了解IDE硬盘接口

要了解硬盘，就一定要清楚硬盘的工作原理。首先，硬盘主要是由磁盘、移动臂、主轴、磁头和主轴电机组成（见图）。所有的数据都存储在磁盘上，磁盘又固定在主轴上，一般一块硬盘由1-5张磁盘组成。主轴底部有一个电机，当硬盘运做时，电机带动主轴，主轴带动磁盘高速旋转，其速度可以达到每分钟几千转、甚至上万转。这时旋转带来的上升的空气将磁盘上的磁头托起，磁头通过磁盘的转动读取数据。移动臂用来固定磁头，让磁头能在磁盘上不同磁道之间来回移动，读取数据。以上，就是硬盘的基本工作原理。

现在大家应该对硬盘有一定了解了，不过这还不够。比如，大家在购买硬盘时经常会碰到UDMA、2M缓存、单碟容量、7200转等专业名词，这些都是什么意思呢？别着急，下面就为大家解释。

首先要说的就是UDMA。不过，在这之前我们得先了解一下，什么是DMA？我们都知道，计算机要工作，都要由CPU发出指令，各个部件才做出响应，硬盘也是如此。假如现在CPU发出指令，要从硬盘上读取512K的数据，设CPU每条指令每次能从硬盘读取1K的数据，那CPU要对硬盘发出512次指令。而且硬盘的速度又远远低于CPU，这就造成CPU将长时间等待硬盘的数据，这无疑大大浪费了CPU。要怎么解决这个问题呢？DMA技术就应蕴而生了。它的工作原理很简单，就是在主板的南桥芯片中增加了一个DMA控制器。DMA控制器起什么作用呢？同样是上边的例子，当CPU要从硬盘上读取的数据时，CPU只要发出一条指令，告诉DMA控制器要读取那一块的数据，由DMA控制器来从硬盘上读取数据，读取的数据暂时存放在硬盘的缓存（Cache）上，当数据全部读到缓存上时，DMA控制器会向CPU发出一条回愦信息，告诉CPU数据以读完。这时CPU再发第二条条读指令，将缓存上的数据读到内存中。这样CPU只发出了两条指令，就完成了这512K数据的读取。举个不是很恰当的例子：有一个公司，公司最高领导是总经理，公司中所有的事都由总经理来管，但是像打字、发信、复印等这些琐碎工作，却不用都要总经理来做。这就需要为总经理请个秘书，那些琐碎的小事都交给秘书去做，解放总经理，让总经理有更多的时间做重要的工作。在计算机中也是如此，CPU就相当于总经理，DMA控制器就相当于总经理的秘书，DMA解放了CPU，减轻了CPU的负担，让CPU做更重要的工作。所以要清楚一点，DMA并没有提高硬盘速度，但DMA可以大大减少CPU占有率，从而提高计算机的整体性能。这才是DMA的真正作用！

随着技术的发展，计算机的速度越来越快。可是，硬盘的速度却没什么提高，这时硬盘就成为瓶颈。为了解决这个问题，UDMA就诞生了。UDMA的全名叫UltraDMA，它是一种接口技术，就是说UDMA只能提高硬盘的外部传输速率，而改变不了硬盘的内部传输速率，这点在后边将会进一步说明。最初我们使用的都是UDMA33，它是利用脉冲的上沿和下沿传送数据，突发性传输速率达到了33MB/s。在原来的基础上加入了循环校验（CRC），提高了传输数据的完整性。但是最重要的还是UDMA33完全向下兼容，这对UDMA的推广起了关键的作用。不过，随着硬盘技术的不断提高，渐渐的硬盘内部传输速率接近并超过了33MB/s。这时昆腾和INTEL公司在1998年又联合推出了UDMA66，让突发性传输速率达到了66MB/s。UDMA66的最大特点，就是在原来40芯电缆的基础上又增加了40根地线电缆，使电缆数达到80根，这样做一来增加了一倍传输速率，二来也提高了数据传输的可靠性，保证了数据的完整性。UDMA66也向下兼容，虽然采用80芯电缆，但接口插针还是40针，只是在连接线内部增加了40条地线。在这80根电缆中第34根电缆是断开的，而普通的40芯电缆这条电缆是连通的，这有效的区分了UDMA66和UDMA33，在检测到这条电缆是否连通后，BIOS会自动判断是UDMA33还是UDMA66。