计算机磁盘存储设备
计算机磁盘存储设备【1】
摘要：硬件设备是计算机运行的基础，而存储设备是计算机不可或缺的组成部分，本文探讨的是计算机磁盘存储设备中的硬盘和移动存储设备。
对硬盘的工作原理、分类、维护及移动存储设备的重要性、类型这些方面进行阐述，以期对计算机磁盘存储设备做较为全面的分析。
关键词：计算机;硬件;存储
一、前言
存储设备是计算机的重要组成部分，一般将计算机存储设备分为内存储器和外存储器，内存储器即内存属于计算机的主存储器，外存储器则属于辅存储器。
而计算机的外存储器一般又称磁表面存储设备，虽然计算机的磁盘存储设备只是计算机的辅存储器，但是磁盘存储设备在计算机应用过程中发挥不可替代的作用，是计算机的重要组成硬件，对计算机磁盘存储设备进行研究，也是有其不可忽视的作用，本文主要是就硬盘和移动存储设备入手对计算机磁盘存储设备进行探讨。
二、硬盘
(一)硬盘工作原理
硬盘是计算机中最重要也是容量最大的外部存储器，区别于内存的临时存储数据，硬盘是永久性存储数据的，即使是断电，硬盘内的数据也不会丢失。
硬盘主要是包括盘片、磁头、盘片主轴电机、磁头控制器、控制电机、数据转换器、缓存和接口等几个部分组成，硬盘的内部被抽成真空状，硬盘盘片就放置在主轴电机上，磁头与盘片则保持着极其微小的距离。
硬盘的工作原理就是当硬盘接收到指令时，磁头就根据接收到的地址，通过磁盘的转动来找到正确的位置，读取需要的信息并将信息保存在缓冲区，缓冲区中的数据通过接口与外界进行数据交换，完成整个数据存储的操作过程。
(二)硬盘分类
根据接口技术的不同，我们一般将硬盘分为IDE硬盘、SCSI硬盘和Serial ATA硬盘和光纤通道硬盘四大类。
IDE是智能驱动设备(Intelligent Drive Electronics)或集成驱动设备(Integrated Drive Electronics)的缩写。
IDE接口是一个集成的存储设备接口，通过它，磁头控制器被集成在硬盘驱动器或者是光盘驱动器中。
IDE硬盘采用的是“ATA”标准规范，只支持两个设备，硬盘空间也只有528NB，远不能满足实际应用需要，所以现在普遍使用的是增强型IDE标准，可以支持4个设备，并且能够支持大容量的硬盘。
提高计算机运行速度的最大“瓶颈”就是硬盘，受IDE接口所限，虽经改良，IDE硬盘的速度已经是趋于极限，所以出现了SCSI接口硬盘。
SCSI是一种总线型接口，最大的优势就在于它的系统占用率极低，还可以串接7个以上的外部设备，而且能支持更大容量的硬盘，传输速率也更高。
但是SCSI接口硬盘的价格相对较高，而且在使用时还必须购买另外的SCSI卡，因此很少应用于家用计算机上，主要是用于网络服务器、高档计算机和工作站。
Serial ATA标准简称SATA标准，是一项新兴的电子接口技术，采用SATA的存储设备配置起来简单，并且由于采用了串行技术和8/10位编码法，串行接口结构简单、支持热插拔、传输速率快，这不仅是提高了总体的传输性能，还能对传输指令进行检查，若发现错误会自动矫正，绕开了并行传输存在的问题，在很大程度上提高了数据传输的可靠性。
光纤通道(Fiber Channel)技术被称为21世纪互连技术，它和SCIS接口一样，光纤通道最初并不是为硬盘设计开发的接口技术，是为网络系统设计的，但随着存储系统对速度的需求，为满足更快的处理速度，更大容量的存储设备的客观需求，光纤通道技术才逐渐应用到硬盘系统中。
光纤通道硬盘也因其热插拔性、远程连接、高速带宽、连接设备数量大等优势，受到广泛的关注。
(三)硬盘的维护
硬盘的日常维护影响到硬盘的使用性能及使用寿命，在使用硬盘的过程中是否做好硬盘的维护工作，结果差别很大，因此做好硬盘的维护是在硬盘使用过程中应十分注意的一环。
做好硬盘的维护，首先要做好防尘，硬盘腔体基本上是密闭式的，通过带有超精过滤纸的呼吸孔与外界相通。
若硬盘使用环境中灰尘过于多，灰尘就容易被吸附到印制电路板的表面和主轴电机的内部、堵塞呼吸过滤器，甚至还会使某些对灰尘敏感的传感器不能正常工作。
二是要注意防震，硬盘在进行读写操作时若受到大的震动，就可能会造成磁头与数据区相撞击，这种撞击会导致盘片数据区损坏甚至是盘面划伤。
目前一些硬盘厂商声称的其生产的硬盘具有“抗撞能力”或“防震系统”，指在硬盘在尚未启动状态下的防震、抗撞能力，而不是开机状态。
所以当需要搬动计算机或从计算机上拆卸硬盘时，最好先关机后等待上十几秒，待硬盘完全停止运转后再进行。
三是防止高温、潮湿、磁场等的影响。
在日常工作过程中，尽可能使硬盘的工作环境湿度保持在50%-60%之间，温度保持在20-25℃之间。
另外，计算机尽量不要靠近音箱、电机、电台等强磁场以保护硬盘内的数据。
要保证工作电压的稳定，必要时可使用UPS电源。
硬盘对静电也非常敏感，因此千万不要用手触摸硬盘的印制电路板;插拔硬盘的电源线和数据线时也要注意先将电源切断。
四是不要轻易对硬盘进行低级格式化操作，避免对盘片性能带来不必要地影响;而频繁的高级格式化操作，同样也会对盘片性能带来影响，所以要慎重对待硬盘的格式化操作，在不重新分区的情况下，可采用加参数“Q”的快速格式化命令。
三、移动存储设备
(一)移动存储设备的重要性
移动存储设备主要是用于存储数据文件或者是在计算机之间进行数据的交流，早期的移动存储器主要是软盘，而随着计算机技术的发展，现今已经出现了越来越多容量大、容易携带的移动存储设备，如U盘、移动硬盘、闪存卡等。
计算机的每个硬件设备都有自己的一套连接的接口，但是随着外设的逐渐增多，外设接口的规格不一及有限的接口数量已无法满足众多外设连接的迫切需要。
而解决这个问题的办法就是提供一个设备的通用共享接口来连接计算机和周边设备。
而USB技术的诞生可以说是计算机外设连接技术的重大发展，大大促进了移动存储设备的应用，大量体积小、容量大、信息安全性高的移动存储设备应运而生，给计算机应用带来了极大的便利。
(二)移动存储设备的类型
早期的计算机移动存储设备是软盘，而随着软盘的逐渐淘汰，目前的移动存储设备主要有U盘、移动硬盘、MP3、MP4等。
软盘是一种磁介质形成的具有较小容量的存储器盘片，盘片是由一种柔软的聚脂磁性材料制成，软盘的读写是通过软盘驱动器完成的。
软盘按直径分类可分为3寸盘和5存盘，携带方便，但容量小，已不能满足目前用户的普遍需求。
软盘作为早期的移动存储设备，虽然是慢慢退出了计算机移动存储设备的市场，但应该说还是为计算机移动存储设备的发展奠定了基础。
U盘也称为闪盘或者是闪存，可用于存储数据文件或在计算机之间方便的进行文件交换。
U盘主要是由硬件部分和软件部分组成，其核心硬件包括闪存存储介质Flash存储芯片和控制芯片，还有PCB板、电容、电阻、USB端口和外壳等。
U盘具有存储容量大、速度快、工作时无需物理驱动器和外接电源，还可支持热插拔等优点，可说U盘是结合了软盘和硬盘的优点，并有效的克服了软盘容量小、硬盘携带不方便的缺陷，实现了无驱动存储。
虽然U盘具有体积小、安全性高等优点，容量也比软盘有了很大的提高，可是对于越来越大存储容量需求的用户而言仍有所不足，而移动硬盘就成了这类用户的首选。
移动硬盘是以硬盘为存储介质，在满足大容量数据移动存储需求的基础上也很好的兼顾了便携性。
目前大部分的移动硬盘是以标准硬盘为基础的，只有少数是以微型硬盘为基础，读写模式与标准IDE硬盘相同，多数采用的是USB、IEEE 1394等传输速度较快的接口，务求实现以较高的速度和系统进行数据传输。
继U盘和移动硬盘进入市场之后，MP3、MP4、MP5也相继以飞快的速度发展起来，它们除了具备U盘和移动硬盘的存储功能之外，还具有很多U盘和移动硬盘没有的功能，如高品质的音乐效果和强大的影音功能，越来越受到用户的喜爱。
四、小结
综上所述，存储器是计算机的主要设备之一，随着计算机技术的发展，存储器的容量越来越大，也就是能容纳的数据信息越来越多，用户对计算机处理信息的速度要求也越来越高，也就是说希望可以把信息存入存储器或从存储器读取出信息的速度越快。
磁盘存储设备具有能长期存储数据信息的非易失性等特点，而且存储的容量大、价格相对较低、可重复读写等，无论是硬盘还是移动存储设备都是属于在计算机的应用过程之中不可或缺的硬件设备。
参考文献：
[1]麻信洛.现代办公信息设备应用与维护[M].北京:科学出版社,2009:41
[2]梅志荣.磁盘存储技术浅析[J].物探装备,2006,2:131-133
[3]吴继伟.加强移动存储设备管理的几点思考[J].金融科技时代,2011,6:65
[4]许薇,赵玉兰.大学计算机基础[M].北京:人民邮电出版社,2009:57
[5]李秀广.移动存储设备安全问题研究[J].科技创新导报,2010,27:31
计算机硬盘存储的几个问题【2】
摘要：随着高新技术产业的发展逐步扩大，计算机发展的创新动力不断涌现，计算机原本的一些原始配件和问题凸显出来。
计算机硬盘的常见问题就具有复杂性和特殊性，其中一些与硬件修理技术相关的技巧性修理需要不断改进，在网络计算机发展速度日益加快的今天，计算机硬件的问题与改进需要不断的完善。
在文中作者以计算机硬盘存储为主要方向讨论了计算机硬盘存储常见的问题和改革对策。
关键词：计算机;硬盘存储;常见问题
一、计算机硬盘存储的概述
在日常计算机教学过程中需要了解计算机硬件的各项数据和使用性能，更需要注意计算机硬盘存储的重要作用和意义。
硬盘是电脑的重要组成部分，硬盘是一个可以存储的设备，可以暂时储存很多有效的资源，在一台电脑之中必须要配备硬盘才可以实现电脑的正常运用，硬盘对电脑起着相当大的作用，它存储了电脑的一部分资源和信息，在电脑的运行中起着决定性作用。
一个好的硬盘可以实现无故障运行两万个小时，一个较差的硬盘则难以实现长期运行，如果错误的使用硬盘，则会对硬盘造成巨大的损害。
笔者站在使用者和教学者的角度在文中分析这个问题。
硬盘具有一些其自身的特点，比如说转速，硬盘的转速是决定硬盘写入速度和写出速度的一个关键点，硬盘的转速标示的是硬盘盘片在一分钟内所能完成的最大转数，转速的快慢是硬盘档次的一个重要参数，是决定硬盘内部传输率的关键因素之一，决定着硬盘的品质。
硬盘的转速越快，硬盘寻找文件的速度也就越快，相对的硬盘的传输速度也就得到了提高。
硬盘转速以每分钟多少转来表示，单位表示为RPM，RPM是的缩写，是转/每分钟。
RPM值越大，内部传输率就越快，访问时间就越短，硬盘的整体性能也就越好。
二、计算机硬盘存储常见的一些问题分析
(一)计算机开机无法识别硬盘
计算机开机无法识别硬盘是一个最常见的硬盘存储自身的问题，这类问题对硬盘造成了一定的使用障碍。
计算机开机时不能够被识别，系统从硬盘处无法启动，从软盘或者光盘引导启动也无法访问硬盘，使用CMOS中的自动检测功能也无法发现现存的计算机硬件问题。
系统在使用硬盘时无法进入A盘也无法进入C盘，对于CMOS的自动检测没有办法实现全时监控硬盘，不能实现硬盘的顺利运行。
对于这类故障的分析作者主要进行两点归纳：第一，这类故障属于硬性故障，指的是磁头损坏、主线路板烧毁、微线路损坏、盘体损坏等故障。
磁头损坏的'典型现象就是开启计算机没有办法进行自我检验和识别，并且硬盘无法实现运转的咔嚓的声音，硬盘的马达没有转动起来，用手贴近硬盘也没有丝毫的震动感，这类就是硬故障，如果排除了电源及其线路的故障，就有可能是硬盘电路板的损坏导致的故障。
第二，是软故障造成的，这些问题表现在连接线的差错或者是IDE端口的位置错误。
(二)硬盘坏道的故障与问题
硬盘故障中硬盘扇区的坏道是造成硬盘使用障碍的主要问题，硬盘使用会导致微电路的数据传输太快而造成硬盘的烧毁，这类故障的表现主要是：突然间硬盘使用速度下降，出现操作变慢和使用变异常的现象，有时会发出异响，系统会直接提示系统无法读取或者无法写入该文件，每一次开机时就会启动自动磁盘扫描程序，自动运行该检测程序
但是却难以实现全面和顺利的检测，有时启动硬盘没有反应，无法进行有效的引导，用软盘或者光盘进行工作与驱动时会显示硬盘盘面不存在，而且在我的电脑操作中看不见盘符，具体表现如开机自检过程中，屏幕提示“Hard disk drive failure”，读写硬盘时提示“Sector not found”或“General error in reading drive C”等类似错误信息。
造成这类故障的主要原因是硬盘出现坏道的一种表现，硬盘坏道是逻辑坏道和物理坏道两种情况的综合体，逻辑坏道是可以用软件来修复的，而物理坏道是无法利用软件修复的，物理坏道是一种不可修复的坏道，会造成硬盘分区失败，扇区数据丢失。
(三)无论使用什么设备都不能正常引导系统
这种故障一般是由于硬盘被病毒的“逻辑锁”锁住造成的，“硬盘逻辑锁”是一种很常见的恶作剧手段。
中了逻辑锁之后，无论使用什么设备都不能正常引导系统，甚至是软盘、光驱、挂双硬盘都一样没有任何作用。
“逻辑锁”的上锁原理：计算机在引导DOS系统时将会搜索所有逻辑盘的顺序，当DOS被引导时，首先要去找主引导扇区的分区表信息，然后查找各扩展分区的逻辑盘。
“逻辑锁”修改了正常的主引导分区记录，将扩展分区的第一个逻辑盘指向自己，使得DOS在启动时查找到第一个逻辑盘后，查找下个逻辑盘总是找到自己，这样一来就形成了死循环。
三、针对计算机硬盘存储常见问题的一些解决措施
(一)计算机硬盘开机不可识别的故障排除
对于这种故障的排出，根据其自身故障形成的原因可以实现故障的排出，作者认为应该先从软故障排除开始入手。
软故障的排除做法主要有：第一，可通过重新插接硬盘电缆或者改换IDE口及电缆等进行替换试验，就会很快发现故障的所在;第二、如果新接上的硬盘也不被接受，一个常见的原因就是硬盘上的主从跳线，如果一条IDE硬盘线上接两个硬盘设备，就要分清楚主从关系。
而硬故障的解决方式也是一种有技巧性的选择，如果是硬盘电路烧坏采用的解决措施，那么就是盘体造成的问题，这就需要硬故障检测手段来解决这类问题。
第一，采取替换零部件的方式，第二，采取将数据转换出来重新更换在新的硬盘之中，避免数据丢失，硬盘修复后再将其还原。
(二)解决硬盘坏道的措施
硬盘坏道对计算机使用带来了困境，作者选用的针对性解决措施有两种：第一，针对逻辑坏道，推荐使用MHDD配合THDD与HDDREG等硬盘坏道修复软件进行修复，一般均可很好的识别坏道并修复。
或者选用插入软盘进入DM界面，选FILL ZERO选项执行就可以了，清零速度很快，只需一两分钟就可以了，清零以后就可以推出DM，重新启动计算机，坏道就可以进行修复了。
第二，针对物理坏道，直接推荐选用新的硬盘。
(三)解决硬盘设备的引导问题
在计算机的硬盘设备使用过程中硬盘设备会出现设备的无法引导问题，在出现无法引导时一般称为“逻辑锁”问题，针对“逻辑锁”的解决方法是进行“热插拔”硬盘电源。
这种方式的主要功能在于可以在系统启动时，先不给锁定的硬盘加电，而是等待启动完成后再给硬盘进行“热插拔”电源上的充足性。
启动完成插上电源后就可以实现系统正常控制硬盘了。
但是这种做法风险较高，作者多年的工作经验总结后，选择两种比较科学合理，风险较低的方式进行修理。
第一，先准备一张启动盘，在正常使用的机器上进行二进制的工具修改软盘的IO.SYS文件，在文件中搜索寻找一个新的字段为“55AA”字串符，在确定字符串之后修改为其他的任意数值，利用这张修改过后的系统软盘可以顺利的带着锁定的硬盘启动。
第二、因为DM是不依赖于主板BIOS去识别硬盘的一种工具，
就算在主板BIOS中将硬盘设为“NONE”，DM也可识别硬盘并进行分区和格式化等操作，所以我们也可以利用DM软件为硬盘解锁。
首先将DM拷到一张系统盘上，接上被锁硬盘后开机，按“Del”键进入BIOS设置，将所有IDE接口设为“NONE”并保存后退出，然后用软盘启动系统，系统即可“带锁”启动，因为此时系统根本就等于没有硬盘。
这样设置后再重新启动DM就可以发现D，M可以识别硬盘了，而且选中该硬盘就可以进行分区格式化的操作了。
参考文献：
[1]姜峰.计算机硬盘常见故障及维修,计算机软件与光盘,2010,9,80-82
[2]陈峰.计算机硬件故障分析与维护探析,计算机工程应用技术,2010,9,43-45
[3]郑国栋.如何充分发挥计算机硬盘系统的性能,硅谷,2012,1,23-25
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