硬盘参数详解方方面面

硬盘参数详解方方面面

硬盘-英文名：Hard Disc Drive 简称HDD是电脑主要的存储媒介

一：硬盘的组成

1、接口

IDE：IDE是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器，我们常说的的IDE接口，也叫ATA 接口，PATA接口、并行ATA接口，并口。

SCSI：SCSI是一种总线型的系统接口，它不是专门为硬盘设计的，SCSI接口的优势在于它支持多种设备，传输速度比ATA高，CPU的占用率很低，一般应用于服务器

SAS：即串行连接SCSI、兼容SATA、一般也是用于服务器。

Serial ATA：Serial ATA称为串行ATA接口（SATA接口），这是相对于IDE的并行接口来说的，与IDE接口比SATA接口有无可比拟的优势。

如图从左至右分别为IDE-SCSI-SATA

2、控制电路板

包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路等。如下图！

3、硬盘内部结构

磁头组件：磁头组件是硬盘中最精密的部位之一，有读写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成。

磁头驱动机构：磁头驱动机构由声圈电动机和磁头驱动小车组成，新型大容量盘有防震动机构。

磁盘片：磁盘片是硬盘存储数据的载体。硬盘的盘体有一个或多个重叠在一起并由垫圈隔开的磁盘片组成。

主轴组件：主轴组件包括主轴部件，如轴承和马达等。如下图所示：

4、硬盘逻辑结构盘面

盘面：硬盘的每一个盘片都有两个盘面，即上、下两面，一般每个盘面都会利用，都可以存储数据，成为有效盘面，也有个别的硬盘盘面数为单数的。每一个这样的有效盘面都有一个盘面号，按从上到下的顺序从“0”开始编号。在硬盘系统中，盘面号又叫磁头号，因为每一个有效盘面都有一个对应的读写磁头。

磁道：磁盘在格式化时被划分成许多同心圆，这些同心圆轨迹叫做磁道。磁道从外向内从0开始编号。

柱面：所有盘面上的同一磁道构成一个圆柱，通常称为柱面，柱面和磁道一样，由外向内从0开始编号。数据的读写按柱面进行。即首先在同一柱面内从0磁头开始进行读/写操作，依次向下直到同一柱面所有的磁头都读写过数据将柱面读完写满之后，才移到下一个柱面扇区：操作系统以扇区形式将信息存储在硬盘上。在磁道上，按照一定的数据位长度截取的圆弧就是扇区，扇区从1开始编号。扇区中的数据作为一个单元同时的读出或写入。

簇：操作系统都是以簇为单位的文件来分配磁盘空间、每个簇只能由一个文件所占用、及时这个簇只有几字节、决不允许两个文件以上的文件公用一个簇、否则会造成数据的混乱。如下图！

5、硬盘数据结构

硬盘在存储数据之前，需要经过低级格式化、分区和高级格式化这三个步骤之后才能使用。作用是在物理硬盘上建立一定的数据逻辑结构。

主引导扇区：主引导扇区位于整个磁盘的0柱面0磁头1扇区、包括MBR、DPT和结束标记。MBR，即主引导记录区，存放引导程序。

操作系统引导扇区：操作系统引导扇区是操作系统可以直接访问的第一个扇区、通常位于0柱面1磁头1扇区。它包括一个引导程序和一个被成为BPB的本分区参数记录表。BPB参数块记录着本分区的起始扇区、结束扇区、文件存储格式、硬盘介质描述符、根目录大小、FAT 个数、分配单元的大小等重要参数。

文件分配表区：同一个文件的数据不是一定完整的存放在磁盘的一个连续的区域内，往往会分成若干段，像一条链子一样存放。这种存储方式成为链式存储。为了实现链式存储，硬盘上必须准确地记录哪些簇已经被文件占用，还必须为每个已经占用的簇指明存储后继内容的下一个簇的簇号，对一个文件的最后一簇，则要指明本簇无后继簇，这些都有FAT表来保存。

文件目录区：DIR也称文件目录表，是根目录区，紧接着第二FAT表（即备份的FAT表）之后，记录着根目录下每个文件的起始单元、文件的属性等。定位文件位置时，操作系统根据DIR中的起始单元，结合FAT表就可以确定文件在硬盘中的具体位置和大小。

数据区：数据区，是真正意义上的数据存储的地方，位于DIR区之后，占用硬盘绝大部分的空间。

二：硬盘的参数

容量：1GB=1024MB、但厂商通常标称时算为1GB=1000MB、所以通常我们的硬盘实际容量都比标注的小。

未格式化容量：物理特性最大容量、低级格式化后其容量会适当减小

格式化容量：实际可使用容量

单碟容量：单碟容量是硬盘相当重要的参数之一。硬盘是由多个存储碟片组合而成，而单碟容量就是指一个存储碟所能存储的最大数据量。硬盘单碟容量提高不仅仅可以带来总容量提升，有利于降低生产成，提高工作稳定性；而且单碟容量越大其内部数据传输速率就越快。

转速：硬盘通常是按每分钟转速计算：该指标代表了硬盘主轴马达带动磁盘的转速。

平均寻道时间：平均寻道时间指硬盘在盘面上移动读写磁头到指定磁道寻找相应目标数据所用的时间，单位为毫秒。当单碟容量增大时，磁头的寻道动作和移动距离减少，从而使平均寻道时间减少，加快硬盘访问速度。

外部数据传输率：外部数据传输率是指计算机通过接口将数据交给硬盘的传输速度。

内部数据传输率：内部传输率是指硬盘磁头与缓存之间的数据传输率，简单说就是硬盘将数据从盘片上读取出来，然后存储在缓存上的速度。内部传输率可以明确表现出硬盘的读写速度，它的高低才是评价一个硬盘整体性能的决定性因素。

缓存：缓存是硬盘与外部交换数据的临时场所。提高硬盘与外部数据的传输速度、硬盘读写数据时，通过缓存一次次地填充与清空，再填充，再清空，就像一个中转仓库一样。

三：硬盘的保养

防震动：虽然硬盘加入了防震抗摔功能，但碰撞和震动依然是硬盘的几大杀手之一。过度的碰撞和长期工作在震动的环境下极易造成硬盘盘片与磁头结合不严密，磁头断裂的现象，特别是在硬盘工作中，后果将会更加的严重。因此，一定要将硬盘紧密的固定的机箱内部，上紧每一颗螺丝。另外工作过程不要直接移动硬盘和移动机箱，需要将电脑移动位置时轻拿轻放。

防灰尘：硬盘的磁头与盘片接触是十分紧密的，不允许有半点的灰尘，如果灰尘落入硬盘盘片上后，那么就意识着硬盘离损坏为期不晚。如果在灰尘严重的环境下长期工作，硬盘很容易吸引空气中的灰尘颗粒，使其长期积累在硬盘的内部电路元器件上，会影响电子元器件的

热量散发，使得电路元器件的温度上升，产生漏电或烧坏元件。灰尘也可能吸收水分，腐蚀硬盘内部的电子线路。切记普通用户不可自行拆开硬盘。

防非法关机：当硬盘在工作中是，盘片处于高速运转状态，磁头停留在盘片的不同位置读取磁盘中存放的数据。如果中途突然断电，磁头便会迅速做归位动作，则可能导致磁头与盘片猛烈磨擦而损坏硬盘盘片。做到尽量避免突然断电导致非法关机，再者WINDOS自带重新启动功能也尽量少用，因为这一功能会使硬盘在瞬间突然断电加电，也极容易引起硬盘的各种故障，如果需要重新启动，则正确的方法是在电脑关闭10秒钟以后再按开机按钮打开电脑。

防静电：对于硬盘而言，其背部的电路版同样会受到静电的伤害。因些，不能用手随便地触摸硬盘背面的电路板。有些类型的硬盘会在其外部包上一层护膜，它除具备防震功能外，更把电路板保护其中，这样我们就可以不用担心什么静电了。

防高温低温：硬盘工作时会产生一定热量，使用中当然存在散热问题。过高或过低都会使晶体振荡器的时钟主频发生改变。温度还会造成硬盘电路元器件失灵，磁介质也会因热胀效应而造成记录错误。温度过低，空气中的水分会被凝结在集成电路元器件上，造成短路。而湿度过高时电子元器件表面可能会吸附一层水膜，氧化、腐蚀电子线路，以致接触不良，甚至短路，还会使磁介质的磁力发生变化，造成数据的读写错误、湿度过低容易积累大量的因机器转动而产生的静电荷，从而烧坏CMOS电路，吸附灰尘而损坏磁头、划伤磁盘片。

电压不稳定也会造成硬盘损坏。至于磁盘碎片整理建议不要经常做、不做也不行、额、我也不知道经常整理碎片有没有影响、几个月做一次吧、额个人意见可以无视！！！

低格不到万不得已也不要做、做之前要有报废的思想准备。

附：在这解说一下硬盘检测工具HD Tune在“健康”测试中个参数的含义（仅作参考，因为原始数据的含义为硬盘厂家保密的，不同厂家可能不同）以西部数据为例

下面我们先大概了解一下S.M.A.R.T属性表：

S.M.A.R.T.包含很多个属性，每个属性值只有两种含义，超过阈值和没有超过阈值。一旦有属性值超过了阈值，表明“硬盘快不行了”。每个硬盘的S.M.A.R.T.信息中，都注明了这些属性的阈值，不同厂家的阀值是不同的。不同的属性值对于阈值的对比关系也有两种情况，应大于阈值和应小于阈值。

下面列出几个笔者觉得比较重要的属性进行说明：

(01) 读取错误率 Read Error Rate (应小于阈值)

硬件读取错误率，在从磁盘表面读取数据发生错误时记录。任何大于0的数据表明在磁盘表面或者读写柱头发生过问题。这项的最差值很低的话，则提示硬盘多半有坏道。某些二手硬盘检测这个数值不正常的话，有可能是被修复或屏蔽过坏道。

(03) 马达旋转到标准转速所需时间：此项的“当前≥最差”值属于正常，数据值大表明硬盘启动较慢，环境温度有点影响(理想的工作温度应在10℃～35℃，相对湿度应为30％～80％)。数据值XXXX指启动后到开始读取硬盘信息所需时间XXXX毫秒。

(04) 马达重启/停止计数：“数据”值表示硬盘的重启次数。

(05) 重新映射扇区计数 Reallocated Sectors Count (应小于阈值)

重新映射扇区的计数值。硬盘发现一个读、写或校验错误时，会将这个扇区重新映射并将数据转移到一个特殊的保留的空闲区域，这些区域就称为重新映射扇区。也就是说，硬盘是无法通过检测来发现“坏块”的，所有的坏块都被隐藏到了重新映射的扇区里面了，当然这样

读写速度会有影响变慢。

(07) 寻道错误率：(数据值越小性能越好，通常无阈值)

(09) 通电时间计数 Power-On Hours Count，POH (越小越好，通常无阈值)

通电状态下的小时计数。这个值表示了硬盘通电状态下总计的小时计数，不过不同厂家这个值的单位有所不同，也有以分钟、秒钟为单位的。新买回的硬盘应该小于10小时吧，不然有可能是被JS掉包的问题产品。

(0A) 马达重试计数 Spin Retry Count (应小于阈值)

马达尝试启动的重试计数。这个属性存储了马达为了达到标准转速而进行的启动尝试的总计数，即第一次启动并不能成功达到标准转速。数值高可能电路或是硬盘的保留区有问题，说明硬盘的机械系统出现了问题。

(0C) 通电周期计数 Power Cycle Count (越小越好，通常无阈值)

这个属性表明了整个硬盘通电/去电周期的次数，即开关次数。

(C0) 断电磁头缩回计数 (越小越好，通常无阈值)

这个属性表明了整个硬盘非正常通电/去电时磁头动作的次数，即非安全开关次数。比如突然停电或者死机按热启键就会增加。

(C2) 温度Temperature (越小越好，通常无阈值)

当前内部温度。一般不应超过45摄氏度。

(C4) 重新映射事件计数 Reallocetion Event Count (应小于阈值)

重新映射操作的计数值。这个属性值表明了将重新映射扇区的数据转移到空闲区域的尝试总次数。成功的转移和不成功的转移都会被计数。

(C5) 当前待映射扇区计数 Current Pending Sector Count (应小于阈值)

“不稳定的”扇区数量，即等待被映射的扇区数量。如果不稳定的扇区随后被读写成功，这个值会降低，扇区也不会重新映射。扇区读取错误不会造成重新映射，扇区只会在写入失败时发生重新映射。这个值有时候会有问题，因为带缓存写入不会重新映射扇区，只有直接读写才会真正写入磁盘。假如这个数值异常，则可能预示硬盘快挂了。

(C6) 无法校正扇区计数 Uncorrectable Sector Count (应小于阈值)

读写扇区时发生的无法校正的错误总计数。这个值上升表明硬盘表明有缺损或者机械系统有问题。

(C7) 直接内存访问校验错误计数 UltraDMA CRC Error Count (应小于阈值)

通过接口循环冗余校验(Interface Cyclic Redundancy Check，ICRC)发现的通过接口电缆进行数据传输的错误。

(C8) 写入错误率 Write Error Rate (应小于阈值)

写入一个扇区时发生错误的总数。

如果上述某项或几项出现“变红”，那问题可能比较严重，请赶快进行数据备份处理，不然一旦硬盘坏掉可能会给你造成重大的损失。

● 有关扇区编号的基本知识：

介绍一下有关硬盘扇区编号规则的3个易混淆的术语“物理扇区编号”、“绝对扇区编号”和“逻辑扇区编号”。

我们都知道硬盘扇区的定位有两种办法：

1.直接按柱面、磁头、扇区3者的组合来定位（按这种编号方式得到的扇区编号称为物理扇区编号）；

2.按扇区编号来定位（又分“绝对扇区编号”和“逻辑扇区编号”两种）。

这两种定位办法的换算关系如下图：（设图中所示硬盘每道扇区数均为63）

如图所示，由于目前大多数硬盘采用的是一种“垂直分区结构“，故左图一磁头数为2、盘片数为1的硬盘，图中0磁头所对扇区的表示方法就有2种，即：0柱面0磁头1扇区=绝对0扇区，而1磁头所对扇区的表示方法也有2种，即：1柱面0磁头1扇区=绝对63扇区。如果是如右图所示磁头数为4、盘片数为2的硬盘，那么则顺着垂直于盘片的箭头线方向进行如图的绝对扇区的编号。

上面，我们说了物理扇区、绝对扇区的编号方式，而逻辑扇区编号由于是操作系统采用的扇区编号方式，而操作系统只能读取分区内部的数据内容，故逻辑扇区是从各分区内的第一个扇区开始编号，如我们下文对mbr的说明可以知道：mbr这个扇区所在硬盘磁道是不属于分区范围内的，紧接着它后面的才是分区的内容,因此一般来说绝对63扇区= c:分区逻辑1扇区。好，让我们列个表总结一下3种编号方式的不同：

需要说明的是：本文假设所使用的硬盘每道扇区数都为63。各位手头上所使用的硬盘具体的每道扇区数则可以在BIOS设置内有关硬盘参数的设置内查到。

● 有关MBR、分区表、DBR的基本知识：

硬盘MBR(硬盘主引导记录)及硬盘分区表介绍

硬盘MBR就是我们经常说的“硬盘主引导记录”，简单地说，它是由FDISK等磁盘分区命令写在硬盘

绝对0扇区的一段数据，它由主引导程序、硬盘分区表及扇区结束标志字（55AA）这3个部分组成，如下表：

这3部分的大小加起来正好是512字节=1个扇区（硬盘每扇区固定为512个字节），因此，人们又形象地把MBR称为“硬盘主引导扇区”。

这个扇区所在硬盘磁道上的其它扇区一般均空出，且这个扇区所在硬盘磁道是不属于分区范围内的，紧接着它后面的才是分区的内容（也就是说假如该盘每磁道扇区数为63，那

么从绝对63扇区开始才是分区的内容）。

硬盘DBR(硬盘分区引导记录)介绍

DBR是各个分区自己的引导记录,又称“分区引导记录”,它是由FORMAT高级格式化命令写在各个分区开始处第一个扇区(比如说:主分区C:从1磁头0柱面1扇区=逻辑1扇区=绝对63扇区）开始,那么C:区逻辑1扇区就是DBR所存放的位置)的一段数据.这段数据主要由以下几个部分组成:

1.占3个字节的跳转指令；

2.占8个字节的操作系统厂商标识及版本号;

3.占19个字节的分区参数表(又称BPB),里面存放着对该分区进行读写操作时所必备的参数(如该分区内每扇区所包含的字节数、每簇扇区数、每个磁道的扇区数、该分区FAT份数等)；

4.占480个字节的DOS引导代码,它负责把DOS引导文件IO.SYS、MSDOS.SYS装入内存；

5.占2个字节的结束标志字”55AA”.

以上5个部分也正好占1个扇区；和MBR有所不同的是：DBR扇区后面一般就紧接着存放该分区的FAT（文件分配表，共2份）。

综上所述，我们知道硬盘MBR负责总管硬盘分区，只有分区工具才能对它进行读写（如FDISK）；而DBR则负责管理某个具体的分区，它是用操作系统的高级格式化命令（如FORMAT）来写入硬盘的。在系统启动时，最先读取的硬盘信息是MBR，然后由MBR内的主引导程序读出DBR，最后才由DBR内的DOS引导代码读取操作系统的引导程序，其中任何一个环节出了问题，操作系统都无法正常启动成功，如果是MBR部分出了问题,即使只是“55AA”标志字丢失或被改为其他值，通常都会出现“无效分区表”、“逻辑盘丢失”、“启动死机等现象”；而如果是DBR部分出了问题，通常会出现“未格式化的分区”的错误提示。