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图吧小白教程3.硬盘基本常识

本文基本介绍了一些关于外部存储器的常识。这篇文章很长，因为它尽可能长。这篇文章很长，因为它尽可能长。

首先，除了机械硬盘和固态硬盘外，我们本文的硬盘还包括一些外部存储器的常识。就我个人而言，我认为这些东西是相似的。例如，它们也存在于计算机中。我们喜欢称之为固态硬盘（SSD）或者电子盘（EMMC），喜欢在手机平板等移动设备中称内存（ROM），但实际上起到了同样的作用。简单来说就是存储文件，有能力反复读写。

硬盘是计算机的主要存储媒介之一，硬盘有固态硬盘（SSD ）、机械硬盘（HDD）、混合硬盘。我们以前也谈过硬盘的结构和基本原理，这次我们从机械硬盘开始。

首先，硬盘有价数据无价 硬盘有价数据无价 硬盘有价数据无价

不管是什么原因，如果一个硬盘失去了可靠性，它最好的目的地就是把它拆成镜子。若强行存储数据，请备份。无论如何，硬盘有价数据是无价的

机械硬盘

1.机械硬盘是什么？

机械硬盘是以磁介质为存储基质的存储器。机械硬盘主要由磁盘板、磁头、主轴和传动轴组成，数据存储在磁盘板中。

你见过老式的留声机(黑胶唱片机)吗？留声机上使用的唱片与我们的磁盘非常相似，但留声机只有一个唱头，而硬盘是上下双磁头。磁盘在两个磁头之间高速旋转（通常为5400/7200，还有一万转以上的高速盘和低于5400的低速盘 一般来说，高速硬盘的性能很好 当然，这只是传统意义 现在不一样了 往下看就明白了)

机械硬盘有尺寸。一般我们台式机用3.5盘，笔记本用2.5盘。以前有1.8盘和5.25寸盘，现在都淘汰了。（1.8寸，速度慢，一般4500转/分，现在应该还能找到。（1.8寸，速度慢，一般4500转/分，现在应该还能找到。5寸盘是硬盘几G时代的东西)

2.机械硬盘结构及工作原理

首先，硬盘分为单盘和多盘。上图为多盘结构。

机械硬盘内部的结构是什么？》我们还拆下了机械硬盘的结构，拆下了希捷单盘。我们还介绍了硬盘的发展史

\\"1956年，IBM的IBM 350RAMAC它是现代硬盘的原型，相当于两个冰箱的体积，但储存容量只有5MB。1973年IBM 它有温彻斯特的绰号，来自他的两个30MB当时著名的温彻斯特来福枪彻斯特来福枪口径和填弹量。到目前为止，已经确立了硬盘的基本结构。\\"这种结构的硬盘叫温彻斯特硬盘。

PS：最早没有磁盘，而是磁鼓，它长得这样：

磁鼓是用涂有铝鼓表面的磁性材料来存储数据的。鼓筒旋转速度高，存取速度快。

后来有了磁带，大家都熟了。

还是说硬盘结构

对了，机械硬盘是一种气密无尘的结构，一旦在常规环境下拆卸，硬盘就会失效。

说白了，除非你知道硬盘是废的，没有信息需要恢复，否则不要拆卸。

曾经有一个年轻人为了研究而贴吧CPU结构用锤子给父亲I7 4790K打开看完CPU装回去冒烟的故事还没有五代I7呢。可想而知熊海子最后的结局。

一般硬盘单盘比较贵，不是因为单盘的实际生产成本比多盘低，而是因为复杂的机械结构往往更容易损坏。如果你学习机械，你也应该明白机械越复杂，就越容易失败。因此，这并不意味着双盘硬盘比单盘硬盘多。恰好相反。

磁头可以通过强磁铁下的音圈电机准确定位到某个位置，以找到磁盘的数据。这个过程也被称为搜索。接到系统指令后，磁头从开始移动到数据所在磁道所需的平均时间称为搜索时间。读取或写入数据时，机械硬盘非常害怕晃动和磕碰，磁头会因晃动而撞击高速旋转盘。也就是说，机械硬盘在工作中不能承受过大的加速度(速度变化)。但这并不意味着机械硬盘在不工作工作时碰撞或摔倒。当我做鬼畜的时候，笔记本电脑被砸了。结果断电时机械硬盘还在。GG了，那时候320G硬盘还值200元(旧盘)，现在便宜7200转500元G100出头。

风扇区域和磁道概念与软盘和光盘一样。硬盘的磁道在理想状态下是完整的，磁道和磁道之间有很大的间隙，但实际上由于工艺问题，磁道有不良的道路。

什么是柱面？如果硬盘由多个磁盘组成，每个磁盘被分成相同数量的磁道，那么所有的磁道将从外到内进行，最外的是 0 磁道。具有相同编号的磁道会形成一个圆柱，称为磁盘的圆柱表面

使用硬盘的大小\\"磁头数 x 柱面数 x 扇区数 x 每个扇区的大小\\"计算这样的公式。磁头数（Heads）表示硬盘有几个磁头，也可以理解为硬盘有几个磁盘，然后乘以 2；柱面数（Cylinders）表示硬盘每面有几个磁道；扇区数（Sectors）表示每个磁道上有几个扇区；每个扇区的大小一般是 512Byte。

3.坏道和SMR

扇区内容不能正常读写，扇区失效，其磁道变成坏道（ Bad track）。当然，这种坏道可能是软件的错误，也可能是硬盘本身的硬件故障，所以坏道分为物理坏道和逻辑坏道。

硬盘出厂时有坏道，受工艺限制的坏道只会有多少问题。因此，和CPU和显卡制造商一样，硬盘制造商也会像缺陷一样对待坏道路CPU GPU屏蔽后同样销售。因此，市场上会出现一系列容量不同的硬盘。(图中右上角是 一般来说250G 320G 500G硬盘电路板是一样的 相互通用 硬盘电路板上有控制芯片 缓存芯片 电机驱动器等有价值的元件，如果缓存没有记错，应该是DDR SDRAM，也就是说，内存条的颗粒 一般缓存越大，硬盘性能越好，但这就是以前，往下看你就明白了……）

500G 320G 250G 160G……我们不知道硬盘出厂后能留下多少有效容量，但从规格上看，硬盘容量越差，硬盘容量越小。但不要太担心，因为只要硬盘坏了，就不会影响使用。但是不要太担心，因为只要硬盘坏了，就不会影响使用。所以图吧经常有大佬捡坏硬盘回去用，但是现在机械硬盘这么便宜，就没必要捡坏硬盘了。

根据以上，我们可以发现，由于硬盘是这样生产的，在相同的容量下，多个磁盘的质量显然比单个磁盘差，因为在屏蔽一个磁盘、两个磁盘或多个磁盘后，容量是相同的，所以我们应该知道多个磁盘有更多的质量。

另外，机械硬盘上车翻车！SMR技术有多坑爹？ 我们还初步介绍了机械硬盘分为垂直式和叠瓦式，两者不对应。垂直盘也可能是叠瓦盘。因为垂直盘对应水平盘。

垂直盘是指原硬盘的磁头水平磁化磁介质，但存储密度显然不是垂直的。所以后来的硬盘几乎都是垂直盘。水平垂直变化非常顺利，没有问题。

后来的瓦盘就不一样了。当机械硬盘存储密度将会到来，固态硬盘突破迅速时，硬盘制造商开始走歪门邪道：

\\"受物理定律的限制，目前硬盘使用的垂直磁记录（Perpendicular Magnetic Recording，PMR）该技术即将达到其存储密度极限。该行业迫切希望引新技术克服限制，继续稳步提高容量。

叠瓦式磁记录（Shingled Magnetic Recording）技术应运而生，磁道像屋顶上的瓷砖一样重叠，以增加其存储面密度。\\"

说白了，这个技术允许在硬盘写入时强行调整磁道间距，擦掉一些过去写入的磁道，然后写入。

原硬盘磁道是宽读窄，现在变窄读窄。但是写作还是一样宽样的，只是每次写的时候都会擦掉原来的写作。因为SMR叠瓦盘是一种写入机制，因此其写入速度往往较慢。

硬盘本身的记录次数是有寿命的，在同一区域重写一次就消耗寿命。但最重要的不是这样，而是更严重的问题。

就像我们现在写作一样。虽然我们擦掉了一部分，但我们仍然能理解。如果你不相信，我会给你做一张图再看一遍。就像这样。但很明显，写完一张纸就拉倒了。但是SMR再写硬盘的时候麻烦很大。我们可以用笔写字。毕竟一行字比笔尖大很多。但是，我们应该把硬盘理解为画线，用非常粗的马克笔在书上画一些画线来表达信息，然后SMR就像用修正带盖上线一半，然后盖上画写。显然，如果画错了再改，或者画完了再发现前面有问题，很难修改，所以一般来说SMR。然而，我们仍然需要重复使用硬盘，特别是作为计算机的主硬盘，计算机在工作时必须反复阅读和写作。擦掉硬盘上的原始文件并写入硬盘是很常见的。所以SMR盘不能用作系统盘。

显然不可能在一个位置反复重写文件。众所周知，硬盘在删除文件时，不会销毁文件的本地信息(消磁、固态硬盘归零)，而是直接将文件标记为可用。系统只删除了相应文件的标识，没有标识系统会认为这里是空的 事实上，你可以拿出来写一篇文章 《文件恢复原理》

那是短篇。

简而言之，传统的硬盘文件被删除，然后重写，但是SMR叠瓦盘显然不好。

如图所示，如果黑色磁道代表被删除文件所在的磁道，则在重用该空间时必须重写。然而，正如我们之前所说，堆叠瓷砖磁盘的磁轨只保留了刚刚读得足够宽的磁轨。每次写入时，它都会覆盖以前写过的磁道的一部分，如果此时在这个时候写一个黑色标记的轨道，它将覆盖下面一行绿色轨道的有效信息。因此，在处理删除文件的空间中，不能直接移动磁头-写入-完成三个步骤。

那么硬盘制造商如何解决这个问题呢？

那么硬盘制造商如何解决这个问题呢？

问得好，硬盘制造商看到普通的再利用形式不能满足堆叠的瓷砖，所以他们想到了一种方法，我首先删除以下行数据，然后写需要使用线，然后移回以下数据？——结果，以前简单的工作现在需要反复折腾，严重损害磁盘的使用寿命。其中，更不用说机械部件的磨损了。首先，重复内部读写将占据硬盘的读写性能。在此期间，由于内部文件的读写繁忙，硬盘对外部访问的照顾自然较少。而且由于要反复在内部读写搬运文件，所以叠瓦盘往往配备256M上述大缓存-通常对应磁道。因为SMR叠瓦盘是一种写入机制，所以它的写入速度往往很慢，这也是它需要大缓存的另一个原因。

因此，缓存越大，速度越高，容量越大，硬盘的定律就越好，所有这些都被硬盘制造商的堆叠板打破了。

过去，即使小白知道硬盘应该买大的，转速高的，强大的也知道买大的缓存。现在这些人发誓要买256缓存叠瓦盘。我们组还有400元的400元T盘子根本扔不出去。因为我们所有的朋友都知道叠瓦盘很厉害。所以现在宁愿捡320G 500G 1T也不会买2T叠瓦盘了。幸运的是，这个小容量盘虽然古老，但确实可以用。截止截止日期前，我们将捡起500个G也可以在50左右下跌，320G更便宜，大量货源也叫25包邮。

4.RAID

磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Drives，RAID），意思是由独立磁盘组成的具有冗余能力的阵列。磁盘阵列是由许多独立的磁盘组合成一个巨大容量的磁盘组，利用个别磁盘提供数据产生的奖励效果 提升