單片盤片的容量,單碟容量越大,單位成本越低,平均訪問時間也越短。
2.轉速
轉速(Rotational Speed或Spindle Speed)是指硬盤盤片每分鐘轉動的圈數(shù),單位為r/min。
現(xiàn)在主流的硬盤按接口分主要有IDE硬盤與Serial
ATA硬盤,轉速有4500轉、5400轉、7200轉和1萬轉,至于SCSI接口的硬盤及某些串口硬盤,一般都已達到了10000r/min以上。
3.平均訪問時間
平均訪問時間(Average Access Time)是指磁頭從起始位置到達目標磁道位置,并且從目標磁道上找到要讀寫的數(shù)據(jù)扇區(qū)所需的時間。平均訪問時間體現(xiàn)了硬盤的讀寫速度,它包括了硬盤的尋道時間和等待時間,即
平均訪問時間二平均尋道時間+平均等待時間
硬盤的平均尋道時間(Average Seek Time)是指硬盤的磁頭移動到盤面指定磁道所需的時間。這個時間越小越好,硬盤的平均尋道時間通常在12ms之間,而SCSI硬盤及串口硬盤則應小于或等于8ms。
硬盤的等待時間,又稱潛伏期(Latency),是指磁頭已處于要訪問的磁道,等待所要訪問的扇區(qū)旋轉至磁頭下方的時間。平均等待時間為盤片旋轉一周所需的時間的一半,一般應在4ms以下。
4.數(shù)據(jù)傳輸率
數(shù)據(jù)傳輸率( Data Transfer Rate)是指硬盤讀寫數(shù)據(jù)的速度,單位為兆字節(jié)每秒(MB/s),硬盤數(shù)據(jù)傳輸率又包括了內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率和外部數(shù)據(jù)傳輸率。
內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率(Internal Transfer Rate)也稱為持續(xù)傳輸率(SustainedTransfer Rate),它反映了硬盤緩沖區(qū)未用時的性能。內(nèi)部傳輸率主要依賴于硬盤的旋轉速度。
外部數(shù)據(jù)傳輸率(External Transfer Rate)也稱為突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率(BurstDataTransfer Rate)或接口傳輸率,它標稱的是系統(tǒng)總線與硬盤緩沖區(qū)之間的數(shù)據(jù)傳輸率,外部數(shù)據(jù)傳輸率與硬盤接口類型和硬盤緩存的大小有關。 Fast
ATA接口硬盤的最大外部傳輸率為16. 6MB/s,而U 1 tra
ATA接口的硬盤則達到33. 3MB/s或更高。
SerialATA接口的硬盤外部理論數(shù)據(jù)最大傳輸率可達150MB/s - 300MB/so硬盤受于機理的限制,內(nèi)部傳輸速度平均為60MB/s左右。
這些只是硬盤理論上最大的外部數(shù)據(jù)傳輸率,在實際的日常工作中是無法達到這個數(shù)值的。
5.緩存
與主板上的高速緩存(RAM Cache)一樣,硬盤緩存的目的是為了解決系統(tǒng)前后級讀寫速度不匹配的問題,以提高硬盤的讀寫速度。正常情況下,硬盤在接通電源之后,都要進行“初始化”(也可以稱為“自檢”)。這時,會發(fā)出一陣自檢聲音,這些聲音長短和規(guī)律視不同牌子硬盤而各不一樣,但同型號的正常硬盤的自檢聲是一樣的。這些自檢聲是由于硬盤內(nèi)部的磁頭尋道及歸位動作而發(fā)出的。那么為什么硬盤剛通電就需要執(zhí)行這么多動作呢?簡單地說,是硬盤在讀取的記錄在盤片中的初始化參數(shù)。
硬盤的基本參數(shù)包括品牌、型號、容量、柱面數(shù)、磁頭數(shù)、每磁道扇區(qū)數(shù)、系列號、緩存大小、轉速、S. M. A.R.T值等。其中,一部分參數(shù)就寫在硬盤的標簽上,有些則要通過軟件才能測出來。但是,這些參數(shù)僅僅是初始化參數(shù)的一小部分,盤片中記錄的初始化參數(shù)有數(shù)十甚至數(shù)百個。硬盤的CPU在通電后自動尋找BIOS中的啟動程序,然后根據(jù)啟動程序的要求,依次在盤片中指定的位置讀取相應的參數(shù)。如果某一項重要參數(shù)找不到或出錯,啟動程序無法完成啟動過程,硬盤就進入保護模式。在保護模式下,用戶可能看不到硬盤的型號與容量等參數(shù),或者無法進入任何讀寫操作。近來有些系列的硬盤就是由于這個原因而出現(xiàn)類似的通病,例如,F(xiàn)ujitsu MPG系列自檢聲正常卻不認盤,MAXTOR美鉆系列認不出正確型號及自檢后停轉,WD BB EB系列能正常認盤卻拒絕讀寫操作等。
不同品牌、不同型號的硬盤有不同的初始化參數(shù)集,以較常見的Fujitsu硬盤為例,簡要地講解其中一部分參數(shù),以便使讀者理解內(nèi)部初始化參數(shù)的原理。
通過專用的程序控制硬盤的CPU,根據(jù)BIOS程序的需要,依次讀出初始化參數(shù)集,按模塊分別存放為69個不同的文件,文件名也與BIOS程序中調(diào)用到的參數(shù)名稱一致。其中部分參數(shù)模塊的簡要說明如下。
①DM:硬盤內(nèi)部的基本管理程序;
②-PL:永久缺陷表;
③-TS:缺陷磁道表;
④-HS:實際物理磁頭數(shù)及排列順序;
⑤-SM:最高級加密狀態(tài)及密碼;
⑥-SU:用戶級加密狀態(tài)及密碼;
⑦ CI:硬件信息,包括所用的CPU型號、BIOS版本、磁頭種類、磁盤碟片種類等;
⑧-FI:生產(chǎn)廠家信息;
⑨-WE:寫錯誤記錄表;
⑩-RE:讀錯誤記錄表;
11-SI:容量設定,指定允許用戶使用的最大容量(MAX LBA),轉換為外部邏輯磁頭數(shù)(一般為16)和邏輯每磁道扇區(qū)數(shù)(一般為63)。
ZP區(qū)域分配信息,將每面盤片劃分為15個區(qū)域,根據(jù)各個區(qū)域上分配的不同的扇區(qū)數(shù)量,從而計算出最大的物理容量。這些參數(shù)一般存放在普通用戶訪問不到的位置,有些是在物理0磁道之前,可以認為是在負磁道的位置??赡苊總€參數(shù)占用一個模塊,也可能幾個參數(shù)占用同一模塊。模塊大小不一樣,有些模塊只有一個字節(jié),有些則達到64 KB。這些參數(shù)并不是連續(xù)存放的,而是各有各的固定位置。
讀出內(nèi)部初始化參數(shù)表后,就可以分析出每個模塊是否處于正常狀態(tài)。當然,也可以修正這些參數(shù),重新寫回盤片中指定的位置。這樣,就可以把一些由于參數(shù)錯亂而無法正常使用的硬盤“修復”回正常狀態(tài)。
如果讀者有興趣進一步研究,不妨將硬盤電路板上的ROM芯片取下,用寫碼機讀出其中的BIOS程序,可以在程序段中找到以上所列出的參數(shù)名稱。