硬盤工作原理

1、計算機技能訓(xùn)練課程計算機技能訓(xùn)練課程 實驗二實驗二BIOSBIOS基礎(chǔ)及硬盤處理基礎(chǔ)及硬盤處理目錄p硬盤讀寫數(shù)據(jù)的原理p什么是BIOS,CMOSpBIOS的功能及啟動內(nèi)容了解硬盤硬盤（港臺稱之為硬碟，英文名：Hard Disk Drive 簡稱HDD 全名 溫徹斯特式硬盤）是電腦主要的存儲媒介之一，由一個或者多個鋁制或者玻璃制的碟片組成。這些碟片外覆蓋有鐵磁性材料。絕大多數(shù)硬盤都是固定硬盤，被永久性地密封固定在硬盤驅(qū)動器中。l固態(tài)硬盤l機械硬盤l混合硬盤(磁性硬盤+閃存)硬盤的組成硬盤的組成盤片、磁頭、盤片主軸、控制電機、磁頭控制器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、接口、緩存等幾個部份組成。磁頭驅(qū)動機構(gòu)盤面、磁道

2、、柱面和扇區(qū)l盤面盤面硬盤的盤片一般用鋁合金材料做基片，高速硬盤也可能用玻璃做基片。硬盤的每一個盤片都有兩個盤面（Side），即上、下盤面，一般每個盤面都會利用，都可以存儲數(shù)據(jù)，成為有效盤片，也有極個別的硬盤盤面數(shù)為單數(shù)。每一個這樣的有效盤面都有一個盤面號，按順序從上至下從“0”開始依次編號。l磁道磁道磁盤在格式化時被劃分成許多同心圓，這些同心圓軌跡叫做磁道（Track）。磁道從外向內(nèi)從0開始順序編號。每段圓弧叫做一個扇區(qū)，扇區(qū)從“1”開始編號。l柱面柱面所有盤面上的同一磁道構(gòu)成一個圓柱，通常稱做柱面（Cylinder），每個圓柱上的磁頭由上而下從“0”開始編號。數(shù)據(jù)的讀/寫按柱面進行，即磁

3、頭讀/寫數(shù)據(jù)時首先在同一柱面內(nèi)從“0”磁頭開始進行操作，依次向下在同一柱面的不同盤面即磁頭上進行操作，只在同一柱面所有的磁頭全部讀/寫完畢后磁頭 才轉(zhuǎn)移到下一柱面l扇區(qū)扇區(qū)操作系統(tǒng)以扇區(qū)（Sector）形式將信息存儲在硬盤上，每個扇區(qū)包括512個字節(jié)的數(shù)據(jù)和一些其他信息。一個扇區(qū)有兩個主要部分：存儲數(shù)據(jù)地點的標識符和存儲數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)段。盤面、磁道、柱面和扇區(qū)硬盤讀寫數(shù)據(jù)原理 系統(tǒng)將文件存儲到磁盤上時，按柱面、磁頭、扇區(qū)的方式進行，即最先是第1磁道的第一磁頭下（也就是第1盤面的第一磁道）的所有扇區(qū)，然后，是同一柱面的下一磁頭，一個柱面存儲滿后就推進到下一個柱面，直到把文件內(nèi)容全部寫入磁盤。 系統(tǒng)也

4、以相同的順序讀出數(shù)據(jù)。讀出數(shù)據(jù)時通過告訴磁盤控制器要讀出扇區(qū)所在的柱面號、磁頭號和扇區(qū)號（物理地址的三個組成部分）進行。磁盤控制器則 直接使磁頭部件步進到相應(yīng)的柱面，選通相應(yīng)的磁頭，等待要求的扇區(qū)移動到磁頭下。在扇區(qū)到來時，磁盤控制器讀出每個扇區(qū)的頭標，把這些頭標中的地址信息與期待檢出的磁頭和柱面號做比較（即尋道），然后，尋找要求的扇區(qū)號。待磁盤控制器找到該扇區(qū)頭標時，根據(jù)其任務(wù)是寫扇區(qū)還是讀扇區(qū)，來決定是轉(zhuǎn)換寫電路， 還是讀出數(shù)據(jù)和尾部記錄。找到扇區(qū)后，磁盤控制器必須在繼續(xù)尋找下一個扇區(qū)之前對該扇區(qū)的信息進行后處理。如果是讀數(shù)據(jù)，控制器計算此數(shù)據(jù)的ECC碼，然 后，把ECC碼與已記錄的ECC

5、碼相比較。如果是寫數(shù)據(jù)，控制器計算出此數(shù)據(jù)的ECC碼，與數(shù)據(jù)一起存儲。在控制器對此扇區(qū)中的數(shù)據(jù)進行必要處理期間，磁 盤繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。BIOS CMOS介紹 BIOS全名為(Basic Input Output System)即基本輸入/輸出系統(tǒng)，是電腦中最基礎(chǔ)的而又最重要的程序。我們把這一段程序存放在一個不需要電源的記憶體（芯片）中，這就是平時所說的BIOS。BIOS包含了一組設(shè)備驅(qū)動程序的集合BIOS的功能什么是BIOS設(shè)置BIOS是硬件與軟件程序之間的一個接口或者說是轉(zhuǎn)換器，負責(zé)解決硬件的即時需求，并按軟件對硬件的操作要求具體執(zhí)行。我們所使用的計算機都是由一些硬件設(shè)備組成的，而這些硬件設(shè)備會由

6、于用戶的不同需要而在品牌、類型、性能上有很大差異。例如，對于硬盤，就可能存在容量大小和接口類型等方面的不同，而不同的硬件配置所對應(yīng)的參數(shù)也不同，因此，我們在使用計算機之前，一定要確定它的硬件配置和參數(shù)，并將它們記錄下來，存入計算機，以便計算機啟動時能夠讀取這些設(shè)置，保證系統(tǒng)正常運行。由于它是存在于芯片中的軟件，所以一般我們稱為固件。BIOS CMOS介紹BIOS分類1、計算機系統(tǒng)一般包括三類BIOS ，主板BIOS 、BIOS為適配器插卡BIOS 、BIOS為從磁盤上加載的設(shè)備驅(qū)動程序 2、主板BIOS的功能 通電自檢功能 、系統(tǒng)初啟時的系統(tǒng)設(shè)置和系統(tǒng)初始化程序，即BIOS SETUP程序 、

7、引導(dǎo)程序 、BIOS（基本輸入輸出系統(tǒng)） 3、主板BIOS的POST自檢功能的作用是檢查計算機的處理器、存儲器、芯片組、視頻適配器、磁盤控制器、磁盤驅(qū)動器、鍵盤以及系統(tǒng)的其他一些關(guān)鍵部件 。不檢查電源部分。4、BIOS SETUP程序用于修改系統(tǒng)配置參數(shù)，并將此配置寫入CMOS RAM中。BIOS和CMOS的區(qū)別BIOS是一組設(shè)置硬件的電腦程序，保存在主板上的一塊EPROM或EEPROM芯片中，里面裝有系統(tǒng)的重要信息和設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置程序BIOS Setup程序 。CMOS即：Complementary Metal Oxide Semiconductor互補金屬氧化物半導(dǎo)體，是主板上的一塊可

8、讀寫的RAM芯片，用來保存當前系統(tǒng)的硬件配置和用戶對參數(shù)的設(shè)定，其內(nèi)容可通過BIOS進行讀寫。CMOS芯片由主板上的鈕扣電池供電，即使系統(tǒng)斷電，參數(shù)也不會丟失。CMOS芯片只有保存數(shù)據(jù)的功能，而對CMOS中各項參數(shù)的修改要通過BIOS的設(shè)定程序來實現(xiàn)。 BIOS是一套程序，可以理解成軟件，而CMOS才是一顆存儲芯片BIOS的功能從功能上看，BIOS分為三個部分l自檢及初始化程序開機后BIOS最先被啟動，然后它會對電腦的硬件設(shè)備進行完全徹底的檢驗和測試。如果發(fā)現(xiàn)問題，分兩種情況處理：嚴重故障停機，不給出任何提示或信號；非嚴重故障則給出屏幕提示或聲音報警信號，等待用戶處理。如果未發(fā)現(xiàn)問題，則將硬件

9、設(shè)置為備用狀態(tài)，然后啟動操作系統(tǒng)，把對電腦的控制權(quán)交給用戶。l硬件中斷處理開機時，BIOS會告訴CPU各硬件設(shè)備的中斷號，當用戶發(fā)出使用某個設(shè)備的指令后，CPU就根據(jù)中斷號使用相應(yīng)的硬件完成工作，再根據(jù)中斷號跳回原來的工作。l程序服務(wù)請求BIOS直接與計算機的I/O（Input/Output，即輸入/輸出）設(shè)備打交道，通過特定的數(shù)據(jù)端口發(fā)出命令，傳送或接收各種外部設(shè)備的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)軟件程序?qū)τ布闹苯硬僮?。Standard CMOS Features（標準系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置）Standard CMOS Features（標準系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置）Advanced BIOS Features (BIOS功能參數(shù)設(shè)定) Award BIOS自檢響鈴含義FAQu固態(tài)硬盤能取代機械硬盤嗎?ucmos沒電怎么辦？u為什么刪除的數(shù)據(jù)可以恢復(fù)？.為什么刪除的數(shù)據(jù)可以恢復(fù)？硬盤存放文件時，操作系統(tǒng)首先會在硬盤的文件分配表內(nèi)寫上文件名稱、大小，并根據(jù)數(shù)據(jù)區(qū)的空閑空間在文件分配表上繼續(xù)寫上文件內(nèi)容在數(shù)據(jù)區(qū)的起始位置，然后開始向數(shù)據(jù)區(qū)寫上文件的真實內(nèi)容，這樣一個文件存放操作才算完畢。而當我們刪除文件時，其步驟卻比建立文件要簡單得多。我們執(zhí)行