计算机组装、维修及实训教程

1. 计算机组装、维修及实训教程 电子教案 电子工业出版社

2. 计算机组装、维修及 实训教程 电子工业出版社 第9章 硬盘驱动器

3. 本章内容包括硬盘驱动器的分类和组成结构、硬盘驱动器的工作原理及主要性能指标、主流硬盘的介绍，在实训中介绍了IDE和SATA接口硬盘驱动器的安装、IDE硬盘的BIOS设置、制作启动盘、硬盘的分区和高级格式化。 • 要求了解硬盘驱动器的分类和组成结构，掌握硬盘驱动器的工作原理及主要性能指标，了解主流硬盘的型号，熟练掌握硬盘驱动器的安装和BIOS设置、制作启动盘、硬盘的分区和高级格式化。

4. 9.1 硬盘驱动器的分类和组成结构 • 3.5英寸硬盘产品，其外观如图9-1所示。 图9-1 硬盘的外观

5. 9.1.1 硬盘驱动器的分类 • 1. 按盘径尺寸分类 • 2. 按接口类型分类 • (1) IDE接口 • 硬盘IDE接口、数据连接线及主板IDE接口的外观，如图9-2所示。 图9-2 IDE接口及数据连接线

6. (2) SCSI接口 • 如图9-3所示是希捷Cheetah 15K3的SCSI硬盘及其接口，它是第六代SCSI硬盘，主轴转速为15000r/min（转/分），36.7GB容量，物理接口是68针，并有光纤（Fibre Channel）接口，接口界面采用了Ultra SCSI 320规范。 图9-3 Cheetah 15K3的SCSI硬盘及其接口

7. SCSI接口Small Computer System Interface

8. (3) Serial ATA接口 • 硬盘SATA接口、数据连接线及主板上的SATA接口的外观，如图9-4所示。 图9-4 SATA接口及数据连接线

9. Serial ATA • Ultra ATA 是采用并行方式传送数据，尽管一次可传输多位数据，但是它的缺点也是显而易见的，在并行传输模式下，线路之间存在着信号串扰问题，在数据的高速传输过程中，信号间的互相干扰对系统的稳定性来说是致命的。 • 相比Ultra ATA，Serial ATA具有许多优势。每一个Serial ATA设备与系统通信时都独占一个通道，系统中的设备都是“平等”的，因此，在Serial ATA中不用再通过跳线设置设备间的主、从关系了。由于独享通道带宽，所以点对点传输方式可在一定程度上提高设备的传输性能， • Serial ATA 1.0的最高传输速率可达150MB/秒，比现在的Ultra ATA/133还要快。 • Serial ATA还与USB、IEEE1394设备一样支持热插拔。

10. 9.1.2 硬盘驱动器的组成结构 • 1. 硬盘的外部结构 • 硬盘从外观上看，由电源接口、数据接口、控制电路板、固定盖板、安装螺孔等组成，相同类型的硬盘结构都是相似的，如图9-5所示，左图是IDE接口的硬盘，右图是SATA接口的硬盘。 图9-5 硬盘的外部结构

11. IDE硬盘的电源接口是4针接口，SATA硬盘的电源接口为15针，如图9-6所示。 IDE硬盘的电源接口是4针接口，SATA硬盘的电源接口为15针，如图9-6所示。 图9-6 IDE、SATA硬盘电源线的插头及转接线

12. SATA硬盘使用7针端口，如图9-5(b)所示。IDE和SATA的数据线，如图9-7所示。 SATA硬盘使用7针端口，如图9-5(b)所示。IDE和SATA的数据线，如图9-7所示。 图9-7 IDE的数据线和SATA的数据线

13. 2. 硬盘的内部结构 • 硬盘内部结构由固定面板、控制电路板、盘头组件、接口及附件等几大部分组成，如图9-8所示。 图9-8 硬盘的内部结构

14. 浮动磁头组件由读写磁头、传动杆和传动轴三部分组成，如图9-9所示。浮动磁头组件由读写磁头、传动杆和传动轴三部分组成，如图9-9所示。 图9-9 磁头组件

15. 9.2 硬盘驱动器的工作原理及主要性能指标 • 9.2.1 硬盘驱动器的工作原理 • 整个硬盘系统由硬盘驱动器、硬盘适配器及连接电缆三部分组成。 • 初始化完成后，主轴电机启动并高速旋转，装载磁头的小车机构移动，将浮动磁头置于盘片表面的00道，如图9-10所示。 • 硬盘“磁柱面”的概念，如图9-11所示。

16. 9.2.2 硬盘驱动器的主要性能指标 • 1. 容量（Capacity） • 2. 平均寻道时间（Average Seek Time） • 3. 转速（Rotational Speed） • 4. 平均潜伏期（Average latency） • 5. 道至道时间（Single Track Seek） • 6. 全程访问时间（Max Full Seek） • 7. 平均访问时间（Average Access） • 8. 最大内部数据传输率（Maximum Internal Data Transfer Rate）

17. 9. 外部数据传输率（External Transfer Rate） • 外部数据传输率示意图如图9-12所示。 图9-12 硬盘内部数据传输率与外部数据传输率示意图

18. 10. 高速缓存（Cache） • 11. 硬盘表面温度（Surface Temperature） • 12. 平均故障间隔时间（MTBF） • 13. 单盘容量 • 14. 数据保护技术

19. 9.3 主流硬盘介绍 • 表9-1列出了目前市场上的主流产品的技术参数。 表9-1 主流7200r/min桌面硬盘技术参数一览

20. 垂直记录 • 垂直记录是相对于之前的水平磁盘记录方式而言，如果每个记录单元的SN方向为水平于盘片，则称为水平磁盘记录方式。 • 解决硬盘容量的继续提升问题，就必须继续提高单片盘片上能承载的容量，在受盘体物理尺寸及主轴马达寿命的限制下，提高单碟容量/面密度成为多年来提升容量的唯一途径，而缩小盘片上的信息记录单元所占的面积，则不可避免地遇到“超顺磁” 现象。超顺磁现象是指记录信息的单元小到某个程度，维持状态的能力就会减弱，太细小的单元没有足够的磁力保持原本的状态，以至于常温下都会因为记录单元自己磁极性自己翻转，而导致记录数据丢失。

21. 从微观上看，磁记录单元的排列方式有了变化，从原来的“平躺”水平排列，变为了“站立”的垂直排列。同时，磁头的构造也有所改进，并且增加了软磁底层。这样做不仅可以增厚磁盘材料，缓解超顺磁现象的不利影响，而且能够提供更强的磁场，让其能够以更高的稳定性将数据写入介质。

23. 固态磁盘 • 1.8英寸64GB容量SSD固态磁盘。 与传统硬盘相比，闪存固态硬盘有能耗少、噪音小和温度低等优点。由于没有移动零件，这种硬盘运行时几乎完全无噪音；耗电量仅为0.4W，而传统硬盘为1W。

24. 选购

25. 硬盘的维护 • 1、防止振动 • 2、读写时不能断电 • 3、工作环境 • 4、定期整理维护 • 5、数据备份、病毒防治

26. 9.4 实习 • 9.4.1 实习1——IDE接口硬盘驱动器的安装 • 1. 设置硬盘驱动器主、从跳线 • 不同厂家生产的硬盘的跳线设置方式通常不同，在硬盘标签上一般均注有跳线提示，如图9-13所示。 图9-13 硬盘跳线图

27. 在电源插座与数据线插座之间有4组跳线插针，如图9-14所示在电源插座与数据线插座之间有4组跳线插针，如图9-14所示 。 图9-14 硬盘主、从跳线插座

28. 2. 将硬盘固定在安装架上 • 水平放置时，电路面朝下，标签面向上，如图9-15所示。 图9-15 硬盘的固定

29. 3. 连接硬盘数据线 • 80芯专用数据线如图9-16所示。 图9-16 80芯数据线

30. 先将IDE线的蓝色插头插在主板上的IDE1插座中，如图9-17所示。然后再将黑色IDE插头插到硬盘上的IDE插座中，如图9-18所示。 图9-17 主板上IDE接口 图9-18 连接硬盘数据线

31. 4. 连接硬盘电源线 • 将电源线D形插头与硬盘电源插座相连接，如图9-19所示。 图9-19 硬盘电源线的连接

32. 9.4.2 实习2——SATA接口硬盘的安装 • SATA硬盘与IDE硬盘一样，需要连接数据线和电源线。SATA数据线为扁长形（见图9-4），直接连接主板上的相应接口即可，如图9-20所示。 图9-20 数据线和电源线的连接

33. 9.4.3 实习3——IDE硬盘的BIOS设置 • 进入设置第一主IDE设备的参数的子选项，如图9-21所示。 图9-21 设置第一主硬盘参数

34. 9.4.4 实习4——制作启动盘 • 1. 制作Windows 98启动盘 • 2. 用Windows 98启动盘启动微机 • 9.4.5 实习5——硬盘的分区 • 1. 删除硬盘原有分区 • 2. 建立新的硬盘分区 • 3. 设置活动分区 • 9.4.6 实习6——硬盘的高级格式化