'電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介'

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本篇介紹機械硬盤的基礎知識

1.概述

硬盤主要分為機械硬盤(HDD)、固態硬盤(SSD)和混合硬盤(SSHD)三種。其中,個人電腦中常用的為機械硬盤和固態硬盤。

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1.概述

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電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤和固態硬盤

本篇主要介紹機械硬盤。

結構

機械硬盤即傳統普通硬盤,它主要由盤片、磁頭、盤片轉軸、控制電機、磁頭控制器等部件組成。

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機械硬盤的結構

工作原理

從工作原理上來講,機械硬盤是用磁性來記錄數據的,我們都知道磁鐵有N北極和S南極,那麼也就可以用這個磁性來表示0和1。

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工作原理

從工作原理上來講,機械硬盤是用磁性來記錄數據的,我們都知道磁鐵有N北極和S南極,那麼也就可以用這個磁性來表示0和1。

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而機械硬盤的磁盤上分佈有大量的磁性顆粒。

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硬盤主要分為機械硬盤(HDD)、固態硬盤(SSD)和混合硬盤(SSHD)三種。其中,個人電腦中常用的為機械硬盤和固態硬盤。

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從工作原理上來講,機械硬盤是用磁性來記錄數據的,我們都知道磁鐵有N北極和S南極,那麼也就可以用這個磁性來表示0和1。

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而機械硬盤的磁盤上分佈有大量的磁性顆粒。

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機械硬盤的磁頭是一塊電磁鐵。

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工作原理

從工作原理上來講,機械硬盤是用磁性來記錄數據的,我們都知道磁鐵有N北極和S南極,那麼也就可以用這個磁性來表示0和1。

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而機械硬盤的磁盤上分佈有大量的磁性顆粒。

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機械硬盤的磁頭是一塊電磁鐵。

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電腦會根據數據生成的0和1來控制電磁鐵通電,從而改變磁塊的磁性,這樣就起到了記錄數據的作用。

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1.概述

硬盤主要分為機械硬盤(HDD)、固態硬盤(SSD)和混合硬盤(SSHD)三種。其中,個人電腦中常用的為機械硬盤和固態硬盤。

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工作原理

從工作原理上來講,機械硬盤是用磁性來記錄數據的,我們都知道磁鐵有N北極和S南極,那麼也就可以用這個磁性來表示0和1。

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而機械硬盤的磁盤上分佈有大量的磁性顆粒。

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電腦會根據數據生成的0和1來控制電磁鐵通電,從而改變磁塊的磁性,這樣就起到了記錄數據的作用。

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讀取數據時,讀取磁頭再根據磁性的不同就可以還原出大量的0和1這樣的2進制代碼,這些代碼經電腦轉化,就成了我們能看得懂的文件了。

垂直式和疊瓦式

在2004年以前,機械硬盤大都採用上圖所示水平式記錄技術,一個盤片上放不下太多的磁性顆粒,自然也就記錄不了太多的數據。

但後來人們研發出來垂直式(PMR)記錄技術的,這樣就可以在盤片中放下更多的磁性顆粒,硬盤的容量也變得更大了。

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硬盤主要分為機械硬盤(HDD)、固態硬盤(SSD)和混合硬盤(SSHD)三種。其中,個人電腦中常用的為機械硬盤和固態硬盤。

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工作原理

從工作原理上來講,機械硬盤是用磁性來記錄數據的,我們都知道磁鐵有N北極和S南極,那麼也就可以用這個磁性來表示0和1。

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讀取數據時,讀取磁頭再根據磁性的不同就可以還原出大量的0和1這樣的2進制代碼,這些代碼經電腦轉化,就成了我們能看得懂的文件了。

垂直式和疊瓦式

在2004年以前,機械硬盤大都採用上圖所示水平式記錄技術,一個盤片上放不下太多的磁性顆粒,自然也就記錄不了太多的數據。

但後來人們研發出來垂直式(PMR)記錄技術的,這樣就可以在盤片中放下更多的磁性顆粒,硬盤的容量也變得更大了。

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垂直式記錄技術

再後來,一些硬盤廠商為了進一步提升機械硬盤的容量,節省成本,研發出疊瓦式(SMR)排列技術。就是把每個磁快像瓦片一樣重疊排列在一起,這樣就可以更進一步地提升磁性顆粒的密度,增大機械硬盤的容量。

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1.概述

硬盤主要分為機械硬盤(HDD)、固態硬盤(SSD)和混合硬盤(SSHD)三種。其中,個人電腦中常用的為機械硬盤和固態硬盤。

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本篇主要介紹機械硬盤。

結構

機械硬盤即傳統普通硬盤,它主要由盤片、磁頭、盤片轉軸、控制電機、磁頭控制器等部件組成。

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工作原理

從工作原理上來講,機械硬盤是用磁性來記錄數據的,我們都知道磁鐵有N北極和S南極,那麼也就可以用這個磁性來表示0和1。

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而機械硬盤的磁盤上分佈有大量的磁性顆粒。

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電腦會根據數據生成的0和1來控制電磁鐵通電,從而改變磁塊的磁性,這樣就起到了記錄數據的作用。

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垂直式和疊瓦式

在2004年以前,機械硬盤大都採用上圖所示水平式記錄技術,一個盤片上放不下太多的磁性顆粒,自然也就記錄不了太多的數據。

但後來人們研發出來垂直式(PMR)記錄技術的,這樣就可以在盤片中放下更多的磁性顆粒,硬盤的容量也變得更大了。

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垂直式記錄技術

再後來,一些硬盤廠商為了進一步提升機械硬盤的容量,節省成本,研發出疊瓦式(SMR)排列技術。就是把每個磁快像瓦片一樣重疊排列在一起,這樣就可以更進一步地提升磁性顆粒的密度,增大機械硬盤的容量。

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疊瓦式排列技術

疊瓦式排列技術看上去很好,但新技術也會帶來新的問題。由於機械硬盤的寫入磁頭比較大,所以磁頭在改變磁塊磁性的時候,會牽連到後面的磁塊。

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1.概述

硬盤主要分為機械硬盤(HDD)、固態硬盤(SSD)和混合硬盤(SSHD)三種。其中,個人電腦中常用的為機械硬盤和固態硬盤。

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結構

機械硬盤即傳統普通硬盤,它主要由盤片、磁頭、盤片轉軸、控制電機、磁頭控制器等部件組成。

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工作原理

從工作原理上來講,機械硬盤是用磁性來記錄數據的,我們都知道磁鐵有N北極和S南極,那麼也就可以用這個磁性來表示0和1。

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而機械硬盤的磁盤上分佈有大量的磁性顆粒。

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電腦會根據數據生成的0和1來控制電磁鐵通電,從而改變磁塊的磁性,這樣就起到了記錄數據的作用。

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垂直式和疊瓦式

在2004年以前,機械硬盤大都採用上圖所示水平式記錄技術,一個盤片上放不下太多的磁性顆粒,自然也就記錄不了太多的數據。

但後來人們研發出來垂直式(PMR)記錄技術的,這樣就可以在盤片中放下更多的磁性顆粒,硬盤的容量也變得更大了。

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垂直式記錄技術

再後來,一些硬盤廠商為了進一步提升機械硬盤的容量,節省成本,研發出疊瓦式(SMR)排列技術。就是把每個磁快像瓦片一樣重疊排列在一起,這樣就可以更進一步地提升磁性顆粒的密度,增大機械硬盤的容量。

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疊瓦式排列技術

疊瓦式排列技術看上去很好,但新技術也會帶來新的問題。由於機械硬盤的寫入磁頭比較大,所以磁頭在改變磁塊磁性的時候,會牽連到後面的磁塊。

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在這種情況下,如果我們要修改中間某一個磁塊的磁性,採用垂直式技術的硬盤可以直接更改,但是採用疊瓦式技術的硬盤由於其磁性顆粒更密集,磁頭一次會修改兩個磁塊。

因此,採用疊瓦式技術的硬盤只能把後面的數據全都複製一份到緩存裡,然後對這個磁塊進行修改,之後再把緩存裡的數據一個一個寫上來,如此一來修改文件的效率就大打折扣了。所以疊瓦式機械硬盤不適合進行頻繁的數據修改,它不適合做電腦的系統盤,也不適合裝軟件和遊戲,只適合作為數據倉庫使用。

2.主要參數

雖然固態硬盤替代機械硬盤的趨勢看似已成定局。但近年來,隨著存儲需求增大,又有人打起了機械硬盤的主意。畢竟和固態硬盤相比,機械硬盤存在著價格、容量和使用壽命上的優勢。

如果我們要為電腦選擇一款機械硬盤,值得關注的參數有以下幾個。

容量

硬盤容量的單位為兆字節(MB)或千兆字節(GB),目前的主流硬盤容量為1TB~2TB。影響硬盤容量的因素有單碟容量和碟片數量。

  • 單碟容量:單碟容量越大,硬盤的傳輸速率將獲得很大程度提高。採用容量更大盤片的硬盤,在軟件測試上的平均持續傳輸速率會獲得超過25%的性能提升。
  • 碟片數量:機械硬盤有雙片和單片之分,單片速度快,雙片速度慢,因此碟片數量越少機械硬盤的速度越快(相同容量情況下)。
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1.概述

硬盤主要分為機械硬盤(HDD)、固態硬盤(SSD)和混合硬盤(SSHD)三種。其中,個人電腦中常用的為機械硬盤和固態硬盤。

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本篇主要介紹機械硬盤。

結構

機械硬盤即傳統普通硬盤,它主要由盤片、磁頭、盤片轉軸、控制電機、磁頭控制器等部件組成。

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機械硬盤的結構

工作原理

從工作原理上來講,機械硬盤是用磁性來記錄數據的,我們都知道磁鐵有N北極和S南極,那麼也就可以用這個磁性來表示0和1。

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而機械硬盤的磁盤上分佈有大量的磁性顆粒。

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機械硬盤的磁頭是一塊電磁鐵。

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電腦會根據數據生成的0和1來控制電磁鐵通電,從而改變磁塊的磁性,這樣就起到了記錄數據的作用。

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讀取數據時,讀取磁頭再根據磁性的不同就可以還原出大量的0和1這樣的2進制代碼,這些代碼經電腦轉化,就成了我們能看得懂的文件了。

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在2004年以前,機械硬盤大都採用上圖所示水平式記錄技術,一個盤片上放不下太多的磁性顆粒,自然也就記錄不了太多的數據。

但後來人們研發出來垂直式(PMR)記錄技術的,這樣就可以在盤片中放下更多的磁性顆粒,硬盤的容量也變得更大了。

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垂直式記錄技術

再後來,一些硬盤廠商為了進一步提升機械硬盤的容量,節省成本,研發出疊瓦式(SMR)排列技術。就是把每個磁快像瓦片一樣重疊排列在一起,這樣就可以更進一步地提升磁性顆粒的密度,增大機械硬盤的容量。

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疊瓦式排列技術

疊瓦式排列技術看上去很好,但新技術也會帶來新的問題。由於機械硬盤的寫入磁頭比較大,所以磁頭在改變磁塊磁性的時候,會牽連到後面的磁塊。

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在這種情況下,如果我們要修改中間某一個磁塊的磁性,採用垂直式技術的硬盤可以直接更改,但是採用疊瓦式技術的硬盤由於其磁性顆粒更密集,磁頭一次會修改兩個磁塊。

因此,採用疊瓦式技術的硬盤只能把後面的數據全都複製一份到緩存裡,然後對這個磁塊進行修改,之後再把緩存裡的數據一個一個寫上來,如此一來修改文件的效率就大打折扣了。所以疊瓦式機械硬盤不適合進行頻繁的數據修改,它不適合做電腦的系統盤,也不適合裝軟件和遊戲,只適合作為數據倉庫使用。

2.主要參數

雖然固態硬盤替代機械硬盤的趨勢看似已成定局。但近年來,隨著存儲需求增大,又有人打起了機械硬盤的主意。畢竟和固態硬盤相比,機械硬盤存在著價格、容量和使用壽命上的優勢。

如果我們要為電腦選擇一款機械硬盤,值得關注的參數有以下幾個。

容量

硬盤容量的單位為兆字節(MB)或千兆字節(GB),目前的主流硬盤容量為1TB~2TB。影響硬盤容量的因素有單碟容量和碟片數量。

  • 單碟容量:單碟容量越大,硬盤的傳輸速率將獲得很大程度提高。採用容量更大盤片的硬盤,在軟件測試上的平均持續傳輸速率會獲得超過25%的性能提升。
  • 碟片數量:機械硬盤有雙片和單片之分,單片速度快,雙片速度慢,因此碟片數量越少機械硬盤的速度越快(相同容量情況下)。
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在使用電腦時許多人發現,電腦中顯示的硬盤容量往往比硬盤標籤上容量標註值要小,這是因為不同的單位轉換關係造成的。我們知道,在電腦中1GB=1024MB,但硬盤廠商通常是按照1GB=1000MB進行換算的。 

轉速

轉速(Rotationl Speed),是硬盤內電機主軸的旋轉速度,也就是硬盤盤片在一分鐘內所能完成的最大轉數。轉速的快慢是標示硬盤檔次的重要參數之一,它是決定硬盤內部傳輸率的關鍵因素之一,在很大程度上直接影響到硬盤的速度。

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1.概述

硬盤主要分為機械硬盤(HDD)、固態硬盤(SSD)和混合硬盤(SSHD)三種。其中,個人電腦中常用的為機械硬盤和固態硬盤。

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機械硬盤和固態硬盤

本篇主要介紹機械硬盤。

結構

機械硬盤即傳統普通硬盤,它主要由盤片、磁頭、盤片轉軸、控制電機、磁頭控制器等部件組成。

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機械硬盤的結構

工作原理

從工作原理上來講,機械硬盤是用磁性來記錄數據的,我們都知道磁鐵有N北極和S南極,那麼也就可以用這個磁性來表示0和1。

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而機械硬盤的磁盤上分佈有大量的磁性顆粒。

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機械硬盤的磁頭是一塊電磁鐵。

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電腦會根據數據生成的0和1來控制電磁鐵通電,從而改變磁塊的磁性,這樣就起到了記錄數據的作用。

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讀取數據時,讀取磁頭再根據磁性的不同就可以還原出大量的0和1這樣的2進制代碼,這些代碼經電腦轉化,就成了我們能看得懂的文件了。

垂直式和疊瓦式

在2004年以前,機械硬盤大都採用上圖所示水平式記錄技術,一個盤片上放不下太多的磁性顆粒,自然也就記錄不了太多的數據。

但後來人們研發出來垂直式(PMR)記錄技術的,這樣就可以在盤片中放下更多的磁性顆粒,硬盤的容量也變得更大了。

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垂直式記錄技術

再後來,一些硬盤廠商為了進一步提升機械硬盤的容量,節省成本,研發出疊瓦式(SMR)排列技術。就是把每個磁快像瓦片一樣重疊排列在一起,這樣就可以更進一步地提升磁性顆粒的密度,增大機械硬盤的容量。

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疊瓦式排列技術

疊瓦式排列技術看上去很好,但新技術也會帶來新的問題。由於機械硬盤的寫入磁頭比較大,所以磁頭在改變磁塊磁性的時候,會牽連到後面的磁塊。

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在這種情況下,如果我們要修改中間某一個磁塊的磁性,採用垂直式技術的硬盤可以直接更改,但是採用疊瓦式技術的硬盤由於其磁性顆粒更密集,磁頭一次會修改兩個磁塊。

因此,採用疊瓦式技術的硬盤只能把後面的數據全都複製一份到緩存裡,然後對這個磁塊進行修改,之後再把緩存裡的數據一個一個寫上來,如此一來修改文件的效率就大打折扣了。所以疊瓦式機械硬盤不適合進行頻繁的數據修改,它不適合做電腦的系統盤,也不適合裝軟件和遊戲,只適合作為數據倉庫使用。

2.主要參數

雖然固態硬盤替代機械硬盤的趨勢看似已成定局。但近年來,隨著存儲需求增大,又有人打起了機械硬盤的主意。畢竟和固態硬盤相比,機械硬盤存在著價格、容量和使用壽命上的優勢。

如果我們要為電腦選擇一款機械硬盤,值得關注的參數有以下幾個。

容量

硬盤容量的單位為兆字節(MB)或千兆字節(GB),目前的主流硬盤容量為1TB~2TB。影響硬盤容量的因素有單碟容量和碟片數量。

  • 單碟容量:單碟容量越大,硬盤的傳輸速率將獲得很大程度提高。採用容量更大盤片的硬盤,在軟件測試上的平均持續傳輸速率會獲得超過25%的性能提升。
  • 碟片數量:機械硬盤有雙片和單片之分,單片速度快,雙片速度慢,因此碟片數量越少機械硬盤的速度越快(相同容量情況下)。
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在使用電腦時許多人發現,電腦中顯示的硬盤容量往往比硬盤標籤上容量標註值要小,這是因為不同的單位轉換關係造成的。我們知道,在電腦中1GB=1024MB,但硬盤廠商通常是按照1GB=1000MB進行換算的。 

轉速

轉速(Rotationl Speed),是硬盤內電機主軸的旋轉速度,也就是硬盤盤片在一分鐘內所能完成的最大轉數。轉速的快慢是標示硬盤檔次的重要參數之一,它是決定硬盤內部傳輸率的關鍵因素之一,在很大程度上直接影響到硬盤的速度。

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硬盤廠商在商品頁面上標註的轉速

硬盤的轉速越快,硬盤尋找文件的速度也就越快,相對的硬盤的傳輸速度也就得到了提高。硬盤轉速以每分鐘多少轉來表示,單位表示為RPM,RPM是Revolutions Perminute的縮寫,是轉/每分鐘。RPM值越大,內部傳輸率就越快,訪問時間就越短,硬盤的整體性能也就越好。

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1.概述

硬盤主要分為機械硬盤(HDD)、固態硬盤(SSD)和混合硬盤(SSHD)三種。其中,個人電腦中常用的為機械硬盤和固態硬盤。

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結構

機械硬盤即傳統普通硬盤,它主要由盤片、磁頭、盤片轉軸、控制電機、磁頭控制器等部件組成。

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工作原理

從工作原理上來講,機械硬盤是用磁性來記錄數據的,我們都知道磁鐵有N北極和S南極,那麼也就可以用這個磁性來表示0和1。

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機械硬盤的磁頭是一塊電磁鐵。

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電腦會根據數據生成的0和1來控制電磁鐵通電,從而改變磁塊的磁性,這樣就起到了記錄數據的作用。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

讀取數據時,讀取磁頭再根據磁性的不同就可以還原出大量的0和1這樣的2進制代碼,這些代碼經電腦轉化,就成了我們能看得懂的文件了。

垂直式和疊瓦式

在2004年以前,機械硬盤大都採用上圖所示水平式記錄技術,一個盤片上放不下太多的磁性顆粒,自然也就記錄不了太多的數據。

但後來人們研發出來垂直式(PMR)記錄技術的,這樣就可以在盤片中放下更多的磁性顆粒,硬盤的容量也變得更大了。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

垂直式記錄技術

再後來,一些硬盤廠商為了進一步提升機械硬盤的容量,節省成本,研發出疊瓦式(SMR)排列技術。就是把每個磁快像瓦片一樣重疊排列在一起,這樣就可以更進一步地提升磁性顆粒的密度,增大機械硬盤的容量。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

疊瓦式排列技術

疊瓦式排列技術看上去很好,但新技術也會帶來新的問題。由於機械硬盤的寫入磁頭比較大,所以磁頭在改變磁塊磁性的時候,會牽連到後面的磁塊。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

在這種情況下,如果我們要修改中間某一個磁塊的磁性,採用垂直式技術的硬盤可以直接更改,但是採用疊瓦式技術的硬盤由於其磁性顆粒更密集,磁頭一次會修改兩個磁塊。

因此,採用疊瓦式技術的硬盤只能把後面的數據全都複製一份到緩存裡,然後對這個磁塊進行修改,之後再把緩存裡的數據一個一個寫上來,如此一來修改文件的效率就大打折扣了。所以疊瓦式機械硬盤不適合進行頻繁的數據修改,它不適合做電腦的系統盤,也不適合裝軟件和遊戲,只適合作為數據倉庫使用。

2.主要參數

雖然固態硬盤替代機械硬盤的趨勢看似已成定局。但近年來,隨著存儲需求增大,又有人打起了機械硬盤的主意。畢竟和固態硬盤相比,機械硬盤存在著價格、容量和使用壽命上的優勢。

如果我們要為電腦選擇一款機械硬盤,值得關注的參數有以下幾個。

容量

硬盤容量的單位為兆字節(MB)或千兆字節(GB),目前的主流硬盤容量為1TB~2TB。影響硬盤容量的因素有單碟容量和碟片數量。

  • 單碟容量:單碟容量越大,硬盤的傳輸速率將獲得很大程度提高。採用容量更大盤片的硬盤,在軟件測試上的平均持續傳輸速率會獲得超過25%的性能提升。
  • 碟片數量:機械硬盤有雙片和單片之分,單片速度快,雙片速度慢,因此碟片數量越少機械硬盤的速度越快(相同容量情況下)。
電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

在使用電腦時許多人發現,電腦中顯示的硬盤容量往往比硬盤標籤上容量標註值要小,這是因為不同的單位轉換關係造成的。我們知道,在電腦中1GB=1024MB,但硬盤廠商通常是按照1GB=1000MB進行換算的。 

轉速

轉速(Rotationl Speed),是硬盤內電機主軸的旋轉速度,也就是硬盤盤片在一分鐘內所能完成的最大轉數。轉速的快慢是標示硬盤檔次的重要參數之一,它是決定硬盤內部傳輸率的關鍵因素之一,在很大程度上直接影響到硬盤的速度。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤廠商在商品頁面上標註的轉速

硬盤的轉速越快,硬盤尋找文件的速度也就越快,相對的硬盤的傳輸速度也就得到了提高。硬盤轉速以每分鐘多少轉來表示,單位表示為RPM,RPM是Revolutions Perminute的縮寫,是轉/每分鐘。RPM值越大,內部傳輸率就越快,訪問時間就越短,硬盤的整體性能也就越好。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤盤片在工作時高速旋轉

硬盤的主軸馬達(盤片轉軸)帶動盤片高速旋轉,產生浮力使磁頭飄浮在盤片上方。要將所要存取資料的扇區帶到磁頭下方,轉速越快,則等待時間也就越短。因此轉速在很大程度上決定了硬盤的速度。

緩存

一般硬盤的平均訪問時間為十幾毫秒,但RAM(內存)的速度要比硬盤快幾百倍。所以RAM通常會花大量的時間去等待硬盤讀出數據,從而也使CPU效率下降。於是,人們採用了緩存技術來解決這個矛盾。

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擴展閱讀:

主板簡介

學會鑑別主板

內存簡介

顯卡簡介

CPU簡介

CPU緩存的功能

小白學會自己動手組裝電腦


本篇內容結構如下:

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

本篇介紹機械硬盤的基礎知識

1.概述

硬盤主要分為機械硬盤(HDD)、固態硬盤(SSD)和混合硬盤(SSHD)三種。其中,個人電腦中常用的為機械硬盤和固態硬盤。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤和固態硬盤

本篇主要介紹機械硬盤。

結構

機械硬盤即傳統普通硬盤,它主要由盤片、磁頭、盤片轉軸、控制電機、磁頭控制器等部件組成。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤的結構

工作原理

從工作原理上來講,機械硬盤是用磁性來記錄數據的,我們都知道磁鐵有N北極和S南極,那麼也就可以用這個磁性來表示0和1。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

而機械硬盤的磁盤上分佈有大量的磁性顆粒。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤的磁頭是一塊電磁鐵。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

電腦會根據數據生成的0和1來控制電磁鐵通電,從而改變磁塊的磁性,這樣就起到了記錄數據的作用。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

讀取數據時,讀取磁頭再根據磁性的不同就可以還原出大量的0和1這樣的2進制代碼,這些代碼經電腦轉化,就成了我們能看得懂的文件了。

垂直式和疊瓦式

在2004年以前,機械硬盤大都採用上圖所示水平式記錄技術,一個盤片上放不下太多的磁性顆粒,自然也就記錄不了太多的數據。

但後來人們研發出來垂直式(PMR)記錄技術的,這樣就可以在盤片中放下更多的磁性顆粒,硬盤的容量也變得更大了。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

垂直式記錄技術

再後來,一些硬盤廠商為了進一步提升機械硬盤的容量,節省成本,研發出疊瓦式(SMR)排列技術。就是把每個磁快像瓦片一樣重疊排列在一起,這樣就可以更進一步地提升磁性顆粒的密度,增大機械硬盤的容量。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

疊瓦式排列技術

疊瓦式排列技術看上去很好,但新技術也會帶來新的問題。由於機械硬盤的寫入磁頭比較大,所以磁頭在改變磁塊磁性的時候,會牽連到後面的磁塊。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

在這種情況下,如果我們要修改中間某一個磁塊的磁性,採用垂直式技術的硬盤可以直接更改,但是採用疊瓦式技術的硬盤由於其磁性顆粒更密集,磁頭一次會修改兩個磁塊。

因此,採用疊瓦式技術的硬盤只能把後面的數據全都複製一份到緩存裡,然後對這個磁塊進行修改,之後再把緩存裡的數據一個一個寫上來,如此一來修改文件的效率就大打折扣了。所以疊瓦式機械硬盤不適合進行頻繁的數據修改,它不適合做電腦的系統盤,也不適合裝軟件和遊戲,只適合作為數據倉庫使用。

2.主要參數

雖然固態硬盤替代機械硬盤的趨勢看似已成定局。但近年來,隨著存儲需求增大,又有人打起了機械硬盤的主意。畢竟和固態硬盤相比,機械硬盤存在著價格、容量和使用壽命上的優勢。

如果我們要為電腦選擇一款機械硬盤,值得關注的參數有以下幾個。

容量

硬盤容量的單位為兆字節(MB)或千兆字節(GB),目前的主流硬盤容量為1TB~2TB。影響硬盤容量的因素有單碟容量和碟片數量。

  • 單碟容量:單碟容量越大,硬盤的傳輸速率將獲得很大程度提高。採用容量更大盤片的硬盤,在軟件測試上的平均持續傳輸速率會獲得超過25%的性能提升。
  • 碟片數量:機械硬盤有雙片和單片之分,單片速度快,雙片速度慢,因此碟片數量越少機械硬盤的速度越快(相同容量情況下)。
電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

在使用電腦時許多人發現,電腦中顯示的硬盤容量往往比硬盤標籤上容量標註值要小,這是因為不同的單位轉換關係造成的。我們知道,在電腦中1GB=1024MB,但硬盤廠商通常是按照1GB=1000MB進行換算的。 

轉速

轉速(Rotationl Speed),是硬盤內電機主軸的旋轉速度,也就是硬盤盤片在一分鐘內所能完成的最大轉數。轉速的快慢是標示硬盤檔次的重要參數之一,它是決定硬盤內部傳輸率的關鍵因素之一,在很大程度上直接影響到硬盤的速度。

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硬盤廠商在商品頁面上標註的轉速

硬盤的轉速越快,硬盤尋找文件的速度也就越快,相對的硬盤的傳輸速度也就得到了提高。硬盤轉速以每分鐘多少轉來表示,單位表示為RPM,RPM是Revolutions Perminute的縮寫,是轉/每分鐘。RPM值越大,內部傳輸率就越快,訪問時間就越短,硬盤的整體性能也就越好。

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硬盤盤片在工作時高速旋轉

硬盤的主軸馬達(盤片轉軸)帶動盤片高速旋轉,產生浮力使磁頭飄浮在盤片上方。要將所要存取資料的扇區帶到磁頭下方,轉速越快,則等待時間也就越短。因此轉速在很大程度上決定了硬盤的速度。

緩存

一般硬盤的平均訪問時間為十幾毫秒,但RAM(內存)的速度要比硬盤快幾百倍。所以RAM通常會花大量的時間去等待硬盤讀出數據,從而也使CPU效率下降。於是,人們採用了緩存技術來解決這個矛盾。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤緩存

“緩存”是為了平衡高速設備和低速設備之間的速度差異而存在的。舉個最簡單的例子,內存中的數據要寫入機械硬盤保存,由於機械硬盤相比內存要緩慢許多,理論上就需要很長的時間才能完成任務,體現出來的結果就是寫入超級慢。要解決這種速度上的差異(內存速度與硬盤速度的差異),就需要在硬盤和內存之間做一個“緩衝區”來暫存數據,這就是硬盤緩存的作用。

如果簡單地根據硬盤緩存的容量來判斷硬盤的性能,硬盤上的緩存容量越大當然越好(同容量下),大容量的緩存對提高硬盤速度很有好處。不過,由於目前機械硬盤還分為垂直式和疊瓦式(前面介紹過),其中採用疊瓦式技術的硬盤在修改文件的時候需要把一部分數據內容複製到緩存裡。所以此類硬盤緩存容量一般會比較大,一般都是256MB緩存。因此,大容量緩存並不一定意味著硬盤的速度更快。

接口

從整體的角度上,硬盤接口分為IDE、SATA、SCSI、光纖通道和SAS五種。

目前,筆記本型電腦和臺式電腦都採用SATA接口,SATA接口的硬盤相對於老式的IDE接口,數據傳輸更快。

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主板簡介

學會鑑別主板

內存簡介

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CPU簡介

CPU緩存的功能

小白學會自己動手組裝電腦


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本篇介紹機械硬盤的基礎知識

1.概述

硬盤主要分為機械硬盤(HDD)、固態硬盤(SSD)和混合硬盤(SSHD)三種。其中,個人電腦中常用的為機械硬盤和固態硬盤。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤和固態硬盤

本篇主要介紹機械硬盤。

結構

機械硬盤即傳統普通硬盤,它主要由盤片、磁頭、盤片轉軸、控制電機、磁頭控制器等部件組成。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤的結構

工作原理

從工作原理上來講,機械硬盤是用磁性來記錄數據的,我們都知道磁鐵有N北極和S南極,那麼也就可以用這個磁性來表示0和1。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

而機械硬盤的磁盤上分佈有大量的磁性顆粒。

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機械硬盤的磁頭是一塊電磁鐵。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

電腦會根據數據生成的0和1來控制電磁鐵通電,從而改變磁塊的磁性,這樣就起到了記錄數據的作用。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

讀取數據時,讀取磁頭再根據磁性的不同就可以還原出大量的0和1這樣的2進制代碼,這些代碼經電腦轉化,就成了我們能看得懂的文件了。

垂直式和疊瓦式

在2004年以前,機械硬盤大都採用上圖所示水平式記錄技術,一個盤片上放不下太多的磁性顆粒,自然也就記錄不了太多的數據。

但後來人們研發出來垂直式(PMR)記錄技術的,這樣就可以在盤片中放下更多的磁性顆粒,硬盤的容量也變得更大了。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

垂直式記錄技術

再後來,一些硬盤廠商為了進一步提升機械硬盤的容量,節省成本,研發出疊瓦式(SMR)排列技術。就是把每個磁快像瓦片一樣重疊排列在一起,這樣就可以更進一步地提升磁性顆粒的密度,增大機械硬盤的容量。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

疊瓦式排列技術

疊瓦式排列技術看上去很好,但新技術也會帶來新的問題。由於機械硬盤的寫入磁頭比較大,所以磁頭在改變磁塊磁性的時候,會牽連到後面的磁塊。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

在這種情況下,如果我們要修改中間某一個磁塊的磁性,採用垂直式技術的硬盤可以直接更改,但是採用疊瓦式技術的硬盤由於其磁性顆粒更密集,磁頭一次會修改兩個磁塊。

因此,採用疊瓦式技術的硬盤只能把後面的數據全都複製一份到緩存裡,然後對這個磁塊進行修改,之後再把緩存裡的數據一個一個寫上來,如此一來修改文件的效率就大打折扣了。所以疊瓦式機械硬盤不適合進行頻繁的數據修改,它不適合做電腦的系統盤,也不適合裝軟件和遊戲,只適合作為數據倉庫使用。

2.主要參數

雖然固態硬盤替代機械硬盤的趨勢看似已成定局。但近年來,隨著存儲需求增大,又有人打起了機械硬盤的主意。畢竟和固態硬盤相比,機械硬盤存在著價格、容量和使用壽命上的優勢。

如果我們要為電腦選擇一款機械硬盤,值得關注的參數有以下幾個。

容量

硬盤容量的單位為兆字節(MB)或千兆字節(GB),目前的主流硬盤容量為1TB~2TB。影響硬盤容量的因素有單碟容量和碟片數量。

  • 單碟容量:單碟容量越大,硬盤的傳輸速率將獲得很大程度提高。採用容量更大盤片的硬盤,在軟件測試上的平均持續傳輸速率會獲得超過25%的性能提升。
  • 碟片數量:機械硬盤有雙片和單片之分,單片速度快,雙片速度慢,因此碟片數量越少機械硬盤的速度越快(相同容量情況下)。
電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

在使用電腦時許多人發現,電腦中顯示的硬盤容量往往比硬盤標籤上容量標註值要小,這是因為不同的單位轉換關係造成的。我們知道,在電腦中1GB=1024MB,但硬盤廠商通常是按照1GB=1000MB進行換算的。 

轉速

轉速(Rotationl Speed),是硬盤內電機主軸的旋轉速度,也就是硬盤盤片在一分鐘內所能完成的最大轉數。轉速的快慢是標示硬盤檔次的重要參數之一,它是決定硬盤內部傳輸率的關鍵因素之一,在很大程度上直接影響到硬盤的速度。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤廠商在商品頁面上標註的轉速

硬盤的轉速越快,硬盤尋找文件的速度也就越快,相對的硬盤的傳輸速度也就得到了提高。硬盤轉速以每分鐘多少轉來表示,單位表示為RPM,RPM是Revolutions Perminute的縮寫,是轉/每分鐘。RPM值越大,內部傳輸率就越快,訪問時間就越短,硬盤的整體性能也就越好。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤盤片在工作時高速旋轉

硬盤的主軸馬達(盤片轉軸)帶動盤片高速旋轉,產生浮力使磁頭飄浮在盤片上方。要將所要存取資料的扇區帶到磁頭下方,轉速越快,則等待時間也就越短。因此轉速在很大程度上決定了硬盤的速度。

緩存

一般硬盤的平均訪問時間為十幾毫秒,但RAM(內存)的速度要比硬盤快幾百倍。所以RAM通常會花大量的時間去等待硬盤讀出數據,從而也使CPU效率下降。於是,人們採用了緩存技術來解決這個矛盾。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤緩存

“緩存”是為了平衡高速設備和低速設備之間的速度差異而存在的。舉個最簡單的例子,內存中的數據要寫入機械硬盤保存,由於機械硬盤相比內存要緩慢許多,理論上就需要很長的時間才能完成任務,體現出來的結果就是寫入超級慢。要解決這種速度上的差異(內存速度與硬盤速度的差異),就需要在硬盤和內存之間做一個“緩衝區”來暫存數據,這就是硬盤緩存的作用。

如果簡單地根據硬盤緩存的容量來判斷硬盤的性能,硬盤上的緩存容量越大當然越好(同容量下),大容量的緩存對提高硬盤速度很有好處。不過,由於目前機械硬盤還分為垂直式和疊瓦式(前面介紹過),其中採用疊瓦式技術的硬盤在修改文件的時候需要把一部分數據內容複製到緩存裡。所以此類硬盤緩存容量一般會比較大,一般都是256MB緩存。因此,大容量緩存並不一定意味著硬盤的速度更快。

接口

從整體的角度上,硬盤接口分為IDE、SATA、SCSI、光纖通道和SAS五種。

目前,筆記本型電腦和臺式電腦都採用SATA接口,SATA接口的硬盤相對於老式的IDE接口,數據傳輸更快。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

採用SATA接口的優點是:SATA不需要設置主從盤跳線,支持熱插拔,可以像U盤一樣使用。

另外:

  • SATA 1.0定義的數據傳輸率可達150MB/s。
  • SATA 2.0的數據傳輸率達到300MB/s。
  • SATA 3.0版本則能達到600MB/s的傳輸速度。

3.常見品牌

目前,市場上常見的機械硬盤品牌是西部數據、希捷、東芝和HGST(原來的日立)。

希捷

希捷的英文名“Seagate”(ST),希捷公司1979年成立於美國,是全球最大的硬盤和讀寫磁頭供應商。在家用主流機械硬盤中,希捷和西部數據在用戶口碑方面齊名。

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CPU簡介

CPU緩存的功能

小白學會自己動手組裝電腦


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本篇介紹機械硬盤的基礎知識

1.概述

硬盤主要分為機械硬盤(HDD)、固態硬盤(SSD)和混合硬盤(SSHD)三種。其中,個人電腦中常用的為機械硬盤和固態硬盤。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤和固態硬盤

本篇主要介紹機械硬盤。

結構

機械硬盤即傳統普通硬盤,它主要由盤片、磁頭、盤片轉軸、控制電機、磁頭控制器等部件組成。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤的結構

工作原理

從工作原理上來講,機械硬盤是用磁性來記錄數據的,我們都知道磁鐵有N北極和S南極,那麼也就可以用這個磁性來表示0和1。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

而機械硬盤的磁盤上分佈有大量的磁性顆粒。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤的磁頭是一塊電磁鐵。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

電腦會根據數據生成的0和1來控制電磁鐵通電,從而改變磁塊的磁性,這樣就起到了記錄數據的作用。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

讀取數據時,讀取磁頭再根據磁性的不同就可以還原出大量的0和1這樣的2進制代碼,這些代碼經電腦轉化,就成了我們能看得懂的文件了。

垂直式和疊瓦式

在2004年以前,機械硬盤大都採用上圖所示水平式記錄技術,一個盤片上放不下太多的磁性顆粒,自然也就記錄不了太多的數據。

但後來人們研發出來垂直式(PMR)記錄技術的,這樣就可以在盤片中放下更多的磁性顆粒,硬盤的容量也變得更大了。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

垂直式記錄技術

再後來,一些硬盤廠商為了進一步提升機械硬盤的容量,節省成本,研發出疊瓦式(SMR)排列技術。就是把每個磁快像瓦片一樣重疊排列在一起,這樣就可以更進一步地提升磁性顆粒的密度,增大機械硬盤的容量。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

疊瓦式排列技術

疊瓦式排列技術看上去很好,但新技術也會帶來新的問題。由於機械硬盤的寫入磁頭比較大,所以磁頭在改變磁塊磁性的時候,會牽連到後面的磁塊。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

在這種情況下,如果我們要修改中間某一個磁塊的磁性,採用垂直式技術的硬盤可以直接更改,但是採用疊瓦式技術的硬盤由於其磁性顆粒更密集,磁頭一次會修改兩個磁塊。

因此,採用疊瓦式技術的硬盤只能把後面的數據全都複製一份到緩存裡,然後對這個磁塊進行修改,之後再把緩存裡的數據一個一個寫上來,如此一來修改文件的效率就大打折扣了。所以疊瓦式機械硬盤不適合進行頻繁的數據修改,它不適合做電腦的系統盤,也不適合裝軟件和遊戲,只適合作為數據倉庫使用。

2.主要參數

雖然固態硬盤替代機械硬盤的趨勢看似已成定局。但近年來,隨著存儲需求增大,又有人打起了機械硬盤的主意。畢竟和固態硬盤相比,機械硬盤存在著價格、容量和使用壽命上的優勢。

如果我們要為電腦選擇一款機械硬盤,值得關注的參數有以下幾個。

容量

硬盤容量的單位為兆字節(MB)或千兆字節(GB),目前的主流硬盤容量為1TB~2TB。影響硬盤容量的因素有單碟容量和碟片數量。

  • 單碟容量:單碟容量越大,硬盤的傳輸速率將獲得很大程度提高。採用容量更大盤片的硬盤,在軟件測試上的平均持續傳輸速率會獲得超過25%的性能提升。
  • 碟片數量:機械硬盤有雙片和單片之分,單片速度快,雙片速度慢,因此碟片數量越少機械硬盤的速度越快(相同容量情況下)。
電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

在使用電腦時許多人發現,電腦中顯示的硬盤容量往往比硬盤標籤上容量標註值要小,這是因為不同的單位轉換關係造成的。我們知道,在電腦中1GB=1024MB,但硬盤廠商通常是按照1GB=1000MB進行換算的。 

轉速

轉速(Rotationl Speed),是硬盤內電機主軸的旋轉速度,也就是硬盤盤片在一分鐘內所能完成的最大轉數。轉速的快慢是標示硬盤檔次的重要參數之一,它是決定硬盤內部傳輸率的關鍵因素之一,在很大程度上直接影響到硬盤的速度。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤廠商在商品頁面上標註的轉速

硬盤的轉速越快,硬盤尋找文件的速度也就越快,相對的硬盤的傳輸速度也就得到了提高。硬盤轉速以每分鐘多少轉來表示,單位表示為RPM,RPM是Revolutions Perminute的縮寫,是轉/每分鐘。RPM值越大,內部傳輸率就越快,訪問時間就越短,硬盤的整體性能也就越好。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤盤片在工作時高速旋轉

硬盤的主軸馬達(盤片轉軸)帶動盤片高速旋轉,產生浮力使磁頭飄浮在盤片上方。要將所要存取資料的扇區帶到磁頭下方,轉速越快,則等待時間也就越短。因此轉速在很大程度上決定了硬盤的速度。

緩存

一般硬盤的平均訪問時間為十幾毫秒,但RAM(內存)的速度要比硬盤快幾百倍。所以RAM通常會花大量的時間去等待硬盤讀出數據,從而也使CPU效率下降。於是,人們採用了緩存技術來解決這個矛盾。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤緩存

“緩存”是為了平衡高速設備和低速設備之間的速度差異而存在的。舉個最簡單的例子,內存中的數據要寫入機械硬盤保存,由於機械硬盤相比內存要緩慢許多,理論上就需要很長的時間才能完成任務,體現出來的結果就是寫入超級慢。要解決這種速度上的差異(內存速度與硬盤速度的差異),就需要在硬盤和內存之間做一個“緩衝區”來暫存數據,這就是硬盤緩存的作用。

如果簡單地根據硬盤緩存的容量來判斷硬盤的性能,硬盤上的緩存容量越大當然越好(同容量下),大容量的緩存對提高硬盤速度很有好處。不過,由於目前機械硬盤還分為垂直式和疊瓦式(前面介紹過),其中採用疊瓦式技術的硬盤在修改文件的時候需要把一部分數據內容複製到緩存裡。所以此類硬盤緩存容量一般會比較大,一般都是256MB緩存。因此,大容量緩存並不一定意味著硬盤的速度更快。

接口

從整體的角度上,硬盤接口分為IDE、SATA、SCSI、光纖通道和SAS五種。

目前,筆記本型電腦和臺式電腦都採用SATA接口,SATA接口的硬盤相對於老式的IDE接口,數據傳輸更快。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

採用SATA接口的優點是:SATA不需要設置主從盤跳線,支持熱插拔,可以像U盤一樣使用。

另外:

  • SATA 1.0定義的數據傳輸率可達150MB/s。
  • SATA 2.0的數據傳輸率達到300MB/s。
  • SATA 3.0版本則能達到600MB/s的傳輸速度。

3.常見品牌

目前,市場上常見的機械硬盤品牌是西部數據、希捷、東芝和HGST(原來的日立)。

希捷

希捷的英文名“Seagate”(ST),希捷公司1979年成立於美國,是全球最大的硬盤和讀寫磁頭供應商。在家用主流機械硬盤中,希捷和西部數據在用戶口碑方面齊名。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

希捷硬盤

西部數據

西部數據的英文名為“Western Digital”(WD)西部數據公司成立於1970年,它是一家享譽全球的硬盤生產商,深受廣大主流用戶喜愛。

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主板簡介

學會鑑別主板

內存簡介

顯卡簡介

CPU簡介

CPU緩存的功能

小白學會自己動手組裝電腦


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本篇介紹機械硬盤的基礎知識

1.概述

硬盤主要分為機械硬盤(HDD)、固態硬盤(SSD)和混合硬盤(SSHD)三種。其中,個人電腦中常用的為機械硬盤和固態硬盤。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤和固態硬盤

本篇主要介紹機械硬盤。

結構

機械硬盤即傳統普通硬盤,它主要由盤片、磁頭、盤片轉軸、控制電機、磁頭控制器等部件組成。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤的結構

工作原理

從工作原理上來講,機械硬盤是用磁性來記錄數據的,我們都知道磁鐵有N北極和S南極,那麼也就可以用這個磁性來表示0和1。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

而機械硬盤的磁盤上分佈有大量的磁性顆粒。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤的磁頭是一塊電磁鐵。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

電腦會根據數據生成的0和1來控制電磁鐵通電,從而改變磁塊的磁性,這樣就起到了記錄數據的作用。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

讀取數據時,讀取磁頭再根據磁性的不同就可以還原出大量的0和1這樣的2進制代碼,這些代碼經電腦轉化,就成了我們能看得懂的文件了。

垂直式和疊瓦式

在2004年以前,機械硬盤大都採用上圖所示水平式記錄技術,一個盤片上放不下太多的磁性顆粒,自然也就記錄不了太多的數據。

但後來人們研發出來垂直式(PMR)記錄技術的,這樣就可以在盤片中放下更多的磁性顆粒,硬盤的容量也變得更大了。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

垂直式記錄技術

再後來,一些硬盤廠商為了進一步提升機械硬盤的容量,節省成本,研發出疊瓦式(SMR)排列技術。就是把每個磁快像瓦片一樣重疊排列在一起,這樣就可以更進一步地提升磁性顆粒的密度,增大機械硬盤的容量。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

疊瓦式排列技術

疊瓦式排列技術看上去很好,但新技術也會帶來新的問題。由於機械硬盤的寫入磁頭比較大,所以磁頭在改變磁塊磁性的時候,會牽連到後面的磁塊。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

在這種情況下,如果我們要修改中間某一個磁塊的磁性,採用垂直式技術的硬盤可以直接更改,但是採用疊瓦式技術的硬盤由於其磁性顆粒更密集,磁頭一次會修改兩個磁塊。

因此,採用疊瓦式技術的硬盤只能把後面的數據全都複製一份到緩存裡,然後對這個磁塊進行修改,之後再把緩存裡的數據一個一個寫上來,如此一來修改文件的效率就大打折扣了。所以疊瓦式機械硬盤不適合進行頻繁的數據修改,它不適合做電腦的系統盤,也不適合裝軟件和遊戲,只適合作為數據倉庫使用。

2.主要參數

雖然固態硬盤替代機械硬盤的趨勢看似已成定局。但近年來,隨著存儲需求增大,又有人打起了機械硬盤的主意。畢竟和固態硬盤相比,機械硬盤存在著價格、容量和使用壽命上的優勢。

如果我們要為電腦選擇一款機械硬盤,值得關注的參數有以下幾個。

容量

硬盤容量的單位為兆字節(MB)或千兆字節(GB),目前的主流硬盤容量為1TB~2TB。影響硬盤容量的因素有單碟容量和碟片數量。

  • 單碟容量:單碟容量越大,硬盤的傳輸速率將獲得很大程度提高。採用容量更大盤片的硬盤,在軟件測試上的平均持續傳輸速率會獲得超過25%的性能提升。
  • 碟片數量:機械硬盤有雙片和單片之分,單片速度快,雙片速度慢,因此碟片數量越少機械硬盤的速度越快(相同容量情況下)。
電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

在使用電腦時許多人發現,電腦中顯示的硬盤容量往往比硬盤標籤上容量標註值要小,這是因為不同的單位轉換關係造成的。我們知道,在電腦中1GB=1024MB,但硬盤廠商通常是按照1GB=1000MB進行換算的。 

轉速

轉速(Rotationl Speed),是硬盤內電機主軸的旋轉速度,也就是硬盤盤片在一分鐘內所能完成的最大轉數。轉速的快慢是標示硬盤檔次的重要參數之一,它是決定硬盤內部傳輸率的關鍵因素之一,在很大程度上直接影響到硬盤的速度。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤廠商在商品頁面上標註的轉速

硬盤的轉速越快,硬盤尋找文件的速度也就越快,相對的硬盤的傳輸速度也就得到了提高。硬盤轉速以每分鐘多少轉來表示,單位表示為RPM,RPM是Revolutions Perminute的縮寫,是轉/每分鐘。RPM值越大,內部傳輸率就越快,訪問時間就越短,硬盤的整體性能也就越好。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤盤片在工作時高速旋轉

硬盤的主軸馬達(盤片轉軸)帶動盤片高速旋轉,產生浮力使磁頭飄浮在盤片上方。要將所要存取資料的扇區帶到磁頭下方,轉速越快,則等待時間也就越短。因此轉速在很大程度上決定了硬盤的速度。

緩存

一般硬盤的平均訪問時間為十幾毫秒,但RAM(內存)的速度要比硬盤快幾百倍。所以RAM通常會花大量的時間去等待硬盤讀出數據,從而也使CPU效率下降。於是,人們採用了緩存技術來解決這個矛盾。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤緩存

“緩存”是為了平衡高速設備和低速設備之間的速度差異而存在的。舉個最簡單的例子,內存中的數據要寫入機械硬盤保存,由於機械硬盤相比內存要緩慢許多,理論上就需要很長的時間才能完成任務,體現出來的結果就是寫入超級慢。要解決這種速度上的差異(內存速度與硬盤速度的差異),就需要在硬盤和內存之間做一個“緩衝區”來暫存數據,這就是硬盤緩存的作用。

如果簡單地根據硬盤緩存的容量來判斷硬盤的性能,硬盤上的緩存容量越大當然越好(同容量下),大容量的緩存對提高硬盤速度很有好處。不過,由於目前機械硬盤還分為垂直式和疊瓦式(前面介紹過),其中採用疊瓦式技術的硬盤在修改文件的時候需要把一部分數據內容複製到緩存裡。所以此類硬盤緩存容量一般會比較大,一般都是256MB緩存。因此,大容量緩存並不一定意味著硬盤的速度更快。

接口

從整體的角度上,硬盤接口分為IDE、SATA、SCSI、光纖通道和SAS五種。

目前,筆記本型電腦和臺式電腦都採用SATA接口,SATA接口的硬盤相對於老式的IDE接口,數據傳輸更快。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

採用SATA接口的優點是:SATA不需要設置主從盤跳線,支持熱插拔,可以像U盤一樣使用。

另外:

  • SATA 1.0定義的數據傳輸率可達150MB/s。
  • SATA 2.0的數據傳輸率達到300MB/s。
  • SATA 3.0版本則能達到600MB/s的傳輸速度。

3.常見品牌

目前,市場上常見的機械硬盤品牌是西部數據、希捷、東芝和HGST(原來的日立)。

希捷

希捷的英文名“Seagate”(ST),希捷公司1979年成立於美國,是全球最大的硬盤和讀寫磁頭供應商。在家用主流機械硬盤中,希捷和西部數據在用戶口碑方面齊名。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

希捷硬盤

西部數據

西部數據的英文名為“Western Digital”(WD)西部數據公司成立於1970年,它是一家享譽全球的硬盤生產商,深受廣大主流用戶喜愛。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

西部數據硬盤

東芝

東芝英文名為“TOSHIBA”,創立於1875年,它是一家世界500強企業。目前東芝機械硬盤在主流市場中的銷售情況並不樂觀,主要原因是西部數據和希捷兩大品牌已經佔領了主要市場份額。

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擴展閱讀:

主板簡介

學會鑑別主板

內存簡介

顯卡簡介

CPU簡介

CPU緩存的功能

小白學會自己動手組裝電腦


本篇內容結構如下:

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

本篇介紹機械硬盤的基礎知識

1.概述

硬盤主要分為機械硬盤(HDD)、固態硬盤(SSD)和混合硬盤(SSHD)三種。其中,個人電腦中常用的為機械硬盤和固態硬盤。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤和固態硬盤

本篇主要介紹機械硬盤。

結構

機械硬盤即傳統普通硬盤,它主要由盤片、磁頭、盤片轉軸、控制電機、磁頭控制器等部件組成。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤的結構

工作原理

從工作原理上來講,機械硬盤是用磁性來記錄數據的,我們都知道磁鐵有N北極和S南極,那麼也就可以用這個磁性來表示0和1。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

而機械硬盤的磁盤上分佈有大量的磁性顆粒。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤的磁頭是一塊電磁鐵。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

電腦會根據數據生成的0和1來控制電磁鐵通電,從而改變磁塊的磁性,這樣就起到了記錄數據的作用。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

讀取數據時,讀取磁頭再根據磁性的不同就可以還原出大量的0和1這樣的2進制代碼,這些代碼經電腦轉化,就成了我們能看得懂的文件了。

垂直式和疊瓦式

在2004年以前,機械硬盤大都採用上圖所示水平式記錄技術,一個盤片上放不下太多的磁性顆粒,自然也就記錄不了太多的數據。

但後來人們研發出來垂直式(PMR)記錄技術的,這樣就可以在盤片中放下更多的磁性顆粒,硬盤的容量也變得更大了。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

垂直式記錄技術

再後來,一些硬盤廠商為了進一步提升機械硬盤的容量,節省成本,研發出疊瓦式(SMR)排列技術。就是把每個磁快像瓦片一樣重疊排列在一起,這樣就可以更進一步地提升磁性顆粒的密度,增大機械硬盤的容量。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

疊瓦式排列技術

疊瓦式排列技術看上去很好,但新技術也會帶來新的問題。由於機械硬盤的寫入磁頭比較大,所以磁頭在改變磁塊磁性的時候,會牽連到後面的磁塊。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

在這種情況下,如果我們要修改中間某一個磁塊的磁性,採用垂直式技術的硬盤可以直接更改,但是採用疊瓦式技術的硬盤由於其磁性顆粒更密集,磁頭一次會修改兩個磁塊。

因此,採用疊瓦式技術的硬盤只能把後面的數據全都複製一份到緩存裡,然後對這個磁塊進行修改,之後再把緩存裡的數據一個一個寫上來,如此一來修改文件的效率就大打折扣了。所以疊瓦式機械硬盤不適合進行頻繁的數據修改,它不適合做電腦的系統盤,也不適合裝軟件和遊戲,只適合作為數據倉庫使用。

2.主要參數

雖然固態硬盤替代機械硬盤的趨勢看似已成定局。但近年來,隨著存儲需求增大,又有人打起了機械硬盤的主意。畢竟和固態硬盤相比,機械硬盤存在著價格、容量和使用壽命上的優勢。

如果我們要為電腦選擇一款機械硬盤,值得關注的參數有以下幾個。

容量

硬盤容量的單位為兆字節(MB)或千兆字節(GB),目前的主流硬盤容量為1TB~2TB。影響硬盤容量的因素有單碟容量和碟片數量。

  • 單碟容量:單碟容量越大,硬盤的傳輸速率將獲得很大程度提高。採用容量更大盤片的硬盤,在軟件測試上的平均持續傳輸速率會獲得超過25%的性能提升。
  • 碟片數量:機械硬盤有雙片和單片之分,單片速度快,雙片速度慢,因此碟片數量越少機械硬盤的速度越快(相同容量情況下)。
電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

在使用電腦時許多人發現,電腦中顯示的硬盤容量往往比硬盤標籤上容量標註值要小,這是因為不同的單位轉換關係造成的。我們知道,在電腦中1GB=1024MB,但硬盤廠商通常是按照1GB=1000MB進行換算的。 

轉速

轉速(Rotationl Speed),是硬盤內電機主軸的旋轉速度,也就是硬盤盤片在一分鐘內所能完成的最大轉數。轉速的快慢是標示硬盤檔次的重要參數之一,它是決定硬盤內部傳輸率的關鍵因素之一,在很大程度上直接影響到硬盤的速度。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤廠商在商品頁面上標註的轉速

硬盤的轉速越快,硬盤尋找文件的速度也就越快,相對的硬盤的傳輸速度也就得到了提高。硬盤轉速以每分鐘多少轉來表示,單位表示為RPM,RPM是Revolutions Perminute的縮寫,是轉/每分鐘。RPM值越大,內部傳輸率就越快,訪問時間就越短,硬盤的整體性能也就越好。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤盤片在工作時高速旋轉

硬盤的主軸馬達(盤片轉軸)帶動盤片高速旋轉,產生浮力使磁頭飄浮在盤片上方。要將所要存取資料的扇區帶到磁頭下方,轉速越快,則等待時間也就越短。因此轉速在很大程度上決定了硬盤的速度。

緩存

一般硬盤的平均訪問時間為十幾毫秒,但RAM(內存)的速度要比硬盤快幾百倍。所以RAM通常會花大量的時間去等待硬盤讀出數據,從而也使CPU效率下降。於是,人們採用了緩存技術來解決這個矛盾。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤緩存

“緩存”是為了平衡高速設備和低速設備之間的速度差異而存在的。舉個最簡單的例子,內存中的數據要寫入機械硬盤保存,由於機械硬盤相比內存要緩慢許多,理論上就需要很長的時間才能完成任務,體現出來的結果就是寫入超級慢。要解決這種速度上的差異(內存速度與硬盤速度的差異),就需要在硬盤和內存之間做一個“緩衝區”來暫存數據,這就是硬盤緩存的作用。

如果簡單地根據硬盤緩存的容量來判斷硬盤的性能,硬盤上的緩存容量越大當然越好(同容量下),大容量的緩存對提高硬盤速度很有好處。不過,由於目前機械硬盤還分為垂直式和疊瓦式(前面介紹過),其中採用疊瓦式技術的硬盤在修改文件的時候需要把一部分數據內容複製到緩存裡。所以此類硬盤緩存容量一般會比較大,一般都是256MB緩存。因此,大容量緩存並不一定意味著硬盤的速度更快。

接口

從整體的角度上,硬盤接口分為IDE、SATA、SCSI、光纖通道和SAS五種。

目前,筆記本型電腦和臺式電腦都採用SATA接口,SATA接口的硬盤相對於老式的IDE接口,數據傳輸更快。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

採用SATA接口的優點是:SATA不需要設置主從盤跳線,支持熱插拔,可以像U盤一樣使用。

另外:

  • SATA 1.0定義的數據傳輸率可達150MB/s。
  • SATA 2.0的數據傳輸率達到300MB/s。
  • SATA 3.0版本則能達到600MB/s的傳輸速度。

3.常見品牌

目前,市場上常見的機械硬盤品牌是西部數據、希捷、東芝和HGST(原來的日立)。

希捷

希捷的英文名“Seagate”(ST),希捷公司1979年成立於美國,是全球最大的硬盤和讀寫磁頭供應商。在家用主流機械硬盤中,希捷和西部數據在用戶口碑方面齊名。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

希捷硬盤

西部數據

西部數據的英文名為“Western Digital”(WD)西部數據公司成立於1970年,它是一家享譽全球的硬盤生產商,深受廣大主流用戶喜愛。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

西部數據硬盤

東芝

東芝英文名為“TOSHIBA”,創立於1875年,它是一家世界500強企業。目前東芝機械硬盤在主流市場中的銷售情況並不樂觀,主要原因是西部數據和希捷兩大品牌已經佔領了主要市場份額。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

東芝硬盤

HGST

HGST是原日立公司的硬盤業務。目前已被西部數據公司收購。其主要業務針對筆記本型電腦的2.5寸機械硬盤市場

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主板簡介

學會鑑別主板

內存簡介

顯卡簡介

CPU簡介

CPU緩存的功能

小白學會自己動手組裝電腦


本篇內容結構如下:

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

本篇介紹機械硬盤的基礎知識

1.概述

硬盤主要分為機械硬盤(HDD)、固態硬盤(SSD)和混合硬盤(SSHD)三種。其中,個人電腦中常用的為機械硬盤和固態硬盤。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤和固態硬盤

本篇主要介紹機械硬盤。

結構

機械硬盤即傳統普通硬盤,它主要由盤片、磁頭、盤片轉軸、控制電機、磁頭控制器等部件組成。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤的結構

工作原理

從工作原理上來講,機械硬盤是用磁性來記錄數據的,我們都知道磁鐵有N北極和S南極,那麼也就可以用這個磁性來表示0和1。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

而機械硬盤的磁盤上分佈有大量的磁性顆粒。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤的磁頭是一塊電磁鐵。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

電腦會根據數據生成的0和1來控制電磁鐵通電,從而改變磁塊的磁性,這樣就起到了記錄數據的作用。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

讀取數據時,讀取磁頭再根據磁性的不同就可以還原出大量的0和1這樣的2進制代碼,這些代碼經電腦轉化,就成了我們能看得懂的文件了。

垂直式和疊瓦式

在2004年以前,機械硬盤大都採用上圖所示水平式記錄技術,一個盤片上放不下太多的磁性顆粒,自然也就記錄不了太多的數據。

但後來人們研發出來垂直式(PMR)記錄技術的,這樣就可以在盤片中放下更多的磁性顆粒,硬盤的容量也變得更大了。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

垂直式記錄技術

再後來,一些硬盤廠商為了進一步提升機械硬盤的容量,節省成本,研發出疊瓦式(SMR)排列技術。就是把每個磁快像瓦片一樣重疊排列在一起,這樣就可以更進一步地提升磁性顆粒的密度,增大機械硬盤的容量。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

疊瓦式排列技術

疊瓦式排列技術看上去很好,但新技術也會帶來新的問題。由於機械硬盤的寫入磁頭比較大,所以磁頭在改變磁塊磁性的時候,會牽連到後面的磁塊。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

在這種情況下,如果我們要修改中間某一個磁塊的磁性,採用垂直式技術的硬盤可以直接更改,但是採用疊瓦式技術的硬盤由於其磁性顆粒更密集,磁頭一次會修改兩個磁塊。

因此,採用疊瓦式技術的硬盤只能把後面的數據全都複製一份到緩存裡,然後對這個磁塊進行修改,之後再把緩存裡的數據一個一個寫上來,如此一來修改文件的效率就大打折扣了。所以疊瓦式機械硬盤不適合進行頻繁的數據修改,它不適合做電腦的系統盤,也不適合裝軟件和遊戲,只適合作為數據倉庫使用。

2.主要參數

雖然固態硬盤替代機械硬盤的趨勢看似已成定局。但近年來,隨著存儲需求增大,又有人打起了機械硬盤的主意。畢竟和固態硬盤相比,機械硬盤存在著價格、容量和使用壽命上的優勢。

如果我們要為電腦選擇一款機械硬盤,值得關注的參數有以下幾個。

容量

硬盤容量的單位為兆字節(MB)或千兆字節(GB),目前的主流硬盤容量為1TB~2TB。影響硬盤容量的因素有單碟容量和碟片數量。

  • 單碟容量:單碟容量越大,硬盤的傳輸速率將獲得很大程度提高。採用容量更大盤片的硬盤,在軟件測試上的平均持續傳輸速率會獲得超過25%的性能提升。
  • 碟片數量:機械硬盤有雙片和單片之分,單片速度快,雙片速度慢,因此碟片數量越少機械硬盤的速度越快(相同容量情況下)。
電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

在使用電腦時許多人發現,電腦中顯示的硬盤容量往往比硬盤標籤上容量標註值要小,這是因為不同的單位轉換關係造成的。我們知道,在電腦中1GB=1024MB,但硬盤廠商通常是按照1GB=1000MB進行換算的。 

轉速

轉速(Rotationl Speed),是硬盤內電機主軸的旋轉速度,也就是硬盤盤片在一分鐘內所能完成的最大轉數。轉速的快慢是標示硬盤檔次的重要參數之一,它是決定硬盤內部傳輸率的關鍵因素之一,在很大程度上直接影響到硬盤的速度。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤廠商在商品頁面上標註的轉速

硬盤的轉速越快,硬盤尋找文件的速度也就越快,相對的硬盤的傳輸速度也就得到了提高。硬盤轉速以每分鐘多少轉來表示,單位表示為RPM,RPM是Revolutions Perminute的縮寫,是轉/每分鐘。RPM值越大,內部傳輸率就越快,訪問時間就越短,硬盤的整體性能也就越好。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤盤片在工作時高速旋轉

硬盤的主軸馬達(盤片轉軸)帶動盤片高速旋轉,產生浮力使磁頭飄浮在盤片上方。要將所要存取資料的扇區帶到磁頭下方,轉速越快,則等待時間也就越短。因此轉速在很大程度上決定了硬盤的速度。

緩存

一般硬盤的平均訪問時間為十幾毫秒,但RAM(內存)的速度要比硬盤快幾百倍。所以RAM通常會花大量的時間去等待硬盤讀出數據,從而也使CPU效率下降。於是,人們採用了緩存技術來解決這個矛盾。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤緩存

“緩存”是為了平衡高速設備和低速設備之間的速度差異而存在的。舉個最簡單的例子,內存中的數據要寫入機械硬盤保存,由於機械硬盤相比內存要緩慢許多,理論上就需要很長的時間才能完成任務,體現出來的結果就是寫入超級慢。要解決這種速度上的差異(內存速度與硬盤速度的差異),就需要在硬盤和內存之間做一個“緩衝區”來暫存數據,這就是硬盤緩存的作用。

如果簡單地根據硬盤緩存的容量來判斷硬盤的性能,硬盤上的緩存容量越大當然越好(同容量下),大容量的緩存對提高硬盤速度很有好處。不過,由於目前機械硬盤還分為垂直式和疊瓦式(前面介紹過),其中採用疊瓦式技術的硬盤在修改文件的時候需要把一部分數據內容複製到緩存裡。所以此類硬盤緩存容量一般會比較大,一般都是256MB緩存。因此,大容量緩存並不一定意味著硬盤的速度更快。

接口

從整體的角度上,硬盤接口分為IDE、SATA、SCSI、光纖通道和SAS五種。

目前,筆記本型電腦和臺式電腦都採用SATA接口,SATA接口的硬盤相對於老式的IDE接口,數據傳輸更快。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

採用SATA接口的優點是:SATA不需要設置主從盤跳線,支持熱插拔,可以像U盤一樣使用。

另外:

  • SATA 1.0定義的數據傳輸率可達150MB/s。
  • SATA 2.0的數據傳輸率達到300MB/s。
  • SATA 3.0版本則能達到600MB/s的傳輸速度。

3.常見品牌

目前,市場上常見的機械硬盤品牌是西部數據、希捷、東芝和HGST(原來的日立)。

希捷

希捷的英文名“Seagate”(ST),希捷公司1979年成立於美國,是全球最大的硬盤和讀寫磁頭供應商。在家用主流機械硬盤中,希捷和西部數據在用戶口碑方面齊名。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

希捷硬盤

西部數據

西部數據的英文名為“Western Digital”(WD)西部數據公司成立於1970年,它是一家享譽全球的硬盤生產商,深受廣大主流用戶喜愛。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

西部數據硬盤

東芝

東芝英文名為“TOSHIBA”,創立於1875年,它是一家世界500強企業。目前東芝機械硬盤在主流市場中的銷售情況並不樂觀,主要原因是西部數據和希捷兩大品牌已經佔領了主要市場份額。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

東芝硬盤

HGST

HGST是原日立公司的硬盤業務。目前已被西部數據公司收購。其主要業務針對筆記本型電腦的2.5寸機械硬盤市場

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HGST硬盤

4.硬件壽命

機械硬盤與固態硬盤相比,其理論壽命優於固態硬盤,這是因為機械硬盤的內部構造全是機械產品,主要是盤片、磁頭、盤片轉軸、控制電機、磁頭控制器等部件。這樣的機械構造,雖然限制了它的體積,容量和速度,但是隻要機械部件不損壞,尤其是磁頭磁盤不出問題,那麼它的壽命是可以很長久的。

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學會鑑別主板

內存簡介

顯卡簡介

CPU簡介

CPU緩存的功能

小白學會自己動手組裝電腦


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本篇介紹機械硬盤的基礎知識

1.概述

硬盤主要分為機械硬盤(HDD)、固態硬盤(SSD)和混合硬盤(SSHD)三種。其中,個人電腦中常用的為機械硬盤和固態硬盤。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤和固態硬盤

本篇主要介紹機械硬盤。

結構

機械硬盤即傳統普通硬盤,它主要由盤片、磁頭、盤片轉軸、控制電機、磁頭控制器等部件組成。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤的結構

工作原理

從工作原理上來講,機械硬盤是用磁性來記錄數據的,我們都知道磁鐵有N北極和S南極,那麼也就可以用這個磁性來表示0和1。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

而機械硬盤的磁盤上分佈有大量的磁性顆粒。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤的磁頭是一塊電磁鐵。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

電腦會根據數據生成的0和1來控制電磁鐵通電,從而改變磁塊的磁性,這樣就起到了記錄數據的作用。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

讀取數據時,讀取磁頭再根據磁性的不同就可以還原出大量的0和1這樣的2進制代碼,這些代碼經電腦轉化,就成了我們能看得懂的文件了。

垂直式和疊瓦式

在2004年以前,機械硬盤大都採用上圖所示水平式記錄技術,一個盤片上放不下太多的磁性顆粒,自然也就記錄不了太多的數據。

但後來人們研發出來垂直式(PMR)記錄技術的,這樣就可以在盤片中放下更多的磁性顆粒,硬盤的容量也變得更大了。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

垂直式記錄技術

再後來,一些硬盤廠商為了進一步提升機械硬盤的容量,節省成本,研發出疊瓦式(SMR)排列技術。就是把每個磁快像瓦片一樣重疊排列在一起,這樣就可以更進一步地提升磁性顆粒的密度,增大機械硬盤的容量。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

疊瓦式排列技術

疊瓦式排列技術看上去很好,但新技術也會帶來新的問題。由於機械硬盤的寫入磁頭比較大,所以磁頭在改變磁塊磁性的時候,會牽連到後面的磁塊。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

在這種情況下,如果我們要修改中間某一個磁塊的磁性,採用垂直式技術的硬盤可以直接更改,但是採用疊瓦式技術的硬盤由於其磁性顆粒更密集,磁頭一次會修改兩個磁塊。

因此,採用疊瓦式技術的硬盤只能把後面的數據全都複製一份到緩存裡,然後對這個磁塊進行修改,之後再把緩存裡的數據一個一個寫上來,如此一來修改文件的效率就大打折扣了。所以疊瓦式機械硬盤不適合進行頻繁的數據修改,它不適合做電腦的系統盤,也不適合裝軟件和遊戲,只適合作為數據倉庫使用。

2.主要參數

雖然固態硬盤替代機械硬盤的趨勢看似已成定局。但近年來,隨著存儲需求增大,又有人打起了機械硬盤的主意。畢竟和固態硬盤相比,機械硬盤存在著價格、容量和使用壽命上的優勢。

如果我們要為電腦選擇一款機械硬盤,值得關注的參數有以下幾個。

容量

硬盤容量的單位為兆字節(MB)或千兆字節(GB),目前的主流硬盤容量為1TB~2TB。影響硬盤容量的因素有單碟容量和碟片數量。

  • 單碟容量:單碟容量越大,硬盤的傳輸速率將獲得很大程度提高。採用容量更大盤片的硬盤,在軟件測試上的平均持續傳輸速率會獲得超過25%的性能提升。
  • 碟片數量:機械硬盤有雙片和單片之分,單片速度快,雙片速度慢,因此碟片數量越少機械硬盤的速度越快(相同容量情況下)。
電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

在使用電腦時許多人發現,電腦中顯示的硬盤容量往往比硬盤標籤上容量標註值要小,這是因為不同的單位轉換關係造成的。我們知道,在電腦中1GB=1024MB,但硬盤廠商通常是按照1GB=1000MB進行換算的。 

轉速

轉速(Rotationl Speed),是硬盤內電機主軸的旋轉速度,也就是硬盤盤片在一分鐘內所能完成的最大轉數。轉速的快慢是標示硬盤檔次的重要參數之一,它是決定硬盤內部傳輸率的關鍵因素之一,在很大程度上直接影響到硬盤的速度。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤廠商在商品頁面上標註的轉速

硬盤的轉速越快,硬盤尋找文件的速度也就越快,相對的硬盤的傳輸速度也就得到了提高。硬盤轉速以每分鐘多少轉來表示,單位表示為RPM,RPM是Revolutions Perminute的縮寫,是轉/每分鐘。RPM值越大,內部傳輸率就越快,訪問時間就越短,硬盤的整體性能也就越好。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤盤片在工作時高速旋轉

硬盤的主軸馬達(盤片轉軸)帶動盤片高速旋轉,產生浮力使磁頭飄浮在盤片上方。要將所要存取資料的扇區帶到磁頭下方,轉速越快,則等待時間也就越短。因此轉速在很大程度上決定了硬盤的速度。

緩存

一般硬盤的平均訪問時間為十幾毫秒,但RAM(內存)的速度要比硬盤快幾百倍。所以RAM通常會花大量的時間去等待硬盤讀出數據,從而也使CPU效率下降。於是,人們採用了緩存技術來解決這個矛盾。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤緩存

“緩存”是為了平衡高速設備和低速設備之間的速度差異而存在的。舉個最簡單的例子,內存中的數據要寫入機械硬盤保存,由於機械硬盤相比內存要緩慢許多,理論上就需要很長的時間才能完成任務,體現出來的結果就是寫入超級慢。要解決這種速度上的差異(內存速度與硬盤速度的差異),就需要在硬盤和內存之間做一個“緩衝區”來暫存數據,這就是硬盤緩存的作用。

如果簡單地根據硬盤緩存的容量來判斷硬盤的性能,硬盤上的緩存容量越大當然越好(同容量下),大容量的緩存對提高硬盤速度很有好處。不過,由於目前機械硬盤還分為垂直式和疊瓦式(前面介紹過),其中採用疊瓦式技術的硬盤在修改文件的時候需要把一部分數據內容複製到緩存裡。所以此類硬盤緩存容量一般會比較大,一般都是256MB緩存。因此,大容量緩存並不一定意味著硬盤的速度更快。

接口

從整體的角度上,硬盤接口分為IDE、SATA、SCSI、光纖通道和SAS五種。

目前,筆記本型電腦和臺式電腦都採用SATA接口,SATA接口的硬盤相對於老式的IDE接口,數據傳輸更快。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

採用SATA接口的優點是:SATA不需要設置主從盤跳線,支持熱插拔,可以像U盤一樣使用。

另外:

  • SATA 1.0定義的數據傳輸率可達150MB/s。
  • SATA 2.0的數據傳輸率達到300MB/s。
  • SATA 3.0版本則能達到600MB/s的傳輸速度。

3.常見品牌

目前,市場上常見的機械硬盤品牌是西部數據、希捷、東芝和HGST(原來的日立)。

希捷

希捷的英文名“Seagate”(ST),希捷公司1979年成立於美國,是全球最大的硬盤和讀寫磁頭供應商。在家用主流機械硬盤中,希捷和西部數據在用戶口碑方面齊名。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

希捷硬盤

西部數據

西部數據的英文名為“Western Digital”(WD)西部數據公司成立於1970年,它是一家享譽全球的硬盤生產商,深受廣大主流用戶喜愛。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

西部數據硬盤

東芝

東芝英文名為“TOSHIBA”,創立於1875年,它是一家世界500強企業。目前東芝機械硬盤在主流市場中的銷售情況並不樂觀,主要原因是西部數據和希捷兩大品牌已經佔領了主要市場份額。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

東芝硬盤

HGST

HGST是原日立公司的硬盤業務。目前已被西部數據公司收購。其主要業務針對筆記本型電腦的2.5寸機械硬盤市場

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

HGST硬盤

4.硬件壽命

機械硬盤與固態硬盤相比,其理論壽命優於固態硬盤,這是因為機械硬盤的內部構造全是機械產品,主要是盤片、磁頭、盤片轉軸、控制電機、磁頭控制器等部件。這樣的機械構造,雖然限制了它的體積,容量和速度,但是隻要機械部件不損壞,尤其是磁頭磁盤不出問題,那麼它的壽命是可以很長久的。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

一般來說,機械硬盤的使用壽命如果按小時計算是4萬小時左右,按年算的話大約是10年左右,按讀寫次數來計算則是10W次以上。當然,這是指普通用戶在正常工作、遊戲中使用,如果電腦長時間不關機保持24小時持續工作,機械硬盤的實際壽命大約在3年左右。

5.日常維護

機械硬盤在日常使用的過程中,應注意以下幾個問題:

  • 防止震動:硬盤在工作時磁頭與盤片距離很近,此時如果受到震動就有可能會對磁頭與盤片造成破壞。因此,我們在使用電腦時,應注意不要在電腦工作時挪動主機的位置。
  • 防止斷電:一般機械硬盤的轉速為5400-7200RPM,在進行讀寫時,其內部盤片處於高速旋轉狀態中。此時如果忽然切斷電源,將使得磁頭與盤片猛烈磨擦,從而導致硬盤出現壞道甚至損壞。
"

擴展閱讀:

主板簡介

學會鑑別主板

內存簡介

顯卡簡介

CPU簡介

CPU緩存的功能

小白學會自己動手組裝電腦


本篇內容結構如下:

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

本篇介紹機械硬盤的基礎知識

1.概述

硬盤主要分為機械硬盤(HDD)、固態硬盤(SSD)和混合硬盤(SSHD)三種。其中,個人電腦中常用的為機械硬盤和固態硬盤。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤和固態硬盤

本篇主要介紹機械硬盤。

結構

機械硬盤即傳統普通硬盤,它主要由盤片、磁頭、盤片轉軸、控制電機、磁頭控制器等部件組成。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤的結構

工作原理

從工作原理上來講,機械硬盤是用磁性來記錄數據的,我們都知道磁鐵有N北極和S南極,那麼也就可以用這個磁性來表示0和1。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

而機械硬盤的磁盤上分佈有大量的磁性顆粒。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤的磁頭是一塊電磁鐵。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

電腦會根據數據生成的0和1來控制電磁鐵通電,從而改變磁塊的磁性,這樣就起到了記錄數據的作用。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

讀取數據時,讀取磁頭再根據磁性的不同就可以還原出大量的0和1這樣的2進制代碼,這些代碼經電腦轉化,就成了我們能看得懂的文件了。

垂直式和疊瓦式

在2004年以前,機械硬盤大都採用上圖所示水平式記錄技術,一個盤片上放不下太多的磁性顆粒,自然也就記錄不了太多的數據。

但後來人們研發出來垂直式(PMR)記錄技術的,這樣就可以在盤片中放下更多的磁性顆粒,硬盤的容量也變得更大了。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

垂直式記錄技術

再後來,一些硬盤廠商為了進一步提升機械硬盤的容量,節省成本,研發出疊瓦式(SMR)排列技術。就是把每個磁快像瓦片一樣重疊排列在一起,這樣就可以更進一步地提升磁性顆粒的密度,增大機械硬盤的容量。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

疊瓦式排列技術

疊瓦式排列技術看上去很好,但新技術也會帶來新的問題。由於機械硬盤的寫入磁頭比較大,所以磁頭在改變磁塊磁性的時候,會牽連到後面的磁塊。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

在這種情況下,如果我們要修改中間某一個磁塊的磁性,採用垂直式技術的硬盤可以直接更改,但是採用疊瓦式技術的硬盤由於其磁性顆粒更密集,磁頭一次會修改兩個磁塊。

因此,採用疊瓦式技術的硬盤只能把後面的數據全都複製一份到緩存裡,然後對這個磁塊進行修改,之後再把緩存裡的數據一個一個寫上來,如此一來修改文件的效率就大打折扣了。所以疊瓦式機械硬盤不適合進行頻繁的數據修改,它不適合做電腦的系統盤,也不適合裝軟件和遊戲,只適合作為數據倉庫使用。

2.主要參數

雖然固態硬盤替代機械硬盤的趨勢看似已成定局。但近年來,隨著存儲需求增大,又有人打起了機械硬盤的主意。畢竟和固態硬盤相比,機械硬盤存在著價格、容量和使用壽命上的優勢。

如果我們要為電腦選擇一款機械硬盤,值得關注的參數有以下幾個。

容量

硬盤容量的單位為兆字節(MB)或千兆字節(GB),目前的主流硬盤容量為1TB~2TB。影響硬盤容量的因素有單碟容量和碟片數量。

  • 單碟容量:單碟容量越大,硬盤的傳輸速率將獲得很大程度提高。採用容量更大盤片的硬盤,在軟件測試上的平均持續傳輸速率會獲得超過25%的性能提升。
  • 碟片數量:機械硬盤有雙片和單片之分,單片速度快,雙片速度慢,因此碟片數量越少機械硬盤的速度越快(相同容量情況下)。
電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

在使用電腦時許多人發現,電腦中顯示的硬盤容量往往比硬盤標籤上容量標註值要小,這是因為不同的單位轉換關係造成的。我們知道,在電腦中1GB=1024MB,但硬盤廠商通常是按照1GB=1000MB進行換算的。 

轉速

轉速(Rotationl Speed),是硬盤內電機主軸的旋轉速度,也就是硬盤盤片在一分鐘內所能完成的最大轉數。轉速的快慢是標示硬盤檔次的重要參數之一,它是決定硬盤內部傳輸率的關鍵因素之一,在很大程度上直接影響到硬盤的速度。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤廠商在商品頁面上標註的轉速

硬盤的轉速越快,硬盤尋找文件的速度也就越快,相對的硬盤的傳輸速度也就得到了提高。硬盤轉速以每分鐘多少轉來表示,單位表示為RPM,RPM是Revolutions Perminute的縮寫,是轉/每分鐘。RPM值越大,內部傳輸率就越快,訪問時間就越短,硬盤的整體性能也就越好。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤盤片在工作時高速旋轉

硬盤的主軸馬達(盤片轉軸)帶動盤片高速旋轉,產生浮力使磁頭飄浮在盤片上方。要將所要存取資料的扇區帶到磁頭下方,轉速越快,則等待時間也就越短。因此轉速在很大程度上決定了硬盤的速度。

緩存

一般硬盤的平均訪問時間為十幾毫秒,但RAM(內存)的速度要比硬盤快幾百倍。所以RAM通常會花大量的時間去等待硬盤讀出數據,從而也使CPU效率下降。於是,人們採用了緩存技術來解決這個矛盾。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤緩存

“緩存”是為了平衡高速設備和低速設備之間的速度差異而存在的。舉個最簡單的例子,內存中的數據要寫入機械硬盤保存,由於機械硬盤相比內存要緩慢許多,理論上就需要很長的時間才能完成任務,體現出來的結果就是寫入超級慢。要解決這種速度上的差異(內存速度與硬盤速度的差異),就需要在硬盤和內存之間做一個“緩衝區”來暫存數據,這就是硬盤緩存的作用。

如果簡單地根據硬盤緩存的容量來判斷硬盤的性能,硬盤上的緩存容量越大當然越好(同容量下),大容量的緩存對提高硬盤速度很有好處。不過,由於目前機械硬盤還分為垂直式和疊瓦式(前面介紹過),其中採用疊瓦式技術的硬盤在修改文件的時候需要把一部分數據內容複製到緩存裡。所以此類硬盤緩存容量一般會比較大,一般都是256MB緩存。因此,大容量緩存並不一定意味著硬盤的速度更快。

接口

從整體的角度上,硬盤接口分為IDE、SATA、SCSI、光纖通道和SAS五種。

目前,筆記本型電腦和臺式電腦都採用SATA接口,SATA接口的硬盤相對於老式的IDE接口,數據傳輸更快。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

採用SATA接口的優點是:SATA不需要設置主從盤跳線,支持熱插拔,可以像U盤一樣使用。

另外:

  • SATA 1.0定義的數據傳輸率可達150MB/s。
  • SATA 2.0的數據傳輸率達到300MB/s。
  • SATA 3.0版本則能達到600MB/s的傳輸速度。

3.常見品牌

目前,市場上常見的機械硬盤品牌是西部數據、希捷、東芝和HGST(原來的日立)。

希捷

希捷的英文名“Seagate”(ST),希捷公司1979年成立於美國,是全球最大的硬盤和讀寫磁頭供應商。在家用主流機械硬盤中,希捷和西部數據在用戶口碑方面齊名。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

希捷硬盤

西部數據

西部數據的英文名為“Western Digital”(WD)西部數據公司成立於1970年,它是一家享譽全球的硬盤生產商,深受廣大主流用戶喜愛。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

西部數據硬盤

東芝

東芝英文名為“TOSHIBA”,創立於1875年,它是一家世界500強企業。目前東芝機械硬盤在主流市場中的銷售情況並不樂觀,主要原因是西部數據和希捷兩大品牌已經佔領了主要市場份額。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

東芝硬盤

HGST

HGST是原日立公司的硬盤業務。目前已被西部數據公司收購。其主要業務針對筆記本型電腦的2.5寸機械硬盤市場

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

HGST硬盤

4.硬件壽命

機械硬盤與固態硬盤相比,其理論壽命優於固態硬盤,這是因為機械硬盤的內部構造全是機械產品,主要是盤片、磁頭、盤片轉軸、控制電機、磁頭控制器等部件。這樣的機械構造,雖然限制了它的體積,容量和速度,但是隻要機械部件不損壞,尤其是磁頭磁盤不出問題,那麼它的壽命是可以很長久的。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

一般來說,機械硬盤的使用壽命如果按小時計算是4萬小時左右,按年算的話大約是10年左右,按讀寫次數來計算則是10W次以上。當然,這是指普通用戶在正常工作、遊戲中使用,如果電腦長時間不關機保持24小時持續工作,機械硬盤的實際壽命大約在3年左右。

5.日常維護

機械硬盤在日常使用的過程中,應注意以下幾個問題:

  • 防止震動:硬盤在工作時磁頭與盤片距離很近,此時如果受到震動就有可能會對磁頭與盤片造成破壞。因此,我們在使用電腦時,應注意不要在電腦工作時挪動主機的位置。
  • 防止斷電:一般機械硬盤的轉速為5400-7200RPM,在進行讀寫時,其內部盤片處於高速旋轉狀態中。此時如果忽然切斷電源,將使得磁頭與盤片猛烈磨擦,從而導致硬盤出現壞道甚至損壞。
電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

  • 定期整理:機械硬盤在工作時會頻繁地進行讀寫操作,同時程序的增加、刪除也會產生大量的不連續的磁盤空間與磁盤碎片。當不連續磁盤空間與磁盤碎片數量不斷增多時,就會影響到硬盤的讀取效能。此時,我們可以用工具軟件對硬盤定期進行碎片整理,使硬盤時常保持在一個較好的工作狀態下。
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主板簡介

學會鑑別主板

內存簡介

顯卡簡介

CPU簡介

CPU緩存的功能

小白學會自己動手組裝電腦


本篇內容結構如下:

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

本篇介紹機械硬盤的基礎知識

1.概述

硬盤主要分為機械硬盤(HDD)、固態硬盤(SSD)和混合硬盤(SSHD)三種。其中,個人電腦中常用的為機械硬盤和固態硬盤。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤和固態硬盤

本篇主要介紹機械硬盤。

結構

機械硬盤即傳統普通硬盤,它主要由盤片、磁頭、盤片轉軸、控制電機、磁頭控制器等部件組成。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤的結構

工作原理

從工作原理上來講,機械硬盤是用磁性來記錄數據的,我們都知道磁鐵有N北極和S南極,那麼也就可以用這個磁性來表示0和1。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

而機械硬盤的磁盤上分佈有大量的磁性顆粒。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤的磁頭是一塊電磁鐵。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

電腦會根據數據生成的0和1來控制電磁鐵通電,從而改變磁塊的磁性,這樣就起到了記錄數據的作用。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

讀取數據時,讀取磁頭再根據磁性的不同就可以還原出大量的0和1這樣的2進制代碼,這些代碼經電腦轉化,就成了我們能看得懂的文件了。

垂直式和疊瓦式

在2004年以前,機械硬盤大都採用上圖所示水平式記錄技術,一個盤片上放不下太多的磁性顆粒,自然也就記錄不了太多的數據。

但後來人們研發出來垂直式(PMR)記錄技術的,這樣就可以在盤片中放下更多的磁性顆粒,硬盤的容量也變得更大了。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

垂直式記錄技術

再後來,一些硬盤廠商為了進一步提升機械硬盤的容量,節省成本,研發出疊瓦式(SMR)排列技術。就是把每個磁快像瓦片一樣重疊排列在一起,這樣就可以更進一步地提升磁性顆粒的密度,增大機械硬盤的容量。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

疊瓦式排列技術

疊瓦式排列技術看上去很好,但新技術也會帶來新的問題。由於機械硬盤的寫入磁頭比較大,所以磁頭在改變磁塊磁性的時候,會牽連到後面的磁塊。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

在這種情況下,如果我們要修改中間某一個磁塊的磁性,採用垂直式技術的硬盤可以直接更改,但是採用疊瓦式技術的硬盤由於其磁性顆粒更密集,磁頭一次會修改兩個磁塊。

因此,採用疊瓦式技術的硬盤只能把後面的數據全都複製一份到緩存裡,然後對這個磁塊進行修改,之後再把緩存裡的數據一個一個寫上來,如此一來修改文件的效率就大打折扣了。所以疊瓦式機械硬盤不適合進行頻繁的數據修改,它不適合做電腦的系統盤,也不適合裝軟件和遊戲,只適合作為數據倉庫使用。

2.主要參數

雖然固態硬盤替代機械硬盤的趨勢看似已成定局。但近年來,隨著存儲需求增大,又有人打起了機械硬盤的主意。畢竟和固態硬盤相比,機械硬盤存在著價格、容量和使用壽命上的優勢。

如果我們要為電腦選擇一款機械硬盤,值得關注的參數有以下幾個。

容量

硬盤容量的單位為兆字節(MB)或千兆字節(GB),目前的主流硬盤容量為1TB~2TB。影響硬盤容量的因素有單碟容量和碟片數量。

  • 單碟容量:單碟容量越大,硬盤的傳輸速率將獲得很大程度提高。採用容量更大盤片的硬盤,在軟件測試上的平均持續傳輸速率會獲得超過25%的性能提升。
  • 碟片數量:機械硬盤有雙片和單片之分,單片速度快,雙片速度慢,因此碟片數量越少機械硬盤的速度越快(相同容量情況下)。
電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

在使用電腦時許多人發現,電腦中顯示的硬盤容量往往比硬盤標籤上容量標註值要小,這是因為不同的單位轉換關係造成的。我們知道,在電腦中1GB=1024MB,但硬盤廠商通常是按照1GB=1000MB進行換算的。 

轉速

轉速(Rotationl Speed),是硬盤內電機主軸的旋轉速度,也就是硬盤盤片在一分鐘內所能完成的最大轉數。轉速的快慢是標示硬盤檔次的重要參數之一,它是決定硬盤內部傳輸率的關鍵因素之一,在很大程度上直接影響到硬盤的速度。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤廠商在商品頁面上標註的轉速

硬盤的轉速越快,硬盤尋找文件的速度也就越快,相對的硬盤的傳輸速度也就得到了提高。硬盤轉速以每分鐘多少轉來表示,單位表示為RPM,RPM是Revolutions Perminute的縮寫,是轉/每分鐘。RPM值越大,內部傳輸率就越快,訪問時間就越短,硬盤的整體性能也就越好。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤盤片在工作時高速旋轉

硬盤的主軸馬達(盤片轉軸)帶動盤片高速旋轉,產生浮力使磁頭飄浮在盤片上方。要將所要存取資料的扇區帶到磁頭下方,轉速越快,則等待時間也就越短。因此轉速在很大程度上決定了硬盤的速度。

緩存

一般硬盤的平均訪問時間為十幾毫秒,但RAM(內存)的速度要比硬盤快幾百倍。所以RAM通常會花大量的時間去等待硬盤讀出數據,從而也使CPU效率下降。於是,人們採用了緩存技術來解決這個矛盾。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

硬盤緩存

“緩存”是為了平衡高速設備和低速設備之間的速度差異而存在的。舉個最簡單的例子,內存中的數據要寫入機械硬盤保存,由於機械硬盤相比內存要緩慢許多,理論上就需要很長的時間才能完成任務,體現出來的結果就是寫入超級慢。要解決這種速度上的差異(內存速度與硬盤速度的差異),就需要在硬盤和內存之間做一個“緩衝區”來暫存數據,這就是硬盤緩存的作用。

如果簡單地根據硬盤緩存的容量來判斷硬盤的性能,硬盤上的緩存容量越大當然越好(同容量下),大容量的緩存對提高硬盤速度很有好處。不過,由於目前機械硬盤還分為垂直式和疊瓦式(前面介紹過),其中採用疊瓦式技術的硬盤在修改文件的時候需要把一部分數據內容複製到緩存裡。所以此類硬盤緩存容量一般會比較大,一般都是256MB緩存。因此,大容量緩存並不一定意味著硬盤的速度更快。

接口

從整體的角度上,硬盤接口分為IDE、SATA、SCSI、光纖通道和SAS五種。

目前,筆記本型電腦和臺式電腦都採用SATA接口,SATA接口的硬盤相對於老式的IDE接口,數據傳輸更快。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

採用SATA接口的優點是:SATA不需要設置主從盤跳線,支持熱插拔,可以像U盤一樣使用。

另外:

  • SATA 1.0定義的數據傳輸率可達150MB/s。
  • SATA 2.0的數據傳輸率達到300MB/s。
  • SATA 3.0版本則能達到600MB/s的傳輸速度。

3.常見品牌

目前,市場上常見的機械硬盤品牌是西部數據、希捷、東芝和HGST(原來的日立)。

希捷

希捷的英文名“Seagate”(ST),希捷公司1979年成立於美國,是全球最大的硬盤和讀寫磁頭供應商。在家用主流機械硬盤中,希捷和西部數據在用戶口碑方面齊名。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

希捷硬盤

西部數據

西部數據的英文名為“Western Digital”(WD)西部數據公司成立於1970年,它是一家享譽全球的硬盤生產商,深受廣大主流用戶喜愛。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

西部數據硬盤

東芝

東芝英文名為“TOSHIBA”,創立於1875年,它是一家世界500強企業。目前東芝機械硬盤在主流市場中的銷售情況並不樂觀,主要原因是西部數據和希捷兩大品牌已經佔領了主要市場份額。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

東芝硬盤

HGST

HGST是原日立公司的硬盤業務。目前已被西部數據公司收購。其主要業務針對筆記本型電腦的2.5寸機械硬盤市場

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

HGST硬盤

4.硬件壽命

機械硬盤與固態硬盤相比,其理論壽命優於固態硬盤,這是因為機械硬盤的內部構造全是機械產品,主要是盤片、磁頭、盤片轉軸、控制電機、磁頭控制器等部件。這樣的機械構造,雖然限制了它的體積,容量和速度,但是隻要機械部件不損壞,尤其是磁頭磁盤不出問題,那麼它的壽命是可以很長久的。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

一般來說,機械硬盤的使用壽命如果按小時計算是4萬小時左右,按年算的話大約是10年左右,按讀寫次數來計算則是10W次以上。當然,這是指普通用戶在正常工作、遊戲中使用,如果電腦長時間不關機保持24小時持續工作,機械硬盤的實際壽命大約在3年左右。

5.日常維護

機械硬盤在日常使用的過程中,應注意以下幾個問題:

  • 防止震動:硬盤在工作時磁頭與盤片距離很近,此時如果受到震動就有可能會對磁頭與盤片造成破壞。因此,我們在使用電腦時,應注意不要在電腦工作時挪動主機的位置。
  • 防止斷電:一般機械硬盤的轉速為5400-7200RPM,在進行讀寫時,其內部盤片處於高速旋轉狀態中。此時如果忽然切斷電源,將使得磁頭與盤片猛烈磨擦,從而導致硬盤出現壞道甚至損壞。
電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

  • 定期整理:機械硬盤在工作時會頻繁地進行讀寫操作,同時程序的增加、刪除也會產生大量的不連續的磁盤空間與磁盤碎片。當不連續磁盤空間與磁盤碎片數量不斷增多時,就會影響到硬盤的讀取效能。此時,我們可以用工具軟件對硬盤定期進行碎片整理,使硬盤時常保持在一個較好的工作狀態下。
電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

磁盤整理軟件UDEFRAG

6.未來之路

未來,隨著固態硬盤(SSD)技術的日趨成熟,其性價比會進一步提高,機械硬盤在個人電腦領域的應用必然將會受到一定的限制。

十多年前,硬盤市場有希捷、西部數據、IBM、三星、邁拓、昆騰、富士通等眾多廠商“群雄逐鹿”。經歷過那個年代的人當然不乏耳聞“長城、易拓”等的國內硬盤廠商,但黯然退市卻是它們的共同結局,最後只剩希捷和西部數據兩家。許多年後,當存儲技術的發展催動市場再一次發生變化時,或許會有新一輪的“風雲際會”吧。

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主板簡介

學會鑑別主板

內存簡介

顯卡簡介

CPU簡介

CPU緩存的功能

小白學會自己動手組裝電腦


本篇內容結構如下:

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

本篇介紹機械硬盤的基礎知識

1.概述

硬盤主要分為機械硬盤(HDD)、固態硬盤(SSD)和混合硬盤(SSHD)三種。其中,個人電腦中常用的為機械硬盤和固態硬盤。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤和固態硬盤

本篇主要介紹機械硬盤。

結構

機械硬盤即傳統普通硬盤,它主要由盤片、磁頭、盤片轉軸、控制電機、磁頭控制器等部件組成。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤的結構

工作原理

從工作原理上來講,機械硬盤是用磁性來記錄數據的,我們都知道磁鐵有N北極和S南極,那麼也就可以用這個磁性來表示0和1。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

而機械硬盤的磁盤上分佈有大量的磁性顆粒。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

機械硬盤的磁頭是一塊電磁鐵。

電腦硬件知識科普第05課,機械硬盤簡介

電腦會根據數據生成的0和1來控制電磁鐵通電,從而改變磁塊的磁性,這樣就起到了記錄數據的作用。

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讀取數據時,讀取磁頭再根據磁性的不同就可以還原出大量的0和1這樣的2進制代碼,這些代碼經電腦轉化,就成了我們能看得懂的文件了。

垂直式和疊瓦式

在2004年以前,機械硬盤大都採用上圖所示水平式記錄技術,一個盤片上放不下太多的磁性顆粒,自然也就記錄不了太多的數據。

但後來人們研發出來垂直式(PMR)記錄技術的,這樣就可以在盤片中放下更多的磁性顆粒,硬盤的容量也變得更大了。

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垂直式記錄技術

再後來,一些硬盤廠商為了進一步提升機械硬盤的容量,節省成本,研發出疊瓦式(SMR)排列技術。就是把每個磁快像瓦片一樣重疊排列在一起,這樣就可以更進一步地提升磁性顆粒的密度,增大機械硬盤的容量。

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疊瓦式排列技術

疊瓦式排列技術看上去很好,但新技術也會帶來新的問題。由於機械硬盤的寫入磁頭比較大,所以磁頭在改變磁塊磁性的時候,會牽連到後面的磁塊。

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在這種情況下,如果我們要修改中間某一個磁塊的磁性,採用垂直式技術的硬盤可以直接更改,但是採用疊瓦式技術的硬盤由於其磁性顆粒更密集,磁頭一次會修改兩個磁塊。

因此,採用疊瓦式技術的硬盤只能把後面的數據全都複製一份到緩存裡,然後對這個磁塊進行修改,之後再把緩存裡的數據一個一個寫上來,如此一來修改文件的效率就大打折扣了。所以疊瓦式機械硬盤不適合進行頻繁的數據修改,它不適合做電腦的系統盤,也不適合裝軟件和遊戲,只適合作為數據倉庫使用。

2.主要參數

雖然固態硬盤替代機械硬盤的趨勢看似已成定局。但近年來,隨著存儲需求增大,又有人打起了機械硬盤的主意。畢竟和固態硬盤相比,機械硬盤存在著價格、容量和使用壽命上的優勢。

如果我們要為電腦選擇一款機械硬盤,值得關注的參數有以下幾個。

容量

硬盤容量的單位為兆字節(MB)或千兆字節(GB),目前的主流硬盤容量為1TB~2TB。影響硬盤容量的因素有單碟容量和碟片數量。

  • 單碟容量:單碟容量越大,硬盤的傳輸速率將獲得很大程度提高。採用容量更大盤片的硬盤,在軟件測試上的平均持續傳輸速率會獲得超過25%的性能提升。
  • 碟片數量:機械硬盤有雙片和單片之分,單片速度快,雙片速度慢,因此碟片數量越少機械硬盤的速度越快(相同容量情況下)。
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在使用電腦時許多人發現,電腦中顯示的硬盤容量往往比硬盤標籤上容量標註值要小,這是因為不同的單位轉換關係造成的。我們知道,在電腦中1GB=1024MB,但硬盤廠商通常是按照1GB=1000MB進行換算的。 

轉速

轉速(Rotationl Speed),是硬盤內電機主軸的旋轉速度,也就是硬盤盤片在一分鐘內所能完成的最大轉數。轉速的快慢是標示硬盤檔次的重要參數之一,它是決定硬盤內部傳輸率的關鍵因素之一,在很大程度上直接影響到硬盤的速度。

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硬盤廠商在商品頁面上標註的轉速

硬盤的轉速越快,硬盤尋找文件的速度也就越快,相對的硬盤的傳輸速度也就得到了提高。硬盤轉速以每分鐘多少轉來表示,單位表示為RPM,RPM是Revolutions Perminute的縮寫,是轉/每分鐘。RPM值越大,內部傳輸率就越快,訪問時間就越短,硬盤的整體性能也就越好。

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硬盤盤片在工作時高速旋轉

硬盤的主軸馬達(盤片轉軸)帶動盤片高速旋轉,產生浮力使磁頭飄浮在盤片上方。要將所要存取資料的扇區帶到磁頭下方,轉速越快,則等待時間也就越短。因此轉速在很大程度上決定了硬盤的速度。

緩存

一般硬盤的平均訪問時間為十幾毫秒,但RAM(內存)的速度要比硬盤快幾百倍。所以RAM通常會花大量的時間去等待硬盤讀出數據,從而也使CPU效率下降。於是,人們採用了緩存技術來解決這個矛盾。

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硬盤緩存

“緩存”是為了平衡高速設備和低速設備之間的速度差異而存在的。舉個最簡單的例子,內存中的數據要寫入機械硬盤保存,由於機械硬盤相比內存要緩慢許多,理論上就需要很長的時間才能完成任務,體現出來的結果就是寫入超級慢。要解決這種速度上的差異(內存速度與硬盤速度的差異),就需要在硬盤和內存之間做一個“緩衝區”來暫存數據,這就是硬盤緩存的作用。

如果簡單地根據硬盤緩存的容量來判斷硬盤的性能,硬盤上的緩存容量越大當然越好(同容量下),大容量的緩存對提高硬盤速度很有好處。不過,由於目前機械硬盤還分為垂直式和疊瓦式(前面介紹過),其中採用疊瓦式技術的硬盤在修改文件的時候需要把一部分數據內容複製到緩存裡。所以此類硬盤緩存容量一般會比較大,一般都是256MB緩存。因此,大容量緩存並不一定意味著硬盤的速度更快。

接口

從整體的角度上,硬盤接口分為IDE、SATA、SCSI、光纖通道和SAS五種。

目前,筆記本型電腦和臺式電腦都採用SATA接口,SATA接口的硬盤相對於老式的IDE接口,數據傳輸更快。

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採用SATA接口的優點是:SATA不需要設置主從盤跳線,支持熱插拔,可以像U盤一樣使用。

另外:

  • SATA 1.0定義的數據傳輸率可達150MB/s。
  • SATA 2.0的數據傳輸率達到300MB/s。
  • SATA 3.0版本則能達到600MB/s的傳輸速度。

3.常見品牌

目前,市場上常見的機械硬盤品牌是西部數據、希捷、東芝和HGST(原來的日立)。

希捷

希捷的英文名“Seagate”(ST),希捷公司1979年成立於美國,是全球最大的硬盤和讀寫磁頭供應商。在家用主流機械硬盤中,希捷和西部數據在用戶口碑方面齊名。

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希捷硬盤

西部數據

西部數據的英文名為“Western Digital”(WD)西部數據公司成立於1970年,它是一家享譽全球的硬盤生產商,深受廣大主流用戶喜愛。

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西部數據硬盤

東芝

東芝英文名為“TOSHIBA”,創立於1875年,它是一家世界500強企業。目前東芝機械硬盤在主流市場中的銷售情況並不樂觀,主要原因是西部數據和希捷兩大品牌已經佔領了主要市場份額。

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東芝硬盤

HGST

HGST是原日立公司的硬盤業務。目前已被西部數據公司收購。其主要業務針對筆記本型電腦的2.5寸機械硬盤市場

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HGST硬盤

4.硬件壽命

機械硬盤與固態硬盤相比,其理論壽命優於固態硬盤,這是因為機械硬盤的內部構造全是機械產品,主要是盤片、磁頭、盤片轉軸、控制電機、磁頭控制器等部件。這樣的機械構造,雖然限制了它的體積,容量和速度,但是隻要機械部件不損壞,尤其是磁頭磁盤不出問題,那麼它的壽命是可以很長久的。

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一般來說,機械硬盤的使用壽命如果按小時計算是4萬小時左右,按年算的話大約是10年左右,按讀寫次數來計算則是10W次以上。當然,這是指普通用戶在正常工作、遊戲中使用,如果電腦長時間不關機保持24小時持續工作,機械硬盤的實際壽命大約在3年左右。

5.日常維護

機械硬盤在日常使用的過程中,應注意以下幾個問題:

  • 防止震動:硬盤在工作時磁頭與盤片距離很近,此時如果受到震動就有可能會對磁頭與盤片造成破壞。因此,我們在使用電腦時,應注意不要在電腦工作時挪動主機的位置。
  • 防止斷電:一般機械硬盤的轉速為5400-7200RPM,在進行讀寫時,其內部盤片處於高速旋轉狀態中。此時如果忽然切斷電源,將使得磁頭與盤片猛烈磨擦,從而導致硬盤出現壞道甚至損壞。
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  • 定期整理:機械硬盤在工作時會頻繁地進行讀寫操作,同時程序的增加、刪除也會產生大量的不連續的磁盤空間與磁盤碎片。當不連續磁盤空間與磁盤碎片數量不斷增多時,就會影響到硬盤的讀取效能。此時,我們可以用工具軟件對硬盤定期進行碎片整理,使硬盤時常保持在一個較好的工作狀態下。
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磁盤整理軟件UDEFRAG

6.未來之路

未來,隨著固態硬盤(SSD)技術的日趨成熟,其性價比會進一步提高,機械硬盤在個人電腦領域的應用必然將會受到一定的限制。

十多年前,硬盤市場有希捷、西部數據、IBM、三星、邁拓、昆騰、富士通等眾多廠商“群雄逐鹿”。經歷過那個年代的人當然不乏耳聞“長城、易拓”等的國內硬盤廠商,但黯然退市卻是它們的共同結局,最後只剩希捷和西部數據兩家。許多年後,當存儲技術的發展催動市場再一次發生變化時,或許會有新一輪的“風雲際會”吧。

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