硬盤是電腦主要的存儲媒介之一，由一個或者多個鋁制或者玻璃制的碟片組成。碟片外覆蓋有鐵磁性材料。為幫助電腦學(xué)習(xí)者更好地了解硬盤，下面學(xué)習(xí)啦小編就整理了硬盤知識的全面解析，供大家參考和學(xué)習(xí)，也希望能在學(xué)習(xí)后對你有所幫助。

　　1. 硬盤的類型：

　　目前有好幾種：IDE(ATA)硬盤，SATA硬盤，SCSI硬盤和SAS硬盤。

　　IDE硬盤也叫ATA硬盤，是采用并行傳輸技術(shù)的硬盤。IDE的英文全稱為“Integrated Drive Electronics”，即“電子集成驅(qū)動器”，它的本意是指把“硬盤控制器”與“盤體”集成在一起的硬盤驅(qū)動器。把盤體與控制器集成在一起的做法減少了硬盤接口的電纜數(shù)目與長度，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃缘玫搅嗽鰪姟?/p>

　　IDE硬盤的接口類型：ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA

　　IDE硬盤優(yōu)點：價格低廉、兼容性強、性價比高。

　　IDE硬盤缺點：數(shù)據(jù)傳輸速度慢、線纜長度過短、連接設(shè)備少。

　　SATA硬盤采用串行傳輸技術(shù)，分為第一代SATA和第二代SATA2，其中SATA2可以達(dá)到3Gbps，速度比IDE快多了。

　　目前情況下，SATA硬盤分為原生和橋接兩種：

　　1.原生SATA硬盤

　　這是真正的SATA硬盤，采用真正的SATA控制器，而最新的SATAⅡ支持NCQ(Native Command Queuing，原生命令隊列)，這個技術(shù)允許硬盤對讀/寫命令重新排序，允許硬盤根據(jù)哪一個功能最接近于磁頭當(dāng)前所在的位置來執(zhí)行。

　　2.橋接SATA硬盤

　　只是將普通的IDE硬盤通過橋接控制芯片將其轉(zhuǎn)化為SATA硬盤，通過“主板-硬盤”采用橋接芯片來實現(xiàn)“串→并”、“并→串的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，在性能上比起IDE硬盤并沒有太大的提升，反而影響帶寬。

　　橋接SATA硬盤一般都是采用Narvell公司的88i8030芯片或Silicon Image公司的Sil3611芯片，如果你在自己SATA硬盤上發(fā)現(xiàn)了這兩種芯片，那就是橋接SATA硬盤，如果沒有的話，那么恭喜你，這就是原生SATA硬盤。

　　BIOS中激活SATA硬盤：

　　在主板的BIOS設(shè)置程序中，一般會有一個關(guān)于SATA硬盤的設(shè)置選項：SATA MODE，一個是增強模式，一個是兼容模式，如果是兼容模式的話就是ATA/133。

　　SATA硬盤與傳統(tǒng)的并行ATA硬盤相比具有非常明顯的優(yōu)勢：首先是SATA的傳輸速度快，除此之外，SATA硬盤還具有安裝方便、容易散熱、支持熱插拔等諸多優(yōu)點，這些都是并行ATA硬盤無法與之相比的。

　　還有一種硬盤叫SCSI硬盤，SCSI是Small Computer System Interface(小型計算機(jī)系統(tǒng)接口)的縮寫，使用50針接口，外觀和普通硬盤接口有些相似。用在服務(wù)器上面比較多，速度快，穩(wěn)定性很好，比較適合做磁盤陣列。

　　SCSI硬盤的優(yōu)勢：

　　(1)轉(zhuǎn)速高達(dá)15000RPM。高轉(zhuǎn)速意味著硬盤的平均尋道時間短，能夠迅速找到需要的磁道和扇區(qū)。

　　(2)SCSI硬盤可支持多個設(shè)備，SCSI-2(Fast SCSI)最多可接7個SCSI設(shè)備，Wide SCSI-2以上可接16個SCSI設(shè)備。也就是說，所有的設(shè)備只需占用一個IRQ，同時SCSI還支持相當(dāng)廣的設(shè)備，如CD-ROM、DVD、CDR、硬盤、磁帶機(jī)、掃描儀等。

　　PS：IRQ全稱為Interrupt Request，即是“中斷請求”的意思。

　　IRQ的作用就是在我們所用的電腦中，執(zhí)行硬件中斷請求的動作，用來停止其相關(guān)硬件的工作狀態(tài)，比如我們在打印一份圖片，在打印結(jié)束時就需要由系統(tǒng)對打印機(jī)提出相應(yīng)的中斷請求，來以此結(jié)束這個打印的操作。在每臺電腦的系統(tǒng)中，是由一個中斷控制器8259或是8259A的芯片(現(xiàn)在此芯片大都集成到其它的芯片內(nèi))來控制系統(tǒng)中每個硬件的中斷控制。目前共有16組IRQ，去掉其中用來作橋接的一組IRQ，實際上只有15組IRQ可供硬件調(diào)用。

　　(3)SCSI還允許在對一個設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)的同時，另一個設(shè)備對其進(jìn)行數(shù)據(jù)查找。這就可以在多任務(wù)操作系統(tǒng)如Linux、Windows NT中獲得更高的性能。

　　(4)SCSI占用CPU極低，在多任務(wù)系統(tǒng)中占有著明顯的優(yōu)勢。由于SCSI卡本身帶有CPU，可處理一切SCSI設(shè)備的事務(wù)，在工作時主機(jī)CPU只要向SCSI卡發(fā)出工作指令，SCSI卡就會自己進(jìn)行工作，工作結(jié)束后返回工作結(jié)果給CPU，在整個過程中，CPU均可以進(jìn)行自身工作。

　　(5)SCSI設(shè)備還具有智能化，SCSI卡自己可對CPU指令進(jìn)行排隊，這樣就提高了工作效率。在多任務(wù)時硬盤會在當(dāng)前磁頭位置，將鄰近的任務(wù)先完成，再逐一處理其他任務(wù)。

　　(6)最快的SCSI總線有320MB/s的帶寬，這要求使用一個64位的133MHz的PCI插槽，因此在普通PC機(jī)中所能達(dá)到的最大速度為160MB/s，理論上也就意味著硬盤傳輸率可高達(dá)160MB/s。(不過型號舊的SCSI就沒這么快了)

　　最新的一種叫SERIAL ATTACHED SCSI，簡稱SAS硬盤，在SCSI的基礎(chǔ)上采用串行的傳輸技術(shù)。本質(zhì)上SAS硬盤就是改良的SCSI硬盤。最新的SAS二代可以達(dá)到6Gbps的速度。

　　2. 硬盤的RAID功能：

　　RAID(Redundant Array of Independent Disk 獨立冗余磁盤陣列)技術(shù)是加州大學(xué)伯克利分校1987年提出，最初是為了組合小的廉價磁盤來代替大的昂貴磁盤，同時希望磁盤失效時不會使對數(shù)據(jù)的訪問受損失而開發(fā)出一定水平的數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)。RAID就是一種由多塊廉價磁盤構(gòu)成的冗余陣列，在操作系統(tǒng)下是作為一個獨立的大型存儲設(shè)備出現(xiàn)。RAID可以充分發(fā)揮出多塊硬盤的優(yōu)勢，可以提升硬盤速度，增大容量,提供容錯功能夠確保數(shù)據(jù)安全性，易于管理的優(yōu)點，在任何一塊硬盤出現(xiàn)問題的情況下都可以繼續(xù)工作，不會受到損壞硬盤的影響。

　　RAID的幾種工作模式

　　(1) RAID 0

　　即Data Stripping數(shù)據(jù)分條技術(shù)。RAID 0可以把多塊硬盤連成一個容量更大的硬盤群，可以提高磁盤的性能和吞吐量。RAID 0沒有冗余或錯誤修復(fù)能力，成本低，要求至少兩個磁盤，一般只是在那些對數(shù)據(jù)安全性要求不高的情況下才被使用。

　　a、RAID 0最簡單方式

　　就是把x塊同樣的硬盤用硬件的形式通過智能磁盤控制器或用操作系統(tǒng)中的磁盤驅(qū)動程序以軟件的方式串聯(lián)在一起，形成一個獨立的邏輯驅(qū)動器，容量是單獨硬盤的x倍,在電腦數(shù)據(jù)寫時被依次寫入到各磁盤中，當(dāng)一塊磁盤的空間用盡時，數(shù)據(jù)就會被自動寫入到下一塊磁盤中，它的好處是可以增加磁盤的容量。速度與其中任何一塊磁盤的速度相同，如果其中的任何一塊磁盤出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)將會受到破壞，可靠性是單獨使用一塊硬盤的1/n。

　　b、RAID 0的另一方式

　　是用n塊硬盤選擇合理的帶區(qū)大小創(chuàng)建帶區(qū)集，最好是為每一塊硬盤都配備一個專門的磁盤控制器，在電腦數(shù)據(jù)讀寫時同時向n塊磁盤讀寫數(shù)據(jù),速度提升n倍。提高系統(tǒng)的性能。

　　(2) RAID 1

　　RAID 1稱為磁盤鏡像：把一個磁盤的數(shù)據(jù)鏡像到另一個磁盤上，在不影響性能情況下最大限度的保證系統(tǒng)的可靠性和可修復(fù)性上，具有很高的數(shù)據(jù)冗余能力，但磁盤利用率為50%，故成本最高，多用在保存關(guān)鍵性的重要數(shù)據(jù)的場合。RAID 1有以下特點：

　　a、RAID 1的每一個磁盤都具有一個對應(yīng)的鏡像盤，任何時候數(shù)據(jù)都同步鏡像，系統(tǒng)可以從一組鏡像盤中的任何一個磁盤讀取數(shù)據(jù)。

　　b、磁盤所能使用的空間只有磁盤容量總和的一半，系統(tǒng)成本高。

　　c、只要系統(tǒng)中任何一對鏡像盤中至少有一塊磁盤可以使用，甚至可以在一半數(shù)量的硬盤出現(xiàn)問題時系統(tǒng)都可以正常運行。

　　d、出現(xiàn)硬盤故障的RAID系統(tǒng)不再可靠，應(yīng)當(dāng)及時的更換損壞的硬盤，否則剩余的鏡像盤也出現(xiàn)問題，那么整個系統(tǒng)就會崩潰。

　　e、更換新盤后原有數(shù)據(jù)會需要很長時間同步鏡像，外界對數(shù)據(jù)的訪問不會受到影響，只是這時整個系統(tǒng)的性能有所下降。

　　f、RAID 1磁盤控制器的負(fù)載相當(dāng)大，用多個磁盤控制器可以提高數(shù)據(jù)的安全性和可用性。

　　(3) RAID 0+1

　　把RAID0和RAID1技術(shù)結(jié)合起來，數(shù)據(jù)除分布在多個盤上外，每個盤都有其物理鏡像盤，提供全冗余能力，允許一個以下磁盤故障，而不影響數(shù)據(jù)可用性，并具有快速讀/寫能力。RAID0+1要在磁盤鏡像中建立帶區(qū)集至少4個硬盤。

　　(4) RAID 2

　　電腦在寫入數(shù)據(jù)時在一個磁盤上保存數(shù)據(jù)的各個位，同時把一個數(shù)據(jù)不同的位運算得到的海明校驗碼保存另一組磁盤上，由于海明碼可以在數(shù)據(jù)發(fā)生錯誤的情況下將錯誤校正，以保證輸出的正確。但海明碼使用數(shù)據(jù)冗余技術(shù)，使得輸出數(shù)據(jù)的速率取決于驅(qū)動器組中速度最慢的磁盤。RAID2控制器的設(shè)計簡單。

　　(5) RAID 3：帶奇偶校驗碼的并行傳送

　　RAID 3使用一個專門的磁盤存放所有的校驗數(shù)據(jù)，而在剩余的磁盤中創(chuàng)建帶區(qū)集分散數(shù)據(jù)的讀寫操作。當(dāng)一個完好的RAID 3系統(tǒng)中讀取數(shù)據(jù)，只需要在數(shù)據(jù)存儲盤中找到相應(yīng)的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行讀取操作即可。但當(dāng)向RAID 3寫入數(shù)據(jù)時，必須計算與該數(shù)據(jù)塊同處一個帶區(qū)的所有數(shù)據(jù)塊的校驗值，并將新值重新寫入到校驗塊中，這樣無形雖增加系統(tǒng)開銷。當(dāng)一塊磁盤失效時，該磁盤上的所有數(shù)據(jù)塊必須使用校驗信息重新建立，如果所要讀取的數(shù)據(jù)塊正好位于已經(jīng)損壞的磁盤，則必須同時讀取同一帶區(qū)中的所有其它數(shù)據(jù)塊，并根據(jù)校驗值重建丟失的數(shù)據(jù)，這使系統(tǒng)減慢。當(dāng)更換了損壞的磁盤后，系統(tǒng)必須一個數(shù)據(jù)塊一個數(shù)據(jù)塊的重建壞盤中的數(shù)據(jù)，整個系統(tǒng)的性能會受到嚴(yán)重的影響。RAID 3最大不足是校驗盤很容易成為整個系統(tǒng)的瓶頸，對于經(jīng)常大量寫入操作的應(yīng)用會導(dǎo)致整個RAID系統(tǒng)性能的下降。RAID 3適合用于數(shù)據(jù)庫和WEB服務(wù)器等。

　　(6) RAID 4

　　RAID4即帶奇偶校驗碼的獨立磁盤結(jié)構(gòu)，RAID4和RAID3很象，它對數(shù)據(jù)的訪問是按數(shù)據(jù)塊進(jìn)行的，也就是按磁盤進(jìn)行的，每次是一個盤，RAID4的特點和RAID3也挺象，不過在失敗恢復(fù)時，它的難度可要比RAID3大得多了，控制器的設(shè)計難度也要大許多，而且訪問數(shù)據(jù)的效率不怎么好。

　　(7) RAID 5

　　RAID 5把校驗塊分散到所有的數(shù)據(jù)盤中。RAID 5使用了一種特殊的算法，可以計算出任何一個帶區(qū)校驗塊的存放位置。這樣就可以確保任何對校驗塊進(jìn)行的讀寫操作都會在所有的RAID磁盤中進(jìn)行均衡，從而消除了產(chǎn)生瓶頸的可能。RAID5的讀出效率很高，寫入效率一般，塊式的集體訪問效率不錯。RAID 5提高了系統(tǒng)可靠性，但對數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟⑿行越鉀Q不好，而且控制器的設(shè)計也相當(dāng)困難。

　　(8) RAID 6

　　RAID6即帶有兩種分布存儲的奇偶校驗碼的獨立磁盤結(jié)構(gòu)，它是對RAID5的擴(kuò)展，主要是用于要求數(shù)據(jù)絕對不能出錯的場合，使用了二種奇偶校驗值，所以需要N+2個磁盤，同時對控制器的設(shè)計變得十分復(fù)雜，寫入速度也不好，用于計算奇偶校驗值和驗證數(shù)據(jù)正確性所花費的時間比較多，造成了不必須的負(fù)載，很少人用。

　　(9) RAID 7

　　RAID7即優(yōu)化的高速數(shù)據(jù)傳送磁盤結(jié)構(gòu)，它所有的I/O傳送均是同步進(jìn)行的，可以分別控制，這樣提高了系統(tǒng)的并行性和系統(tǒng)訪問數(shù)據(jù)的速度;每個磁盤都帶有高速緩沖存儲器，實時操作系統(tǒng)可以使用任何實時操作芯片，達(dá)到不同實時系統(tǒng)的需要。允許使用SNMP協(xié)議進(jìn)行管理和監(jiān)視，可以對校驗區(qū)指定獨立的傳送信道以提高效率?？梢赃B接多臺主機(jī)，當(dāng)多用戶訪問系統(tǒng)時，訪問時間幾乎接近于0。但如果系統(tǒng)斷電，在高速緩沖存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)就會全部丟失，因此需要和UPS一起工作，RAID7系統(tǒng)成本很高。

　　(10) RAID 10

　　RAID10即高可靠性與高效磁盤結(jié)構(gòu)它是一個帶區(qū)結(jié)構(gòu)加一個鏡象結(jié)構(gòu)，可以達(dá)到既高效又高速的目的。這種新結(jié)構(gòu)的價格高，可擴(kuò)充性不好。

　　個人使用磁盤RAID主要是用RAID0、 RAID1或RAID0+1工作模式。

　　3. 硬盤的NCQ技術(shù)

　　NCQ(Native Command Queuing本地命令排隊)技術(shù)。它是一種使硬盤內(nèi)部優(yōu)化工作負(fù)荷執(zhí)行順序，通過對內(nèi)部隊列中的命令進(jìn)行重新排序?qū)崿F(xiàn)智能數(shù)據(jù)管理，改善硬盤因機(jī)械部件而受到的各種性能制約。NCQ技術(shù)是SATAⅡ規(guī)范中的重要組成部分，也是SATAⅡ規(guī)范唯一與硬盤性能相關(guān)的技術(shù)。

　　只要硬盤是SATA2的硬盤，那么肯定支持NCQ技術(shù)。但是NCQ不僅要硬盤支持，還需要主板的支持，具體請看主板說明書。