作為存儲(chǔ)設(shè)備中的一員，硬盤起著極其重要的作用，我們的大多數(shù)數(shù)據(jù)都是通過硬盤來存儲(chǔ)。今天我們將深入了解硬盤的內(nèi)部世界，并掌握雙硬盤以及RAID磁盤列陣的安裝方法。
解讀硬盤
盡管在外部結(jié)構(gòu)方面，各種硬盤之間有著一定的區(qū)別，但是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)還是大同小異的，畢竟硬盤的本質(zhì)工作方式不會(huì)改變。打開硬盤外殼之后，我們也就能夠看到神秘的內(nèi)部世界，其核心部分包括盤體、主軸電機(jī)、讀寫磁頭、尋道電機(jī)等主要部件。不過需要提醒大家的是，千萬不要隨意打開硬盤的外殼，這將100%使整個(gè)硬盤報(bào)廢，因?yàn)橛脖P的內(nèi)部盤面不能沾染上一�；覊m，否則必定報(bào)廢。一般硬盤內(nèi)部結(jié)構(gòu)維修需要在要求極為嚴(yán)格的無塵實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。
1.盤體
盤體從物理上分為盤片、磁面(Side)、磁道(Track)、柱面(Cylinder)與扇區(qū)(Sector)等4個(gè)部分。磁面也就是組成盤體各盤片的上下兩個(gè)盤面，第一個(gè)盤片的第一面為0磁面，下一個(gè)為1磁面;第二個(gè)盤片的第一面為2磁面，依此類推……。磁道也就是在格式化磁盤時(shí)盤片上被劃分出來的許多同心圓。最外層的磁道為0道，號(hào)數(shù)向著磁面中心遞增。事實(shí)上，硬盤的盤體結(jié)構(gòu)與大家熟悉的軟盤非常類似。只不過其盤片是由多個(gè)重疊在一起并由墊圈隔開的盤片組成，而且盤片采用金屬圓片(IBM曾經(jīng)采用玻璃作為材料)，表面極為平整光滑，并涂有磁性物質(zhì)。
2.讀寫磁頭組件
讀寫磁頭組件由讀寫磁頭、傳動(dòng)臂、傳動(dòng)軸三部分組成。在工作時(shí)，磁頭通過傳動(dòng)臂和傳動(dòng)軸以指定半徑掃描盤片，以此來讀寫數(shù)據(jù)。磁頭是集成工藝制成的多個(gè)磁頭的組合，采用非接觸式結(jié)構(gòu)。硬盤加電后，讀寫磁頭在高速旋轉(zhuǎn)的磁盤表面相對(duì)飛行，磁頭距離磁盤表面的間隙只有0.1～0.3μm。新型MR(Magnetoresistive heads)磁阻磁頭采用讀寫分離的磁頭結(jié)構(gòu)，寫操作時(shí)使用傳統(tǒng)的磁感應(yīng)磁頭，讀操作則采用MR磁頭。
3.磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
對(duì)于硬盤而言，磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)就好比是一個(gè)指揮官，它控制磁頭的讀寫，直接向傳動(dòng)臂與傳動(dòng)軸傳送指令。磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由音圈電機(jī)、磁頭驅(qū)動(dòng)小車和防震動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)磁頭進(jìn)行正確的驅(qū)動(dòng)，在很短的時(shí)間內(nèi)精確定位到系統(tǒng)指令指定的磁道上，保證數(shù)據(jù)讀寫的可靠性。一般而言，磁頭機(jī)構(gòu)的電機(jī)有步進(jìn)電機(jī)、力矩電機(jī)和音圈電機(jī)三種，現(xiàn)在硬盤多采用音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)。音圈是中間插有與磁頭相連的磁棒的線圈，當(dāng)電流通過線圈時(shí)，磁棒就會(huì)發(fā)生位移，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)裝載磁頭的小車，并根據(jù)控制器在盤面上磁頭位置的信息編碼來得到磁頭移動(dòng)的距離，達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。
4.主軸組件
硬盤的主軸組件主要是軸承和馬達(dá)，我們可以籠統(tǒng)地認(rèn)為軸承決定一款硬盤的噪音表現(xiàn)，而馬達(dá)決定性能。當(dāng)然，這樣說并不完全，但是基本上表達(dá)了這兩個(gè)部件在硬盤中的重要地位。從滾珠軸承到油浸軸承再到液態(tài)軸承，硬盤軸承處于不斷的改良當(dāng)中，目前液態(tài)軸承已經(jīng)成為絕對(duì)的主流產(chǎn)品，金屬之間不直接摩擦，這樣一來除了延長主軸電機(jī)的壽命、減少發(fā)熱之外，最重要一點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了硬盤噪聲控制的突破。不過需要指出的是，采用液態(tài)軸承對(duì)于性能并沒有任何好處，甚至反而會(huì)延長尋道時(shí)間。對(duì)于PC設(shè)備而言，似乎噪音與性能是一對(duì)永遠(yuǎn)難以平衡的矛盾。
雙硬盤的安裝
隨著寬帶網(wǎng)以及多媒體技術(shù)的普及，我們對(duì)于硬盤的容量需求越來越大。在各種大型軟件、視頻動(dòng)畫、3D游戲的誘惑下，很多用戶都在考慮添加一塊硬盤。事實(shí)上，安裝雙硬盤并不是一件麻煩的事情，即便你沒有任何經(jīng)驗(yàn)，也可以在我們的幫助下輕松搞定�！∧壳暗闹髁髦靼逯辽偬峁┝艘粋�(gè)IDE接口，而每個(gè)IDE接口能夠安裝兩塊IDE硬盤。在安裝雙硬盤之前我們首先要做的就是對(duì)硬盤的跳線進(jìn)行設(shè)定，因?yàn)榇藭r(shí)必須設(shè)定主從模式。一般而言，硬盤的主從跳線的位置在硬盤末端數(shù)據(jù)線接口和電源線接口的中間，由3～4組插針和1～2個(gè)跳線帽組成的。硬盤跳線的設(shè)定模式一般有三種，主(MASTER)、從(SLAVE)和自動(dòng)選擇(CABLE SELECT)，建議大家都全設(shè)置為CABLE SELECT。
在安裝硬盤之前，首先我們?cè)趦善脖P中選擇出性能好一些的硬盤來作為系統(tǒng)引導(dǎo)硬盤，將它連接在80pin數(shù)據(jù)線的末端，然后將另一塊硬盤連接在數(shù)據(jù)線的中間。如果兩個(gè)硬盤都支持ATA100/133，建議直接將雙IDE硬盤連接在一個(gè)IDE通道，避免與ATA33的光驅(qū)共用通道。而如果其中一個(gè)老硬盤只能支持ATA66/33，那么建議將它與光驅(qū)安裝在一個(gè)IDE通道。
SATA與IDE硬盤和睦相處
SATA與IDE硬盤采用完全不同的接口，因此要和睦相處并不困難。連接好數(shù)據(jù)線與電源接口之后，大家只要在BIOS中指定哪個(gè)硬盤作為啟動(dòng)盤即可。此時(shí)BIOS中SATA通道完全不與IDE通道共用，一般直接通過一個(gè)選項(xiàng)來決定將哪個(gè)硬盤作為啟動(dòng)盤。而如果使用PCI接口的SCSI卡安裝SATA硬盤，這需要在BIOS中將第一啟動(dòng)設(shè)備指定為SCSI，這樣其優(yōu)先權(quán)就會(huì)高于IDE硬盤。需要注意的是，不同品牌的主板肯定在設(shè)置上有所區(qū)別，但是大致方法如此，大家可以舉一反三。
解決盤符交錯(cuò)問題
安裝雙硬盤就不能不說盤符交錯(cuò)問題。什么是“盤符交錯(cuò)”呢?舉個(gè)例子吧。假設(shè)你的第一硬盤原來有C、D、E三個(gè)分區(qū)，分別標(biāo)記為C1、D1、E1，第二硬盤有C、D兩個(gè)分區(qū)，分別標(biāo)記為C2、D2。一般情況下，安裝雙硬盤后，硬盤分區(qū)的順序?qū)镃-C1，D-C2，E-D1，F(xiàn)-E1，G-D2。原來第一硬盤的D、E分區(qū)變成了E、F盤，在C、E盤之間嵌入了第二硬盤的C分區(qū)，這就是“盤符交錯(cuò)”。“盤符交錯(cuò)”會(huì)引起安裝雙硬盤以前原有的軟件因路徑錯(cuò)誤而無法正常工作。
此時(shí)我們可以采取以下兩個(gè)措施來避免“盤符交錯(cuò)”：
方案一：
如果兩塊硬盤上都有主引導(dǎo)分區(qū)，可在BIOS中只設(shè)置第一硬盤，而將第二硬盤設(shè)為None，這樣在Windows或Linux系統(tǒng)中就會(huì)按IDE接口的先后順序依次分配盤符，從而避免“盤符交錯(cuò)”，而且也不會(huì)破壞硬盤數(shù)據(jù)。這樣做還有另外的好處，如果在兩塊硬盤的主引導(dǎo)分區(qū)分別裝有不同的操作系統(tǒng)，可以通過改變CMOS設(shè)置激活其中的一個(gè)硬盤，屏蔽另一個(gè)硬盤，從而啟動(dòng)不同的操作系統(tǒng)。缺點(diǎn)是在純DOS系統(tǒng)下無法看到被BIOS屏蔽的硬盤。不過現(xiàn)在NTFS分區(qū)時(shí)代已經(jīng)與DOS徹底決裂，因此這一缺陷幾乎可以被忽略。
方案二：
只在第一硬盤上建立主分區(qū)(當(dāng)然還可以有其它邏輯分區(qū))，而將第二硬盤全部劃分為擴(kuò)展分區(qū)，然后再在擴(kuò)展分區(qū)中劃分邏輯分區(qū)，就可以徹底避免“盤符交錯(cuò)”了。當(dāng)然，對(duì)第二硬盤分區(qū)前，要備份好你的數(shù)據(jù)。Windows 2000/XP/2003操作系統(tǒng)自帶了磁盤管理器，點(diǎn)擊“開始”→“設(shè)置”→“控制面板”→“管理工具”→“計(jì)算機(jī)管理”，切換到“磁盤管理”，此時(shí)就可以對(duì)每個(gè)分區(qū)分配盤符。由于第二塊硬盤已經(jīng)不全在主分區(qū)，此時(shí)調(diào)配時(shí)沒有任何限制。
實(shí)戰(zhàn)RAID 0
硬盤的速度直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的效率，有時(shí)甚至比CPU和內(nèi)存更為顯著。為此，將雙硬盤并行工作的RAID 0磁盤列陣開始流行起來，RAID 0磁盤列陣在讀寫數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)將向兩塊硬盤同時(shí)操作，這項(xiàng)技術(shù)能夠在不損失硬盤總?cè)萘康那疤嵯麓蠓忍岣叽疟P性能。
在此次IDE硬盤的RAID 0實(shí)戰(zhàn)中，我們采用Tekram DC200芯片為例向大家介紹。盡管它與常見的Promise和HighPiont芯片不同，但是使用方法還是基本一致，而SATA RAID的使用方法也幾乎完全一樣。其實(shí)使用RAID 0的關(guān)鍵是掌握RAID控制卡BIOS的設(shè)置，當(dāng)我們把RAID控制卡安裝好并接上兩個(gè)硬盤時(shí)，系統(tǒng)開機(jī)就會(huì)出現(xiàn)如下的畫面。
在MENU菜單中選擇“1. SET RAID CONFIGURATION”，按回車鍵，此時(shí)我們就可以進(jìn)入“SET RAID CONFIGURATION”界面。RAID控制卡將使用一段時(shí)間來識(shí)別硬盤，稍候我們把光標(biāo)移動(dòng)到硬盤，再按空格鍵來進(jìn)行選擇，按回車鍵確認(rèn)選擇，這時(shí)將彈出一個(gè)新的窗口顯示可供選擇的RAID的模式。共有4 種模式：JBOD(不適用RAID)、RAID 0、RAID 1、RAID 0+1。
毫無疑問，我們當(dāng)然是選擇“RAID 0”。然后大家可以通過STATUS(狀態(tài))菜單查看此模式是否被真正激活。至此，我們的RAID 0硬件安裝就結(jié)束了，大家可以接著分區(qū)并安裝操作系統(tǒng)操作了。值得注意的是，由于Windows并不能識(shí)別RAID控制芯片，因此它把RAID控制器識(shí)別為普通的SCSI控制卡。強(qiáng)烈建達(dá)大家在安裝完Windows之后為RAID控制器裝上正確的驅(qū)動(dòng)程序，這不僅能夠提高RAID系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還可以大幅度提高性能。此外，不少RAID控制卡還帶有功能豐富的軟件，可以幫助用戶在Windows下查看RAID工作狀態(tài)。
