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監控安裝公司硬盤基礎知識學習(二)

2023年05月29日 12:34:35      來源:河南元興網絡科技有限公司 >> 進入該公司展臺      閱讀量:29

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硬盤錄像機(Digital Video Recorder,簡稱DVR),即數字視頻錄像機,相對于傳統的模擬視頻錄像機,采用硬盤錄像,故常常被稱為硬盤錄像機,也被稱為DVR。它是一套進行圖像存儲處理的計算機系統,具有對圖像/語音進行長時間錄像、錄音、遠程監視和控制的功能。而硬盤錄像機的數據圖像主要儲蓄在硬盤中。本公司承接河南省內監控安裝、鄭州監控維修、網絡布線、光纖熔接、監控方案設計監控安裝業務,是一家專業的監控安裝公司。


接口

ATA

ATA全稱Advanced Technology Attachment,是用傳統的40-pin 并口數據線連接主板與硬盤的,外部接口速度為133MB/s,因為并口線的抗干擾性太差,且排線占空間,不利計算機散熱,將逐漸被SATA 所取代。

IDE

IDE的英文全稱為“Integrated Drive Electronics”,即“電子集成驅動器”,俗稱PATA并口。

RAID

1. 傳輸速率高。在部分RAID模式中,可以讓很多磁盤驅動器同時傳輸數據,而這些磁盤驅動器在邏輯上又是一個磁盤驅動器,所以使用RAID可以達到單個的磁盤驅動器幾倍的速率。因為CPU的速度增長很快,而磁盤驅動器的數據傳輸速率無法大幅提高,所以需要有一種方案解決二者之間的矛盾。

2. 更高的安全性。相較于普通磁盤驅動器很多RAID模式都提供了多種數據修復功能,當RAID中的某一磁盤驅動器出現嚴重故障無法使用時,可以通過RAID中的其他磁盤驅動器來恢復此驅動器中的數據,而普通磁盤驅動器無法實現,這是使用RAID的第二個原因。

SATA

2001年,由IntelAPTDellIBM、希捷、邁拓這幾大廠商組成的Serial ATA委員會正式確立了Serial ATA 1.0規范,2002年,雖然串行ATA的相關設備還未正式上市,但Serial ATA委員會已搶先確立了Serial ATA 2.0規范。Serial ATA采用串行連接方式,串行ATA總線使用嵌入式時鐘信號,具備了更強的糾錯能力,與以往相比其的區別在于能對傳輸指令(不僅僅是數據)進行檢查如果發現錯誤會自動矯正。

SATA

SATA Ⅱ是芯片Intel英特爾與硬盤Seagate希捷在SATA的基礎上發展起來的,其主要特征是外部傳輸率從SATA150MB/s進一步提高到了300MB/s,此外還包括NCQ(Native Command Queuing,原生命令隊列)、端口多路器(Port Multiplier)、交錯啟動(Staggered Spin-up)等一系列的技術特征。但是并非所有的SATA硬盤都可以使用NCQ技術,除了硬盤本身要支持NCQ之外,也要求主板芯片組的SATA控制器支持NCQ

SATA

正式名稱為SATARevision3.0”,是串行ATA國際組織(SATA-IO)在20095月份發布的新版規范,主要是傳輸速度翻番達到6Gbps,同時向下兼容舊版規范“SATARevision2.6”(也就是現在俗稱的SATA3Gbps),接口、數據線都沒有變動。SATA3.0接口技術標準是2007上半年英特爾公司提出的,由英特爾公司的存儲產品架構設計部技術總監Knut Grimsrud負責。Knut Grimsrud表示,SATA3.0的傳輸速率將達到6Gbps,將在SATA2.0的基礎上增加1倍。

SCSI

SCSI的英文全稱為“Small Computer System Interface”(小型計算機系統接口),是同IDEATA)不同的接口,IDE接口是普通PC的標準接口,而SCSI并不是專門為硬盤設計的接口,是一種廣泛應用于小型機上的高速數據傳輸技術。SCSI接口具有應用范圍廣、多任務、帶寬大、CPU占用率低,以及熱插拔等優點,但較高的價格使得它很難如IDE硬盤般普及,因此SCSI硬盤主要應用于中、服務器和高檔工作站中。

光纖通道

光纖通道的英文拼寫是Fibre Channel,和SCSI接口一樣光纖通道最初也不是為硬盤設計開發的接口技術,是專門為網絡系統設計的,但隨著存儲系統對速度的需求,才逐漸應用到硬盤系統中。光纖通道硬盤是為提高多硬盤存儲系統的速度和靈活性才開發的,它的出現大大提高了多硬盤系統的通信速度。光纖通道的主要特性有:熱插拔性、高速帶寬、遠程連接、連接設備數量大等。

光纖通道是為在像服務器這樣的多硬盤系統環境而設計的,能滿足工作站、服務器、海量存儲子網絡、外設間通過集線器、交換機和點對點連接進行雙向、串行數據通訊等系統對高數據傳輸率的要求。

RAID的分類

RAID 0,無冗余無校驗的磁盤陣列。數據同時分布在各個磁盤上,沒有容錯能力,讀寫速度在RAID中,但因為任何一個磁盤損壞都會使整個RAID系統失效,所以安全系數反倒比單個的磁盤還要低。一般用在對數據安全要求不高,但對速度要求很高的場合,如:大型游戲、圖形圖像編輯等。此種RAID模式至少需要2個磁盤,而更多的磁盤則能提供更高效的數據傳輸。

SAS

SAS(Serial Attached SCSI)即串行連接SCSI,是新一代的SCSI技術,和現在流行的Serial ATA(SATA)硬盤相同,都是采用串行技術以獲得更高的傳輸速度。并通過縮短連結線改善內部空間等。SAS是并行SCSI接口之后開發出的全新接口。此接口的設計是為了改善存儲系統的效能、可用性和擴充性,并且提供與SATA硬盤的兼容性。

物理結構

磁頭

磁頭是硬盤中最昂貴的部件,也是硬盤技術中最重要和最關鍵的一環。傳統的磁頭是讀寫合一的電磁感應式磁頭,但是,硬盤的讀、寫卻是兩種截然不同的操作,為此,這種二合一磁頭在設計時必須要同時兼顧到讀/寫兩種特性,從而造成了硬盤設計上的局限。而MR磁頭(Magnetoresistive heads),即磁阻磁頭,采用的是分離式的磁頭結構:寫入磁頭仍采用傳統的磁感應磁頭(MR磁頭不能進行寫操作),讀取磁頭則采用新型的MR磁頭,即所謂的感應寫、磁阻讀。這樣,在設計時就可以針對兩者的不同特性分別進行優化,以得到讀/寫性能。另外,MR磁頭是通過阻值變化而不是電流變化去感應信號幅度,因而對信號變化相當敏感,讀取數據的準確性也相應提高。而且由于讀取的信號幅度與磁道寬度無關,故磁道可以做得很窄,從而提高了盤片密度,達到每平方英寸200MB,而使用傳統的磁頭只能達到每平方英寸20MB,這也是MR磁頭被廣泛應用的最主要原因。MR磁頭已得到廣泛應用,而采用多層結構和磁阻效應更好的材料制作的GMR磁頭(Giant Magnetoresistive heads)也逐漸開始普及。

磁道

當磁盤旋轉時,磁頭若保持在一個位置上,則每個磁頭都會在磁盤表面劃出一個圓形軌跡,這些圓形軌跡就叫做磁道。這些磁道用肉眼是根本看不到的,因為它們僅是盤面上以特殊方式磁化了的一些磁化區,磁盤上的信息便是沿著這樣的軌道存放的。相鄰磁道之間并不是緊挨著的,這是因為磁化單元相隔太近時磁性會相互產生影響,同時也為磁頭的讀寫帶來困難。一張1.44MB3.5英寸軟盤,一面有80個磁道,而硬盤上的磁道密度則遠遠大于此值,通常一面有成千上萬個磁道。磁道的磁化方式一般由磁頭迅速切換正負極改變磁道所代表的01

扇區

磁盤上的每個磁道被等分為若干個弧段,這些弧段便是磁盤的扇區,每個扇區可以存放512個字節的信息,磁盤驅動器在向磁盤讀取和寫入數據時,要以扇區為單位。1.44MB3.5英寸的軟盤,每個磁道分為18個扇區。

柱面

硬盤通常由重疊的一組盤片構成,每個盤面都被劃分為數目相等的磁道,并從外緣的0”開始編號,具有相同編號的磁道形成一個圓柱,稱之為磁盤的柱面。磁盤的柱面數與一個盤單面上的磁道數是相等的。無論是雙盤面還是單盤面,由于每個盤面都只有自己無二的磁頭,因此,盤面數等于總的磁頭數。所謂硬盤的CHS,即Cylinder(柱面)、Head(磁頭)、Sector(扇區),只要知道了硬盤的CHS的數目,即可確定硬盤的容量,硬盤的容量=柱面數*磁頭數*扇區數*512B

邏輯結構

很久以前,硬盤的容量還非常小的時候,人們采用與軟盤類似的結構生產硬盤。也就是硬盤盤片的每一條磁道都具有相同的扇區數。由此產生了所謂的3D參數(Disk Geometry),即磁頭數(Heads),柱面數(Cylinders),扇區數(Sectors),以及相應的尋址方式。

其中:磁頭數(Heads)表示硬盤總共有幾個磁頭,也就是有幾面盤片, 為255 (用8 個二進制位存儲)柱面數(Cylinders) 表示硬盤每一面盤片上有幾條磁道,為1023(用 10 個二進制位存儲)扇區數(Sectors) 表示每一條磁道上有幾個扇區,為63(用 6個二進制位存儲)每個扇區一般是512個字節, 理論上講這不是必須的,但好像沒有取別的值的。

所以磁盤容量為:255 * 1023 * 63 * 512 / 1048576 = 7.837 GB 1M =1048576 Bytes)

或硬盤廠商常用的單位:255 * 1023 * 63 * 512 / 1000000 = 8.414 GB 1M =1000000 Bytes)

CHS尋址方式中,磁頭,柱面,扇區的取值范圍分別為0Heads - 10 Cylinders - 11 Sectors (注意是從1 開始)。

數據保護

S.M.A.R.T.技術的全稱是Self-Monitoring,Analysis and Reporting Technology,即“自監測、分析及報告技術”。在ATA-3標準中,S.M.A.R.T.技術被正式確立。S.M.A.R.T.監測的對象包括磁頭、磁盤、馬達、電路等,由硬盤的監測電路和主機上的監測軟件對被監測對象的運行情況與歷史記錄及預設的安全值進行分析、比較,當出現安全值范圍以外的情況時,會自動向用戶發出警告,而更*的技術還可以提醒網絡管理員的注意,自動降低硬盤的運行速度,把重要數據文件轉存到其它安全扇區,甚至把文件備份到其它硬盤或存儲設備。通過S.M.A.R.T.技術,確實可以對硬盤潛在故障進行有效預測,提高數據的安全性。但我們也應該看到,S.M.A.R.T.技術并不是的,它只能對漸發性的故障進行監測,而對于一些突發性的故障,如盤片突然斷裂等,硬盤再怎么smart也無能為力了。因此不管怎樣,備份仍然是必須的。


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