上篇 数据恢复基础

第1章 磁盘基础知识

1.1 接口分类

磁盘接口是一种连接磁盘驱动器和计算机的专用部件，它在一定程度上影响着计算机性能，并对计算机连接其他设备的扩充升级能力有一定的制约作用。根据形态和性能，当前的磁盘接口主要可以分为以下几种类型。

1.IDE接口

IDE接口的英文全称是Integrated Drive Electronics，以前曾是最主流的磁盘接口，包括光存储类的主要接口都属于IDE接口。IDE接口使用一根40芯或80芯的扁平电缆连接磁盘与主板，每条线最多连接两个IDE设备（磁盘或光驱），可分为主、从两种接口类型。

IDE接口主要有UDMA/33、UDMA/66、UDMA/100、UDMA/133等。在1996年年底，昆腾和英特尔公司宣布共同开发了Ultra DMA/33新型EIDE接口，因其数据传输速率为33MB/s，故称UDMA/33。依据同样的道理，UDMA/66、UDMA/100、UDMA/133也由此得名。值得一提的是，Ultra DMA采用总线控制方式，在磁盘上有直接内存通道控制器，可大大降低磁盘在读写时对CPU的占用率，但是要实现Ultra DMA功能，还需要支持Ultra DMA规格的主板和相应的驱动程序。

所有的IDE磁盘接口都使用相同的40针连接器，如图1-1和图1-2所示。

2.SATA接口

SATA是一种比IDE更加先进的新型接口标准，目前已成为磁盘的主流接口，其英文全称是Serial-ATA。它的外部接口传输速度更加迅速，数据校验措施也更加完善，初步的传输速率已经达到150MB/s，高于IDE最高的UDMA/133传输速率。

SATA接口采用串行线路来传输数据信号，因为串行线路相互之间的干扰比起并行线路而言要小很多，所以其总线频率也比原来的并行总线提高了很多，由此带来了更高的数据传输率，例如SATA 1.0标准的传输速度可以达到150MB/s，SATA 2.0/3.0标准可提升到300～600MB/s等。

另外，SATA接口具有更加简便快捷的布局连线方式，很大程度上降低了内部的电磁干扰，也有效提升了内部的散热效果。

SATA磁盘的接口及数据线如图1-3所示。

3.SCSI接口

SCSI（Small Computer System Interface）接口，也称作“小型计算机系统接口”。SCSI接口的磁盘被广泛应用于网络级服务器、工作站和小型计算机系统等设备上。

SCSI磁盘和普通磁盘的外观没有太大区别，SCSI磁盘的最高转速已达1500r/min以上，大幅缩短了平均寻道时间，提高了数据传输率。SCSI磁盘的CPU占用率是非常低的，平均在5%左右。

SCSI接口是一种总线型系统级的接口，连接的设备可同时使用数据总线进行数据传输交换，并且SCSI接口至少可以连接7～15台设备进行工作。

目前SCSI磁盘接口主要有3种，分别是50针、68针和80针的，如图1-4所示。其中，80针的SCSI磁盘大多数都支持在线热插拔，如图1-5所示的就是最常见的一种80针SCSI接口磁盘。

4.SAS接口

SAS的英文全称是Serial Attached SCSI，即串行SCSI接口，是SCSI技术的更新与换代，具有更加优良的性能。SAS接口采用串行技术以获得较高的传输速率，并通过缩短连接线的长度来改善内部空间，如图1-6所示。

另外，SAS接口能够在物理层和协议层上同时兼容SATA接口。SAS系统的背板既可以连接具有双端口、高性能的SAS驱动器，也可以连接高容量、低成本的SATA驱动器。因此，SAS驱动器和SATA驱动器可同时存在于同一个存储系统之中。

5.IEEE 1394接口

确切地说，IEEE 1394接口并不是磁盘专用接口，但它可以方便地连接包括硬盘在内的数十种不同设备，并支持即插即用和在线热插拔，如图1-7所示。另外，IEEE 1394接口可以提供100MB/s、400MB/s、1.2GB/s等多档次的高速传输率。