硬盘磁头技术
1、磁头
磁头是硬盘中最昂贵的部件，也是硬盘技术中最匾额关键的一环。传统的磁头是读写合一的电磁感应磁头。然而，硬盘的读写是两种完全不同的操作。因此，这种二合一磁头在设计中必须同时考虑写两个特性，造成硬盘设计的局限性。而MR磁头（Magnetoresistive heads），即磁阻磁头，采用分离磁头结构：传统的磁感应磁头仍用于写入磁头（MR磁头不能写作)，读取磁头采用新型MR磁头，即所谓的感应写和磁阻读。通过这种方式，可以根据两者的不同特点进行优化，以获得最佳的读写性能。另外，MR磁头通过电阻变化而不是电流变化来感应信号范围，因此对信号变化非常敏感，读取数据的准确性也相应提高。此外，由于读取的信号范围与磁道宽度无关，磁道可以非常窄，从而提高盘子密度，达到200MB/英寸2，传统磁头只能达到20MB/英寸2，这也是MR磁头被广泛使用的主要原因。目前，MR磁头已广泛应用于多层结构和磁阻效应较好的材料中GMR磁头（Giant Magnetoresistive heads）也逐渐普及。
2、磁道
当磁盘旋转时，如果磁头保持在一个位置，每个磁头会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，称为磁道。肉眼看不到这些磁道，因为它们只是磁盘上以特殊方式磁化的一些磁化区域，磁盘上的信息沿着这样的轨道存储。相邻的磁道不是靠近的，因为当磁化单元相距过近时，磁性会相互影响，也会给磁头的读写带来困难。一张1.44MB3.5英寸软盘一侧有80个磁道，而硬盘上的磁道密度远大于此值，一侧通常有数千个磁道。
3、扇区
磁盘上的每个磁道分为几个弧段，即磁盘的风扇区域。每个风扇区域可以存储512个字节的信息。当磁盘驱动器读取并写入磁盘数据时，应以风扇区域为单位。1.44MB3.每个磁道分为18个扇区5英寸软盘。
4、柱面
硬盘通常由一组重叠的磁盘组成，每个磁盘分为相同数量的磁道，并从外缘的0开始编号。具有相同数量的磁道形成一个称为磁盘柱表面的圆柱。磁盘的柱面数等于磁盘上的磁道数。因为每个盘面都有自己的磁头，所以盘面数等于总磁头数。所谓硬盘的CHS,即Cylinder（柱面）、Head（磁头）、Sector(扇区)，只要你知道硬盘CHS硬盘容量和硬盘容量的数量可以通过=柱面数×磁头数×扇区数×512B。
三、硬盘接口技术
硬盘接口是连接硬盘驱动器和计算机的特殊部件，它对计算机的性能和计算机在扩展系统时连接其他设备的能力有很大的影响。主要类型的硬盘驱动接口有：
1、 ST506/412接口与ESDI接口
ST506/412是PC/XT、AT时代标准接口标准。ST506/412最多可安装4个硬盘驱动器，最大硬盘空间为150MB。而ESDI（Enhanced Small Device Interface，增强型小型设备接口)ST506/412412接口，但与ST506/412接口不兼容。ESDI硬盘容量增加到300MB，最大数据传输率为2MB/sec。这两个接口都被淘汰了。
2、SCSI接口
SCSI（Small Computer System Interface）也就是说，小计算机系统接口是支持硬盘容量超过528的系统级接口MB七种不同的设备可以同时悬挂。目前SCSI接口有两个标准：SCSI-2和SCSI-3。SCSI-2又称为Fast SCSI，在8bit总线可达10M/s数据传输率。而SCSI-3包括Ultra SCSI（8bit）、Ultra wide SCSI（含16bit和32bit）和Ultra2 SCSI。其中Ultra2 SCSI在8bit在数据宽度下提供40M/s在16位总线下，数据传输率最高可达80M/s。SCSI接口硬盘广泛应用于网络服务器、工作站和小型计算机系统，但由于SCSI接口硬盘的价格比IDE界面硬盘很高，使用时必须单独购买SCSI因此，接口卡仍在家用电脑上使用IDE接口硬盘是主流。
3、IDE接口
IDE（Integrated Drive Electronics）接口是Compaq解决老式问题的公司ST506/412接口速度慢，成本高，开发硬盘接口标准，即ATA（AT Attachment）接口标准。由于IDE界面硬盘具有价格低、稳定性好、标准化程度高等优点，因此得到了广泛的应用。ATA接口标准也已由ATA、ATA-2、ATA-发展到今天Ultra ATA。
Ultra ATA（也称为Ultra DMA/33）是由Intel和Quantum公司提出的硬盘接口标准与Fast ATA相比，Ultra ATA有以下优点：
由外部数据传输Fast ATA的16.6MB/s提高到33.3MB/s；
采用CRC循环冗余检测通过两个寄存器的重复检测提高了数据传输的可靠性；硬盘直接生成可选通信号，并将数据传输到总线，以减少数据传输的延迟。
要发挥Ultra ATA除了一块一块的力量，Ultra ATA除了接口硬盘外，还需要操作系统和芯片组的支持。目前支持Ultra ATA包括芯片组Intel的430TX、440LX，SiS 5597/5581，VIA的VP2、VP3，ALi的Aladdin IV ，AMD-640以及所有100Mhz的芯片组。虽然，Ultra ATA向下兼容于Fast ATA，两者都用40pin但如果芯片组或操作系统不支持接口，即使是Ultra ATA硬盘只能达到16.6MB/s外部传输率。
4、IEEE 1394接口
IEEE 1394不是硬盘的专用接口，但它可以轻松连接包括硬盘在内的63个不同设备，并支持即插即用和热插拨。
4、IEEE 1394接口
IEEE 1394不是硬盘的专用接口，但它可以很容易地连接63个不同的设备，包括硬盘，并支持即插即用和热插入。在数据传输率方面，IEEE 1394可以提供100MB/s、400MB/s、1.2GB/s目前所有硬盘都无法达到三档高速传输率。虽然目前市场上还没有看到IEEE 1394接口硬盘，但由于IEEE 1394接口的先进性必然会被取代SCSI和IDE成为明天的硬盘接口。目前Windows 98已支持IEEE 1394。
二. Boot Sector 结构简介
1. Boot Sector 的组成
Boot Sector 也就是硬盘的第一个扇区， 它由 MBR (MasterBoot Record),DPT (Disk Partition Table) 和 Boot Record ID 三部分组成.
MBR 又称占用主导引导记录 Boot Sector 的前 446 个字节( 0 to 0x1BD ),存储系统主导程序 (负责从活动分区装载和运行系统引导程序).
DPT 即占用主分区表 64 个字节 (0x1BE to 0x1FD),记录磁盘基本分区信息. 主分区表分为四个分区项， 每项 16 字节,每个主分区的信息分别记录(所以最多可以有四个主分区).
Boot Record ID 即引导区标记占用两个字节 (0x1FE and0x1FF), 对合法引导区， 它等于 0xAA55, 这是判断引导区是否合法的标志.
Boot Sector 具体结构如下图所示：
0000 |---------------------------------------------|
| |
| |
| Master Boot Record |
| |
| |
| 主导记录(446字节) |
| |
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| |
01BD | |
01BE |---------------------------------------------|
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01CD | 分区信息 1(16字节) |
01CE |---------------------------------------------|
| |
01DD | 分区信息 2(16字节) |
01DE |---------------------------------------------|
| |
01ED | 分区信息 3(16字节) |
01EE |---------------------------------------------|
| |
01FD | 分区信息 4(16字节) |
|---------------------------------------------|
| 01FE |01FF |
| 55 | AA |
|---------------------------------------------|
2. 分区表结构简介
分区表由四个分区项组成， 各项结构如下：
BYTE State : 分区状态, 0 =未激活, 0x80 = 激活 (注)
BYTE StartHead : 磁头号从分区开始
WORD StartSC : 分区起始扇区和柱面号，底字节低6位为扇区号，
第二高是柱面号 9,10 位, 高字节是低柱面号 8 位
BYTE Type : 分区类型, 如0x0B = FAT32, 0x83 = Linux 等,
00 这意味着这目没用，07 = NTFS
BYTE EndHead : 磁头号分区结束
WORD EndSC :扇区和柱面号结束， 定义同前
DWORD Relative :分区相对于在线寻址模式下的风扇地址
(基本分区为绝对地址)
DWORD Sectors : 分区大小 (总扇区数)
注意: 在 DOS / Windows 系统下,基本分区必须按柱面划分( Sectors * Heads 个扇区), 如对于 CHS 为 764/255/63 分区的最小硬盘尺寸为 255 * 63 * 512 / 1048576 = 7.844 MB.
3. 扩大分区简介
由于主分区表只能分为四个分区， 不能满足需求，所以设计了扩展分区格式. 基本上说, 扩展分区的信息以链表的形式存储，但也有一些特殊的地方.首先, 主分区表中应有一个基本的扩展分区项，所有的扩展分区都属于它，也就是说，所有其他扩展分区的空间都必须包括在这个基本的扩展分区中.对于DOS / Windows 来说, 扩展分区的类型为 0x05. 除基本扩展分区外，所有其他扩展分区均以链表的形式级联存储， 后一个扩展分区的数据项记录在前一个扩展分区的分区表中，但两个扩展分区的空间不重叠.
扩展分区类似于完整的硬盘， 使用前必须进一步分区.但每个扩展分区只能有一个其他分区. 此分区在 DOS/Windows逻辑盘在环境中.因此，每个扩展分区的分区表最多只能有两个分区数据项（包括下一个扩展分区的数据项）.
第四章 物理安装硬盘
所谓硬盘物理安装 ，指
电脑
