磁盘技术及应用：硬盘驱动器构成与扩容方法

磁盘在平整的磁性表面存储和检索数字数据，信息通过离磁性表面很近的磁头，由电磁流来改变极性方式被电磁流写到磁盘上。信息可以通过相反的方式读取，例如读头经过纪录数据的上方时磁场导致线圈中电气信号的改变。硬盘的读写是采用随机存取的方式，因此可以以任意顺序读取硬盘中的数据。硬盘包括一片或数片高速转动的磁盘以及放在执行器悬臂上的磁头（见图2-7）。

图2-7　磁盘

通过改变磁盘表而部分微粒的磁化方向，可以轻易地更改或删除磁存储的数据。磁存储的这个特性为编辑数据和再利用含有无用数据的存储介质空间提供了很大的灵活性。

目前磁硬盘技术成为大多数计算机系统的主要存储技术的原因有三个：第一，它有很大的存储容量；第二，它能很快地从文件中存取数据；第三，硬盘经济实惠。

硬盘驱动器由一个或多个盘片和与之相关的读写头组成，大多数计算机都将它作为主存储设备。硬盘盘片由覆盖有磁性铁氧化物微粒的铝或玻璃的扁平硬质盘片构成。盘片数目越多，数据存储容量越大。盘片会以每分数千转甚至上万转的转速绕固定轴旋转。盘片的每一面都对应有一个读写头，通过它在硬盘盘片表面的移动来读取数据。读写头就悬浮在磁盘表面上方几微英寸（1英寸的百万分之一）的地方。

计算机硬盘盘片的直径通常是3.5英寸或2.5英寸。3.5英寸的硬盘主要用于台式机，存储容量最大可达12TB；2.5英寸的硬盘主要用于便携机。(www.xing528.com)

硬盘的访问时间通常是5～10ms，硬盘驱动器的速率也用每分钟的转动数（revolutions per minute，rpm）来度量。驱动器旋转越快，将读写头定位到所需数据位置所需的时间越短，单位时间内扫过磁头的存储单元越多，数据传输速率越高，但同时噪音、耗电量和发热量也较高。

计算机技术数据通常会详细说明硬盘驱动器的接口类型、容量、访问时间和转速。所以“SATA2 3TB/8ms/7200rpn”是指硬盘驱动器的接口为SATA2，容量为3TB，访问时间是8ms，转速是每分7200转。而技术资料中很少提及硬盘的数据传输速率，通常硬盘的平均数据传输速率为100Mbps左右，而企业级服务器的硬盘数据传输率可达200Mbps，固态盘甚至可以达到300Mbps。

如果磁盘容量不够，可以通过添加硬盘驱动器来增加。增加的硬盘驱动器也可以作为主驱动器的备份。硬盘驱动器可以安装在机箱内部或外挂在系统的外部。内装的驱动器相对便宜，而且很容易安装在台式机的主机中。外挂的驱动器价格会贵一些（需要增加较多的接口和电源电路），但携带方便，可以用线缆连接在台式机或笔记本电脑上。

当前主要的硬盘制造商有：西部数据（Western Digital）、希捷（Seagate）和东芝（Toshiba）。