初识硬件之硬盘篇
硬件周刊
编者按：初识硬件的连载已经做了很多期了，我们也收到很多读者的来信，给我们提出了宝贵的意见和建议。为了使刚接触硬件的朋友们能尽快地把这些知识融会贯通，我们将继续保持文章浅显易懂，深入浅出的风格。另外，读者朋友们可以把《初识硬件》这个连载好好收集起来，当我们完成这个系列的时候，你也拥有了一本硬件的入门指南！
初识硬盘
目前绝大部分硬盘的结构都源自“温彻斯特盘”──1973年IBM生产的第一块硬盘。后来的硬盘基本都沿用了这一结构，即采用温彻斯特(Winchester)技术，其核心就是：磁盘片被密封、固定并且不停高速旋转，磁头悬浮于盘片上方沿磁盘径向移动，并且不和盘片接触(硬盘的结构如（图1）)。
图解硬盘
目前大部分用户使用的都是台式机，因此用得最多的就是3.5英寸的普通IDE硬盘。除了它之外，以前的老式机使用的是5.25英寸的硬盘，而笔记本电脑使用的则是小巧玲珑的专用硬盘，高档工作站一般使用的是SCSI硬盘，另外还有用于数码设备的IBM微盘(MicroDrive)以及支持热插拔的USB硬盘(（图2）)。既然硬盘种类很多，我们还是将重点放在最常见的3.5英寸普通IDE硬盘吧，如（图3）。
在硬盘的正面都贴有硬盘的标签，标签上一般都标注与硬盘相关的信息，如产品型号、产地、出厂日期、产品序列号等。而硬盘的背面则是控制电路板，该板大都采用贴片式焊接，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。在电路板上还有一块ROM芯片，里面固化的程序可以进行硬盘的初始化，执行加电和启动主轴电机，加电初始寻道、定位以及故障检测等，前面提到的缓存也被集成在该电路板上，如（图4）。
1.数据接口
在硬盘的一端我们能找到一个有着40根针脚的接口，这就是数据线接口，而它的旁边我们还能看到几排跳针和电源接口，如（图5）。
很多初学者对它的认识比较模糊，还是来补习一下吧。
(1)IDE接口
IDE的本意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IDE接口，也叫ATA接口。ATA接口最初是在1986年由CDC、康柏和西部数据共同开发的，使用40芯的扁平电缆线。IDE接口成本低廉，1990年后生产的PC机开始普遍采用IDE接口。
(2)EIDE接口
最初的IDE接口只考虑了硬盘，后来为了让CD-ROM等设备也使用ATA接口，西部数据提出了EIDE的概念，EIDE实际上包含了ATA-2和ATAPI两种标准(后者是为CDROM等设备制定的)。ATA接口的最新标准是ATA-3，与ATA-2相比，ATA-3没有增加更高速率的工作模式，但改进了数据传输的可靠性，加入了一个简单的安全方案，对电源管理方案进行了修改，并引入了S.M.A.R.T.技术，让硬盘在出错时能够向系统报告。
(3)ATA 33/66/100
ATA 33/66/100并不是新接口规范，它们只是对EIDE接口的增强。ATA 100是硬盘生产商昆腾(Quantum)联合几大厂商在原有的 ATA 66 基础上推出的新一代接口类型，这个接口得到了英特尔和其他一些主要芯片制造商的支持，目前的主流主板芯片组都支持该标准。ATA 100硬盘的最大特点就是将硬盘的最大外部数据传输率提高到了100MB/s，在数据线方面，它与ATA 66一样，使用的是向下兼容的80芯数据线，如（图6）。
(4)最新的Ultra ATA标准──ATA 133：
ATA 133是Maxtor公司推出的接口规范，支持133 MB/s的接口传输速率，比原来的ATA 100接口速率高33%。其实今后硬盘接口规范的发展方向并不是现在的ATA并行口，而是Intel提倡的Serial ATA(串行ATA接口)。而ATA 133只是Maxtor推出的一种过渡方案，因为现在的并行接口与以后的Serial ATA根本不兼容，这样一来用户的旧设备就无法使用新的接口了，而且Serial ATA最快要在2003年才会开始普及，在中间的过渡时间中，ATA 100很难满足高速发展的硬盘传输要求，所以Maxtor推出了这种名为“Fast Drive”的接口规范，作为过渡方案。
ATA 133接口仍然使用80芯的数据线，并且与以前的ATA 33/66/100完全兼容。不过要想真正享受到ATA 133的快感，主板的南桥芯片必须支持该标准才行，否则的话你就只能另外购买ATA 133控制卡了。目前支持ATA 133标准的南桥芯片有VIA的VT8233A和Ali的 M1535D+，以及SiS 962；南桥型号较老及基于Intel芯片组的主板要通过板载Ultra ATA 133控制芯片或搭配独立的控制卡才行，目前常见的ATA 133控制芯片有Promise公司生产的用于Ultra133 TX2控制卡的PDC20269、用于FastTrak TX2000 RAID卡的PDC20271和供主板厂家板载的PDC20275(Ultra ATA/133)、 PDC20276(RAID 0/1)、PDC20277(服务器级RAID 0/1)；另外则有HighPoint公司生产的单通道的HPT371和双通道的HPT302，它们分别用于Rocket133S和Rocket133控制卡，而双通道的HPT372和四通道的HPT374则是RAID控制芯片。目前支持ATA 133标准的硬盘只有迈拓公司生产的“星钻三代”与“金钻七代”。
2.硬盘跳线
我们经常碰到“跳线”这个词，到底它是什么意思呢？“跳线”从外观上看就是镶嵌在主板、声卡、硬盘等设备上的小金属棍(跳针)，以及套在这些金属棍上的小夹子(跳线帽)。跳线的作用是调整设备上不同电信号的通断关系，并以此调节设备的工作状态，如确定主板电压、驱动器的主从关系等等。
现在的主板IDE接口都是双通道的，也就说一个IDE接口能接两个IDE设备，如果我们在一根数据线上接两个IDE设备，就必须设置它们的“主从”关系，否则它们肯定会“争权”，最后两败俱伤。一般新硬盘默认的设置是“主盘”，如果你打算将另外一个设备(硬盘或光驱)也接到这根数据线上，就必须将待接设备设置成“从盘”。
不同品牌的硬盘跳线设置不一定相同，不过具体的设置方法一般都标注在硬盘的标签上，如（图7）。
3.电源接口
硬盘的电源接口同样采用“D型头”设计，所以你不用担心将电源插反，如（图8）。
4.硬盘数据线
硬盘数据线是硬盘与主板连接的桥梁，目前的主板、硬盘大都支持ATA 66/100，所以它们使用的都是80芯的排线。注意，数据线共有三个接口，一般线的接口上都有相应的标示，由于数据线、硬盘数据线接口都采用了“防插反”设计，所以不必担心将线插反，如（图9）。
硬盘新技术──RAID
RAID是目前最热门的硬盘应用技术，“RAID”是“Redundant Arrays Of Inexpensive Disks”的缩写，即“廉价磁盘冗余阵列”(详细资料参见2002年第4期专题版《走近RAID》)。
RAID的优点很多，它可以根据你的需要制定不同的硬盘组、工作方式，目前常见的有RAID 0、RAID 1、RAID 0+1以及RAID 5等几种模式。
1.RAID 0
RAID 0是一种最简单的硬盘阵列，它将所有的硬盘看作一个大的逻辑硬盘，而不管你这个逻辑硬盘到底是由多少个物理硬盘组成的。当我们在硬盘上读写数据时，系统会将数据以块的形式依次分开存入各个硬盘，此时硬盘的读写操作是由各硬盘分担的，因此工作在此模式下的硬盘有着非常好的存取速度，也加大了硬盘的容量。
2.RAID 1
与以速度为王的RAID 0相比，RAID 1则是另外一个极端──以稳定、安全性为前提。它将所有的磁盘分成两组，两两相对组成镜像，也就是说每当写入数据时，它会将数据同时写到两组硬盘，起到一个“即时备份”的作用。如果用两个硬盘组成一个RAID 1，则系统真正可用的磁盘空间将只有总空间的一半。
3.RAID 0+1
顾名思义，RAID 0+1就是将RAID 0与RAID1的功能集于一身，既有RAID 0的高速度，又有RAID 1的高安全性，不过组成该模式至少需要4块硬盘。
(关于硬盘的编号识别及选购，请参见本期C13、C14版)