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硬碟參數簡介


物理結構

1、磁頭
磁頭是硬碟中最昂貴的設備，也是硬碟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，硬碟的讀、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，從而造成了硬碟設計上的局限。而MR磁頭（Magnetoresistive heads），即磁阻磁頭，採用的是分離式的磁頭結構：寫入磁頭仍採用傳統的磁感應磁頭（MR磁頭不能進行寫操作），讀取磁頭則採用新型的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最佳化，以得到最好的讀/寫效能。

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，讀取資料的準確性也相應提高。


而且由於讀取的信號幅度與磁軌寬度無關，故磁軌可以做得很窄，從而提高了碟片密度，達到200MB/英吋2，而使用傳統的磁頭只能達到20MB/英吋2，這也是MR磁頭被廣泛套用的最主要原因。


目前，MR磁頭已得到廣泛套用，而採用多層結構和磁阻效應更好的材料製作的GMR磁頭（Giant Magnetoresistive heads）也逐漸普及。

2、磁軌

當磁牒旋轉時，磁頭若保持在一個位置上，則每個磁頭都會在磁牒表面劃出一個圓形軌跡，這些圓形軌跡就叫做磁軌。

這些磁軌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，磁牒上的訊息便是沿著這樣的軌道存放的。


相鄰磁軌之間並不是緊挨著的，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1.44MB的3.5英吋軟碟，一面有80個磁軌，而硬碟上的磁軌密度則遠遠大於此值，通常一面有成千上萬個磁軌。

3、磁扇區

磁牒上的每個磁軌被等分為若干個弧段，這些弧段便是磁牒的磁扇區，每個磁扇區可以存放512個字元的訊息，磁碟機在向磁牒讀取和寫入資料時，要以磁扇區為服務機構。1.44MB3.5英吋的軟碟，每個磁軌分為18個磁扇區。

4、磁柱

硬碟通常由重疊的一組碟片構成，每個盤面都被劃分為數目相等的磁軌，並從外緣的「0」開始編號，具有相同編號的磁軌形成一個圓柱，稱之為磁牒的磁柱。

磁牒的磁柱數與一個盤面上的磁軌數是相等的。由於每個盤面都有自己的磁頭，因此，盤面數等於總的磁頭數。所謂硬碟的CHS,即Cylinder（磁柱）、Head（磁頭）、Sector（磁扇區），只要知道了硬碟的CHS的數目，即可確定硬碟的容量，硬碟的容量=磁柱數磁頭數磁扇區數512B。

硬碟邏輯結構簡介

　1. 硬碟參數釋疑

　　到目前為止, 人們常說的硬碟參數還是古老的 CHS(Cylinder/Head/Sector)參數. 那麼為什麼要使用這些參數,它們的意義是什麼?

它們的取值範圍是什麼?


　　很久以前, 硬碟的容量還非常小的時候,人們採用與軟碟類似的結構生產硬碟. 也就是硬碟碟片的每一條磁軌都具有相同的磁扇區數.由此產生了所謂的3D參數 (Disk Geometry). 既磁頭數(Heads), 磁柱數(Cylinders),磁扇區數(Sectors),以及相應的尋址方式.
　　其中:
　　磁頭數(Heads)表示硬碟總共有幾個磁頭,也就是有幾面碟片, 最大為 255 (用 8 個二進制位儲存於);
　　磁柱數(Cylinders) 表示硬碟每一面碟片上有幾條磁軌,最大為 1023(用 10 個二進制位儲存於);
　　磁扇區數(Sectors) 表示每一條磁軌上有幾個磁扇區, 最大為 63(用 6個二進制位儲存於).
　　每個磁扇區一般是 512個字元, 理論上講這不是必須的,但好像沒有取別的值的.
　　所以磁牒最大容量為:
　　255 * 1023 * 63 * 512 / 1048576 = 8024 GB ( 1M =1048576 Bytes )或硬碟廠商常用的服務機構:
　　255 * 1023 * 63 * 512 / 1000000 = 8414 GB ( 1M =1000000 Bytes )