硬盘性能分析及使用方法

① 硬盘的性能参数有哪些

1.硬盘容量：
硬盘内部往往有多个叠起来的硬盘片，所以说硬盘容量=单碟容量×盘片数，单位为GB，硬盘容量当然是越大越好了，能够装下更多的数据。要特别表明的是，单碟容量对硬盘的功能也有必须的影响：单碟容量越大，硬盘的密度越高，磁头在相似时间内能够读取到更多的信息，这就意味着读取速度得以提高。
2.转速：
硬盘转速（Rotationspeed）对硬盘的数据传输率有直接的影响，从实践上说，转速越快越好，由于较高的转速可缩减硬盘的均匀寻道时间和实践读写时间，从而提高在硬盘上的读写速度；可任何事物都有两面性，在转速提高的同时，硬盘的发热量也会添加，它的固定性就会有必须程度的降低。所以说我们应该在技术成熟的状况下，尽量选用高转速的硬盘。

3.缓存：
普通硬盘的均匀访问时间为十几毫秒，但RAM（内存）的速度要比硬盘快几百倍。所以RAM通常会花大量的时间去等候硬盘读出数据，从而也使CPU效率降低。于是，人们采用了高速缓冲存储器（又叫高速缓存）技术来处理这个矛盾。简单地说，硬盘上的缓存容量是越大越好，大容量的缓存对提高硬盘速度很有好处，不过提高缓存容量就意味着本钱上升。

4.均匀寻道时间（averageseektime）：

意思是硬盘磁头移动到数据所在磁道时所用的时间，单位为毫秒（ms）。均匀访问时间越短硬盘速度越快。

5.硬盘的数据传输率（Datatransferrate）：
也称吞吐率，它示意在磁头定位后，硬盘读或写数据的速度。硬盘的数据传输率有两个目标：
6.突发数据传输率（burstdatatransferrate）：
也称为外部传输率（externaltransferrate）或接口传输率，即微机系统总线与硬盘缓冲区之间的数据传输率。突发数据传输率与硬盘接口类型和硬盘缓冲区容量大小相关。
7.持续传输率（sustainedtransferrate）：

也称为内部传输率（Internaltransferrate），它反映硬盘缓冲区未用时的功能。内部传输率首要依托硬盘的转速。

8.控制电路板:
上面首要集成了用于调理硬盘盘片转速的主轴调速电路、控制磁头的磁头驱动与伺服电路和读写电路以及控制与接口电路等。除了这些保证硬盘基本功用的基本电路以外，新潮的硬盘上大多都尚有本人的自用电路，首要是提供S.M.A.R.T（Self- Monitoring，自我监测、分析和报告系统）的支持和各厂商本人开发的提高硬盘可靠性的技术的硬件上的支持。

② 如何使用windows性能监视器监控磁盘性能

Windows性能计数器--磁盘性能分析Disk
Physical Disk：
单次IO大小
Avg.Disk Bytes/Read
Avg.Disk Bytes/Write
IO响应时间
Avg.Disk sec/Read
Avg.Disk sec/Write
IOPS
DiskReads/sec
DiskWrites/sec
DiskTransfers/sec
IO吞吐率
DiskBytes/sec
DiskRead Bytes/sec
DiskWrite Bytes/sec

磁盘有两个重要的参数：Seek time、Rotational latency。
正常的I/O计数为：①1000/(Seek time+Rotational latency)*0.75，在此范围内属正常。当达到85％的I/O计数以上时则基本认为已经存在I/O瓶颈。理论情况下，磁盘的随机读计数为125、 顺序读计数为225。对于数据文件而言是随机读写，日志文件是顺序读写。因此，数据文件建议存放于RAID5上，而日志文件存放于RAID10或 RAID1中。
附：
15000 RPM：150随机IOPS
10000 RPM：110随机IOPS
5400 RPM：50随机IOPS

下面假设在有4块硬盘的RAID5中观察到的Physical Disk性能对象的部分值：

Avg. DiskQueue Length 12 队列长度
Avg. DiskSec/Read .035 读数据所用时间ms
Avg. DiskSec/Write .045 写数据所用时间ms
DiskReads/sec 320 每秒读数据量
DiskWrites/sec 100 每秒写数据量
Avg. DiskQueue Length，12/4=3，每块磁盘的平均队列建议不超过2。
Avg. DiskSec/Read一般不要超过11～15ms。
Avg. DiskSec/Write一般建议小于12ms。

从上面的结果，我们看到磁盘本身的I/O能力是满足我们的要求的，原因是因为有大量的请求才导致队列等待，这很可能是因为你的SQL语句导致大量的表扫描所致。在进行优化后，如果还是不能达到要求，下面的公式可以帮助你计算使用几块硬盘可以满足这样的并发要求：
Raid 0 -- I/Os per disk = (reads +writes) / number of disks
Raid 1 -- I/Os per disk = [reads +(2 * writes)] / 2
Raid 5 -- I/Os per disk = [reads +(4 * writes)] / number of disks
Raid 10 -- I/Os per disk = [reads +(2 * writes)] / number of disks

我们得到的结果是：(320+400)/4=180，这时你可以根据公式①来得到磁盘的正常I/O值。假设现在正常I/O计数为125，为了达到这个结果：720/125=5.76。就是说要用6块磁盘才能达到这样的要求。

但是上面的Disk Reads/sec和Disk Writes/sec是个很难正确估算的值。因此只能在系统比较忙时，大概估算一个平均值，作为计算公式的依据。另一个是你很难从客户那里得到Seek time、 Rotational latency参数的值，这也只能用理论值125进行计算。
前言
作为一个数据库管理员，关注系统的性能是日常最重要的工作之一，而在所关注的各方面的性能只能IO性能却是最令人头痛的一块，面对着各种生涩的参数和令人眼花缭乱的新奇的术语，再加上存储厂商的忽悠，总是让我们有种云里雾里的感觉。本系列文章试图从基本概念开始对磁盘存储相关的各种概念进行综合归纳，让大家能够对IO性能相关的基本概念，IO性能的监控和调整有个比较全面的了解。
在这一部分里我们先舍弃各种结构复杂的存储系统，直接研究一个单独的磁盘的性能问题，借此了解各个衡量IO系统系能的各个指标以及之间的关系。
几个基本的概念
在研究磁盘性能之前我们必须先了解磁盘的结构，以及工作原理。不过在这里就不再重复说明了，关系硬盘结构和工作原理的信息可以参考维基网络上面的相关词条——Hard disk drive（英文）和硬盘驱动器（中文）。
读写IO(Read/Write IO)操作
磁盘是用来给我们存取数据用的，因此当说到IO操作的时候，就会存在两种相对应的操作，存数据时候对应的是写IO操作，取数据的时候对应的是读IO操作。
单个IO操作
当控制磁盘的控制器接到操作系统的读IO操作指令的时候，控制器就会给磁盘发出一个读数据的指令，并同时将要读取的数据块的地址传递给磁盘，然后磁盘会将读取到的数据传给控制器，并由控制器返回给操作系统，完成一个写IO的操作；同样的，一个写IO的操作也类似，控制器接到写的IO操作的指令和要写入的数据，并将其传递给磁盘，磁盘在数据写入完成之后将操作结果传递回控制器，再由控制器返回给操作系统，完成一个写IO的操作。单个IO操作指的就是完成一个写IO或者是读IO的操作。
随机访问(Random Access)与连续访问(Sequential Access)
随机访问指的是本次IO所给出的扇区地址和上次IO给出扇区地址相差比较大，这样的话磁头在两次IO操作之间需要作比较大的移动动作才能重新开始读/写数据。相反的，如果当次IO给出的扇区地址与上次IO结束的扇区地址一致或者是接近的话，那磁头就能很快的开始这次IO操作，这样的多个IO操作称为连续访问。因此尽管相邻的两次IO操作在同一时刻发出，但如果它们的请求的扇区地址相差很大的话也只能称为随机访问，而非连续访问。
顺序IO模式(Queue Mode)/并发IO模式(BurstMode)
磁盘控制器可能会一次对磁盘组发出一连串的IO命令，如果磁盘组一次只能执行一个IO命令时称为顺序IO；当磁盘组能同时执行多个IO命令时，称为并发IO。并发IO只能发生在由多个磁盘组成的磁盘组上，单块磁盘只能一次处理一个IO命令。

单个IO的大小(IO ChunkSize)
熟悉数据库的人都会有这么一个概念，那就是数据库存储有个基本的块大小(Block Size)，不管是SQL Server还是Oracle，默认的块大小都是8KB，就是数据库每次读写都是以8k为单位的。那么对于数据库应用发出的固定8k大小的单次读写到了写磁盘这个层面会是怎么样的呢，就是对于读写磁盘来说单个IO操作操作数据的大小是多少呢，是不是也是一个固定的值？答案是不确定。首先操作系统为了提高 IO的性能而引入了文件系统缓存(File System Cache)，系统会根据请求数据的情况将多个来自IO的请求先放在缓存里面，然后再一次性的提交给磁盘，也就是说对于数据库发出的多个8K数据块的读操作有可能放在一个磁盘读IO里就处理了。还有对于有些存储系统也是提供了缓存（Cache）的，接收到操作系统的IO请求之后也是会将多个操作系统的 IO请求合并成一个来处理。不管是操作系统层面的缓存还是磁盘控制器层面的缓存，目的都只有一个，提高数据读写的效率。因此每次单独的IO操作大小都是不一样的，它主要取决于系统对于数据读写效率的判断。
当一次IO操作大小比较小的时候我们成为小的IO操作，比如说1K，4K，8K这样的；当一次IO操作的数据量比较的的时候称为大IO操作，比如说32K，64K甚至更大。
在我们说到块大小（Block Size）的时候通常我们会接触到多个类似的概念，像我们上面提到的那个在数据库里面的数据最小的管理单位，Oralce称之为块(Block)，大小一般为8K，SQL Server称之为页(Page)，一般大小也为8k。在文件系统里面我们也能碰到一个文件系统的块，在现在很多的Linux系统中都是4K（通过 /usr/bin/time -v可以看到），它的作用其实跟数据库里面的块/页是一样的，都是为了方便数据的管理。但是说到单次IO的大小，跟这些块的大小都是没有直接关系的，在英文里单次IO大小通常被称为是IO Chunk Size，不会说成是IO Block Size的。
IOPS(IO per Second)
IOPS，IO系统每秒所执行IO操作的次数，是一个重要的用来衡量系统IO能力的一个参数。对于单个磁盘组成的IO系统来说，计算它的IOPS不是一件很难的事情，只要我们知道了系统完成一次IO所需要的时间的话我们就能推算出系统IOPS来。
现在我们就来推算一下磁盘的IOPS，假设磁盘的转速(Rotational Speed)为15K RPM，平均寻道时间为5ms，最大传输速率为40MB/s（这里将读写速度视为一样，实际会差别比较大）。
对于磁盘来说一个完整的IO操作是这样进行的：当控制器对磁盘发出一个IO操作命令的时候，磁盘的驱动臂(ActuatorArm)带读写磁头(Head)离开着陆区(LandingZone，位于内圈没有数据的区域)，移动到要操作的初始数据块所在的磁道(Track)的正上方，这个过程被称为寻址(Seeking)，对应消耗的时间被称为寻址时间(SeekTime)；但是找到对应磁道还不能马上读取数据，这时候磁头要等到磁盘盘片(Platter)旋转到初始数据块所在的扇区(Sector)落在读写磁头正上方的之后才能开始读取数据，在这个等待盘片旋转到可操作扇区的过程中消耗的时间称为旋转延时(RotationalDelay)；接下来就随着盘片的旋转，磁头不断的读/写相应的数据块，直到完成这次IO所需要操作的全部数据，这个过程称为数据传送(DataTransfer)，对应的时间称为传送时间(TransferTime)。完成这三个步骤之后一次IO操作也就完成了。
在我们看硬盘厂商的宣传单的时候我们经常能看到3个参数，分别是平均寻址时间、盘片旋转速度以及最大传送速度，这三个参数就可以提供给我们计算上述三个步骤的时间。
第一个寻址时间，考虑到被读写的数据可能在磁盘的任意一个磁道，既有可能在磁盘的最内圈（寻址时间最短），也可能在磁盘的最外圈（寻址时间最长），所以在计算中我们只考虑平均寻址时间，也就是磁盘参数中标明的那个平均寻址时间，这里就采用当前最多的10krmp硬盘的5ms。
第二个旋转延时，和寻址一样，当磁头定位到磁道之后有可能正好在要读写扇区之上，这时候是不需要额外额延时就可以立刻读写到数据，但是最坏的情况确实要磁盘旋转整整一圈之后磁头才能读取到数据，所以这里我们也考虑的是平均旋转延时，对于10krpm的磁盘就是(60s/15k)*(1/2)= 2ms。
第三个传送时间，磁盘参数提供我们的最大的传输速度，当然要达到这种速度是很有难度的，但是这个速度却是磁盘纯读写磁盘的速度，因此只要给定了单次IO的大小，我们就知道磁盘需要花费多少时间在数据传送上，这个时间就是IOChunk Size / Max Transfer Rate。
现在我们就可以得出这样的计算单次IO时间的公式：
IO Time = Seek Time + 60 sec/Rotational Speed/2 + IO ChunkSize/Transfer Rate
于是我们可以这样计算出IOPS
IOPS = 1/IO Time = 1/(Seek Time + 60 sec/Rotational Speed/2 + IOChunk Size/Transfer Rate)
对于给定不同的IO大小我们可以得出下面的一系列的数据
4K (1/7.1 ms = 140 IOPS)
5ms + (60sec/15000RPM/2) + 4K/40MB = 5 + 2 + 0.1 = 7.1
8k (1/7.2 ms = 139 IOPS)
5ms + (60sec/15000RPM/2) + 8K/40MB = 5 + 2 + 0.2 = 7.2
16K (1/7.4 ms = 135 IOPS)
5ms + (60sec/15000RPM/2) + 16K/40MB = 5 + 2 + 0.4 = 7.4
32K (1/7.8 ms = 128 IOPS)
5ms + (60sec/15000RPM/2) + 32K/40MB = 5 + 2 + 0.8 = 7.8
64K (1/8.6 ms = 116 IOPS)
5ms + (60sec/15000RPM/2) + 64K/40MB = 5 + 2 + 1.6 = 8.6
从上面的数据可以看出，当单次IO越小的时候，单次IO所耗费的时间也越少，相应的IOPS也就越大。
上面我们的数据都是在一个比较理想的假设下得出来的，这里的理想的情况就是磁盘要花费平均大小的寻址时间和平均的旋转延时，这个假设其实是比较符合我们实际情况中的随机读写，在随机读写中，每次IO操作的寻址时间和旋转延时都不能忽略不计，有了这两个时间的存在也就限制了IOPS的大小。现在我们考虑一种相对极端的顺序读写操作，比如说在读取一个很大的存储连续分布在磁盘的文件，因为文件的存储的分布是连续的，磁头在完成一个读IO操作之后，不需要从新的寻址，也不需要旋转延时，在这种情况下我们能到一个很大的IOPS值，如下
4K (1/0.1 ms = 10000 IOPS)
0ms + 0ms + 4K/40MB = 0.1
8k (1/0.2 ms = 5000 IOPS)
0ms + 0ms + 8K/40MB = 0.2
16K (1/0.4 ms = 2500 IOPS)
0ms + 0ms + 16K/40MB = 0.4
32K (1/0.8 ms = 1250 IOPS)
0ms + 0ms + 32K/40MB = 0.8
64K (1/1.6 ms = 625 IOPS)
0ms + 0ms + 64K/40MB = 1.6
相比第一组数据来说差距是非常的大的，因此当我们要用IOPS来衡量一个IO系统的系能的时候我们一定要说清楚是在什么情况的IOPS，也就是要说明读写的方式以及单次IO的大小，当然在实际当中，特别是在OLTP的系统的，随机的小IO的读写是最有说服力的。
传输速度(Transfer Rate)/吞吐率(Throughput)
现在我们要说的传输速度（另一个常见的说法是吞吐率）不是磁盘上所表明的最大传输速度或者说理想传输速度，而是磁盘在实际使用的时候从磁盘系统总线上流过的数据量。有了IOPS数据之后我们是很容易就能计算出对应的传输速度来的
Transfer Rate = IOPS * IO Chunk Size
还是那上面的第一组IOPS的数据我们可以得出相应的传输速度如下
4K: 140 * 4K = 560K / 40M = 1.36%
8K: 139 * 8K = 1112K / 40M = 2.71%
16K: 135 * 16K = 2160K / 40M = 5.27%
32K: 116 * 32K = 3712K / 40M = 9.06%
可以看出实际上的传输速度是很小的，对总线的利用率也是非常的小。
这里一定要明确一个概念，那就是尽管上面我们使用IOPS来计算传输速度，但是实际上传输速度和IOPS是没有直接关系，在没有缓存的情况下它们共同的决定因素都是对磁盘系统的访问方式以及单个IO的大小。对磁盘进行随机访问时候我们可以利用IOPS来衡量一个磁盘系统的性能，此时的传输速度不会太大；但是当对磁盘进行连续访问时，此时的IOPS已经没有了参考的价值，这个时候限制实际传输速度却是磁盘的最大传输速度。因此在实际的应用当中，只会用IOPS 来衡量小IO的随机读写的性能，而当要衡量大IO连续读写的性能的时候就要采用传输速度而不能是IOPS了。
IO响应时间(IOResponse Time)
最后来关注一下能直接描述IO性能的IO响应时间。IO响应时间也被称为IO延时(IOLatency)，IO响应时间就是从操作系统内核发出的一个读或者写的IO命令到操作系统内核接收到IO回应的时间，注意不要和单个IO时间混淆了，单个IO时间仅仅指的是IO操作在磁盘内部处理的时间，而IO响应时间还要包括IO操作在IO等待队列中所花费的等待时间。
计算IO操作在等待队列里面消耗的时间有一个衍生于利托氏定理(Little’sLaw)的排队模型M/M/1模型可以遵循，由于排队模型算法比较复杂，到现在还没有搞太明白（如果有谁对M/M/1模型比较精通的话欢迎给予指导），这里就罗列一下最后的结果，还是那上面计算的IOPS数据来说：
8K IO Chunk Size (135 IOPS, 7.2 ms)
135 => 240.0 ms
105 => 29.5 ms
75 => 15.7 ms
45 => 10.6 ms

64K IO Chunk Size(116 IOPS, 8.6 ms)
135 => 没响应了……
105 => 88.6 ms
75 => 24.6 ms
45 => 14.6 ms
从上面的数据可以看出，随着系统实际IOPS越接近理论的最大值，IO的响应时间会成非线性的增长，越是接近最大值，响应时间就变得越大，而且会比预期超出很多。一般来说在实际的应用中有一个70%的指导值，也就是说在IO读写的队列中，当队列大小小于最大IOPS的70%的时候，IO的响应时间增加会很小，相对来说让人比较能接受的，一旦超过70%，响应时间就会戏剧性的暴增，所以当一个系统的IO压力超出最大可承受压力的70%的时候就是必须要考虑调整或升级了。
另外补充说一下这个70%的指导值也适用于CPU响应时间，这也是在实践中证明过的，一旦CPU超过70%，系统将会变得受不了的慢。很有意思的东西。
从上一篇文章的计算中我们可以看到一个15k转速的磁盘在随机读写访问的情况下IOPS竟然只有140左右，但在实际应用中我们却能看到很多标有5000IOPS甚至更高的存储系统，有这么大IOPS的存储系统怎么来的呢？这就要归结于各种存储技术的使用了，在这些存储技术中使用最广的就是高速缓存(Cache)和磁盘冗余阵列(RAID)了，本文就将探讨缓存和磁盘阵列提高存储IO性能的方法。
高速缓存(Cache)
在当下的各种存储产品中，按照速度从快到慢应该就是内存>闪存>磁盘>磁带了，然而速度越快也就意味着价格越高，闪存虽然说是发展势头很好，但目前来说却还是因为价格问题无法普及，因此现在还是一个磁盘作霸王的时代。与CPU和内存速度相比，磁盘的速度无疑是计算机系统中最大的瓶颈了，所以在必须使用磁盘而又想提高性能的情况下，人们想出了在磁盘中嵌入一块高速的内存用来保存经常访问的数据从而提高读写效率的方法来折中的解决，这块嵌入的内存就被称为高速缓存。
说到缓存，这东西应用现在已经是无处不在，从处于上层的应用，到操作系统层，再到磁盘控制器，还有CPU内部，单个磁盘的内部也都存在缓存，所有这些缓存存在的目的都是相同的，就是提高系统执行的效率。当然在这里我们只关心跟IO性能相关的缓存，与IO性能直接相关的几个缓存分别是文件系统缓存(FileSystem Cache)、磁盘控制器缓存(DiskController Cache)和磁盘缓存(DiskCache,也称为DiskBuffer)，不过当在计算一个磁盘系统性能的时候文件系统缓存也是不会考虑在内的，因此我们重点考察的就是磁盘控制器缓存和磁盘缓存。
不管是控制器缓存还是磁盘缓存，他们所起的作用主要是分为三部分：缓存数据、预读(Read-ahead)和回写(Write-back)。

缓存数据
首先是系统读取过的数据会被缓存在高速缓存中，这样下次再次需要读取相同的数据的时候就不用在访问磁盘，直接从缓存中取数据就可以了。当然使用过的数据也不可能在缓存中永久保留的，缓存的数据一般那是采取LRU算法来进行管理，目的是将长时间不用的数据清除出缓存，那些经常被访问的却能一直保留在缓存中，直到缓存被清空。
预读
预读是指采用预读算法在没有系统的IO请求的时候事先将数据从磁盘中读入到缓存中，然后在系统发出读IO请求的时候，就会实现去检查看看缓存里面是否存在要读取的数据，如果存在（即命中）的话就直接将结果返回，这时候的磁盘不再需要寻址、旋转等待、读取数据这一序列的操作了，这样是能节省很多时间的；如果没有命中则再发出真正的读取磁盘的命令去取所需要的数据。

缓存的命中率跟缓存的大小有很大的关系，理论上是缓存越大的话，所能缓存的数据也就越多，这样命中率也自然越高，当然缓存不可能太大，毕竟成本在那儿呢。如果一个容量很大的存储系统配备了一个很小的读缓存的话，这时候问题会比较大的，因为小缓存的数据量非常小，相比整个存储系统来说比例非常低，这样随机读取（数据库系统的大多数情况）的时候命中率也自然就很低，这样的缓存不但不能提高效率（因为绝大部分读IO都还要读取磁盘），反而会因为每次去匹配缓存而浪费时间。
执行读IO操作是读取数据存在于缓存中的数量与全部要读取数据的比值称为缓存命中率(ReadCache Hit Radio)，假设一个存储系统在不使用缓存的情况下随机小IO读取能达到150IOPS，而它的缓存能提供10%的缓存命中率的话，那么实际上它的IOPS可以达到150/(1-10%)=166。
回写
首先说一下，用于回写功能的那部分缓存被称为写缓存(WriteCache)。在一套写缓存打开的存储中，操作系统所发出的一系列写IO命令并不会被挨个的执行，这些写IO的命令会先写入缓存中，然后再一次性的将缓存中的修改推到磁盘中，这就相当于将那些相同的多个IO合并成一个，多个连续操作的小IO合并成一个大的IO，还有就是将多个随机的写IO变成一组连续的写IO，这样就能减少磁盘寻址等操作所消耗的时间，大大的提高磁盘写入的效率。

读缓存虽然对效率提高是很明显的，但是它所带来的问题也比较严重，因为缓存和普通内存一样，掉点以后数据会全部丢失，当操作系统发出的写IO命令写入到缓存中后即被认为是写入成功，而实际上数据是没有被真正写入磁盘的，此时如果掉电，缓存中的数据就会永远的丢失了，这个对应用来说是灾难性的，目前解决这个问题最好的方法就是给缓存配备电池了，保证存储掉电之后缓存数据能如数保存下来。
和读一样，写缓存也存在一个写缓存命中率(WriteCache Hit Radio)，不过和读缓存命中情况不一样的是，尽管缓存命中，也不能将实际的IO操作免掉，只是被合并了而已。
控制器缓存和磁盘缓存除了上面的作用之外还承当着其他的作用，比如磁盘缓存有保存IO命令队列的功能，单个的磁盘一次只能处理一个IO命令，但却能接收多个IO命令，这些进入到磁盘而未被处理的命令就保存在缓存中的IO队列中。
RAID(Rendant Array Of InexpensiveDisks)
如果你是一位数据库管理员或者经常接触服务器，那对RAID应该很熟悉了，作为最廉价的存储解决方案，RAID早已在服务器存储中得到了普及。在RAID的各个级别中，应当以RAID10和RAID5（不过RAID5已经基本走到头了，RAID6正在崛起中，看看这里了解下原因）应用最广了。下面将就RAID0，RAID1，RAID5，RAID6，RAID10这几种级别的RAID展开说一下磁盘阵列对于磁盘性能的影响，当然在阅读下面的内容之前你必须对各个级别的RAID的结构和工作原理要熟悉才行，这样才不至于满头雾水，推荐查看wikipedia上面的如下条目：RAID，StandardRAID levels，Nested RAID levels。

③ 硬盘的主要性能指标有哪几种

硬盘的主要性能指标包括硬盘容量、硬盘速度、硬盘转速、接口、缓存、硬盘单碟容量。具体如下：

1、第一个比较重要的性能指标就是单碟容量。由于电脑硬盘是有一个或者几个盘片组成的，单碟容量越高，说明该厂家生产盘片的集成度很高，从侧面也可以反映该厂家生产硬盘的能力很高。

④ 优化硬盘性能的方法有哪些以及具体如何优化

简单的说可以定期进行磁盘分析清理，或者下载第三方软件清理磁盘垃圾。

⑤ 如何测刚买的固态硬盘 好坏速度

1、首先下载一个CrystalDiskInfo软件，查看一下硬盘使用情况，主要看通电次数、写入量，擦出计数等判断是否是新盘。

要想测试出最佳性能，SSD硬盘最好作为从盘并且没进行数据写入，4K对齐，开启ACHI，关闭节能（包括BIOS里关闭C1E，系统中电源管理中运行在高性能），安装好IASTOR驱动（AMD主板用windows系统默认的就可以），如果CPU可以超频的话最好超频，这样就能测出比较高的性能。

⑥ 电脑磁盘问题

硬盘故障诊断与数据恢复
无论是对于家庭用户，还是对于那些使用计算机作为工作工具的用户来说，硬盘在一部计算机中无疑是最重要的部件。用户可以在一块小小的硬盘上存储大量的数据，这足以为用户的日常生活带来极大的方便。此外，随着技术的不断改进，硬盘的存储容量突飞猛进的增长，并且在今后将继续增长，而每兆字节容量的成本也在不断的下降，这使得硬盘在提高容量的同时成本却反而下降了。但其可靠性也降低了，当数据丢失时，数据恢复工作显的相当重要！

然而不幸的是，从发明硬盘至今，硬盘内部的根本技术变动很小，这意味着硬盘固有的脆弱性依然没有得到根本的改善。最明显的事实就是，硬盘仍然属于一种机械设备，内部仍然由转轴、磁头等机械部件组成。也正是因为这一点，硬盘出故障是迟早的事情，谁也无法数据恢复

数据恢复 当然，很多计算机部件完全都是由电子元件组成的，没有移动部件，但是尽管如此，它们的使用寿命也是不确定的。它们也可能出现故障，但是它们不会受到机械磨损。导致它们出故障通常都是外部的原因，例如电流、电压脉冲等等。与此不同的是，即使硬盘工作在一个给定的受控的环境下，它多多少少都会受到机械磨损，它的使用寿命具有可预期性的特点。也正因为如此，如果在硬盘中存储的数据非常重要，那么就有必要经常对硬盘中的数据进行备份。硬盘要出故障的时候它是不会事先通知你的！

数据恢复在计算机各组成部件中，硬盘的生产商所提供的质量保证服务以及维修服务是最好的，但是尽管如此，没有任何一家制造商敢对硬盘中的数据安全提供任何担保。

值得庆幸的是，很多技术人员开始针对硬盘的各种故障编写了各种软件工具，我们可以在硬盘完全死掉之前，使用这些工具拯救硬盘中的数据！本文我们首先将对导致硬盘出故障的几种典型的原因、如何判断硬盘出故障的信号等进行讨论。接着介绍对硬盘进行分析诊断、检测硬盘存在潜在缺陷等各种软件工具的特点和使用方法。

2.硬盘为什么会死掉

是什么原因导致你的硬盘中的数据崩溃或者无法使用呢？和硬盘一起工作的其它部件出错(特别是内存)了？软件往硬盘中写数据的算法不完善？系统中毒？非法关机？......但是，在所有可能的原因中，最具破坏性的、最可怕的还是硬盘本身的机械部件损坏了。

3.硬盘发生故障的内部机理与数据恢复

一个硬盘内部一般有一个以上用于存储数据的磁盘，这些磁盘的磁道可以用来存储电磁信息。硬盘中对磁盘数据进行读写的机构称为读/写磁头，它正常工作的情况下在磁盘表面上空不停的转动。在读/写磁头和磁盘中间有一层空气垫，这是由磁盘高速转动产生的。由于采用的是电磁原理，因此读/写磁头不需要和磁盘表面接触就可以对其进行读写操作。磁头装在电枢转臂上，转臂通过电磁“音圈”（Voice coil)的方法驱动。数据恢复

硬盘里面保持转臂的移动速度和精确度都达到了不可置信的地步，它使用了高速的线性马达。当硬盘在工作的时候，磁盘的转速可达5,400 RPM或者72,00 RPM(这是通常的情况下，当然最快也有10,000 RPM,有些SCSI硬盘甚至达到了15,000 RPM)。这些磁盘制造的时候有惊人的精确度，并且表面如镜子般光滑。如此高速高精确度，读/写磁头对磁盘进行读写操作都是在瞬间完成的。数据恢复

由于硬盘始终是机械设备，机械设备的使用就意味着会受到磨损，因此出故障是迟早的事情！这个道理非常简单！然而，最有可能使得硬盘提前结束生命的是——物理损伤。数据恢复如果硬盘处于活动状态(这里的活动状态是指读写磁头正在磁盘表面进行读写操作)时受到大的震动或者撞击，磁头就有可能和磁盘表面接触，这时候什么问题都可能发生......

磁头和磁盘接触可能会损坏读写磁头，也可能刮花磁盘表面，可能使读/写磁头产生偏移等等。有问题就有对策！硬盘制造商在技术上作了很多改进，对磁头读写过程采取了很多保护措施，将这种物理损坏发生的概率降到最低的程度。硬盘在转速下降的情况下，自动停止磁头移动，或者将磁头停放到安全的静止磁盘表面上。

不处于工作状态的硬盘一般情况下是不会受到物理损伤的。因此，如果你的硬盘处于工作状态，请不要随便移动主机。显然，笔记本电脑硬盘的受震性能要比标准的3英寸台式电脑硬盘要高，数据恢复但是笔记本电脑硬盘也有受到物理损伤的可能。

磁盘连接到电机上，通过电机的转动带动磁盘转动。然而，随着使用的年限的增加，电机也会出故障。硬盘上的电机故障或者轴承出问题，都会降低磁盘转速、使磁盘与读写磁头之间不同步而导致读/写数据出错。

硬盘还采用了高度过滤的通风孔，以便维持硬盘内部和外部的空气压力平衡，并提供磁头与磁盘之间的空气层。如果过滤通风孔出故障，就有可能使外界的灰尘颗粒通过通风孔进入硬盘内部，这些灰尘将会对磁盘表面的数据造成极大的破坏数据恢复 。

硬盘的所有这些机械故障或者物理损坏，都会使得运行操作系统、应用软件出错，而导致出错的主要原因通常都是硬盘中的坏区。

4.硬盘坏区的数据恢复

前面提到硬盘坏区会导致软件运行出错，那什么是硬盘坏区呢？硬盘坏区是指硬盘磁盘上无法写入数据的扇区。造成硬盘产生坏区的原因有很多，但是对于操作系统最主要的症状就是，数据恢复无法对硬盘的坏区区域进行操作。如果硬盘还没有完全崩溃，并且已经格式化了，那么坏区不会对硬盘的使用造成很大的影响。新近的操作系统都能够对硬盘的坏区进行重新映射，并在格式化过程中将坏区隐藏起来。

新近生产的硬盘中都预留了一部分的“备用”扇区，这些“备用”扇区是专门为今后出现坏区预留的，一旦硬盘出现坏区，就可以用这些“备用”扇区代替坏区。有了这些“备用”扇区，即使磁盘生产时出现微小的缺陷，这些“备用”扇区就可以起自动补偿作用——格式化硬盘时数据恢复，系统软件可以检测到硬盘的坏区，并且可以用“备用”扇区代替坏区，将坏区隐藏起来。

如果坏区是在硬盘使用过程中产生的，那么问题就产生了。这些坏区上的数据随时都有被破坏的可能！操作系统对使用过程中产生的坏区无能为力，它无法使用“备用”扇区代替坏区，并且会继续使用坏区和坏区周围的空间，这有可能使坏区的范围进一步扩大，如果坏区中存储着系统关键数据，还可能导致整个系统崩溃。

硬盘坏区根据其出现的原因可以分为逻辑坏区(或称为软坏区)和物理坏区(或称为硬坏区)，逻辑坏区通常是由软件出错造成的，而物理坏区通常是读/写磁头与磁盘表面的摩擦造成的。逻辑坏区通常可以通过将整个硬盘格式化(将每个扇区都写入0)进行数据恢复。

而由机械故障导致的物理坏区如果处理不及时，它会导致坏区的进一步蔓延。硬盘正常工作所允许的坏区数量是非常有限的。如果坏区是由机械故障或者磁头摩擦产生的，它会随着硬盘的使用而产生更多的物理坏区。在重新格式化的时候，硬盘会尽可能地使用“备用” 扇区代替物理坏区。当然，在格式化之后，如果坏区继续扩散，硬盘一样无法稳定地工作。这时候，唯一能够做的就是在硬盘彻底完蛋之前，硬盘中的数据能够恢复多少算多少了！

当然，我们还可以通过一些其它方法对坏区进行检测和恢复。

5.硬盘坏区检查和数据恢复

对硬盘的一致性以及硬盘中的数据的完整性进行检查和的方法主要有以下三种，我们这里先作简要的介绍，在后面我们将结合实际应用例子作进一步的探讨。

1)错误检查

错误检查是对硬盘中的文件以及文件夹进行扫描的过程，其主要目的是找出其中被破坏的文件以及相关的冲突。例如，删除文件之后文件系统中仍然保留着文件的入口、或者删除一些共享文件而其它地方还保留着链接的节点。进行错误检查可以清除这些错误。但是如果在进行错误检查的时候，经常遇到这种问题，那么这可能意味着你的硬盘的生命就快结束，坏区可能正在不断的扩散。错误检查所花的时间一般很少。

2)磁盘扫描

磁盘扫描操作主要是对磁盘的每个扇区进行详细的检查，以识别和标记出磁盘中的坏区。磁盘扫描找到的坏区可以作相关的标志，并使用“备用”扇区代替。磁盘扫描通常要花很长的时间，但它是对硬盘最近格式化至今所产生的坏区进行检查的唯一一种不具破坏性的方法。

3)SMART 诊断测试

SMART(Self-Monitor Analysis and Reporting Technolog):自监测，分析和报告技术。SMART是IBM公司最早提出的预测错误分析技术，它不仅具有错误监测功能，而且还提供了有效的数据保护措施。可以监控磁头、磁盘、电机、电路等，由硬盘的监测电路和主机上的监测软件对被监对象的运行情况与历史记录和预设的安全值进行分析、比较，当出现安全值范围以外的情况时，会自动向用户发出警告。而更先进的技术还可以自动降低硬盘的运行速度，把重要数据文件转存到其它安全扇区， 通过SMART技术可以对硬盘潜在故障进行有效预测，提高数据的安全性。这种保护措施兼有成本低和效率高双重优点。

6.硬盘可能出错的警告信号
或许你学会了恢复由硬盘坏区导致的软件错误，或许你知道怎么使用系统软件恢复坏区，但是当你的硬盘是由机械故障导致出现坏区时，如果你不清楚哪些信号是由硬盘出错产生的，那么可能你要等到整个系统崩溃了才知道硬盘出故障，但是你的数据可能已经全部over了！

因此，及时了解硬盘出错发出的警告信号对于掌握硬盘的工作状态，拯救数据非常重要！下面是我们总结的一些可能由硬盘故障发出的信号：

1)系统频繁但是无规律地崩溃，特别是在启动操作系统的过程中；

2)在执行一些诸如移动文件等的操作过程中，经常弹出一些错误信息；

3)文件夹或者文件明被修改成乱码；

4)文件或文件夹丢失；

5)对文件和文件夹进行操作速度非常缓慢；

6)打开或者打印文件时，文件内容出现乱码；

7)硬盘工作过程中经常出现怪异的声音

如果你的系统发出上述的信号中的任何一种，你最好尽快使用相关的工具对你的硬盘进行检查,或先进行数据恢复，提出盘内数据！

怪异声音是说明你的硬盘出错的最明显、最好的信号。如果你的硬盘以前正常工作没有发出怪异的声音，而现在你听到怪异的声音....马上退出系统，进行检查！如果硬盘的声音越来越大，并且是偶尔地发出不规则的“哒…哒…哒……”的声音的话，那么尽快的检查，并且备份硬盘中的重要数据，并作好更换硬盘的准备吧！

如果你的硬盘发出的是规则的“哒…哒…哒…”的声音，那么可能是硬盘内部出现了机械故障。这时最好马上关闭计算机，因为这种机械故障可能对硬盘中的数据产生连锁效应的破坏。越早关机，你可能拯救的数据就越多。

⑦ 如何使用电脑硬盘

1、热（环境的高温）
环境境温度要适当，高的环境温度，将使电脑内部的高温不易散发到外界，而使电脑内部的温度持续上升至饱合状态。通常就是电脑速度变慢，甚至于频繁死机的主要原因。这也就是为什么电脑除了电源中有一个风扇外，CPU上也都必须会有一个风扇了，对于稳定度要求特高的电脑，甚至在机箱上再安装一个风扇，如果24小时以上者，甚至将主机箱外壳取下，拿小电扇一直吹，更有甚者买个大空调对着电脑吹。
2、灰尘
3、潮湿
电脑主板上的的金属成份会因潮湿而极易氧化甚至于腐蚀，造成接触不良、短路或开路，使得硬件破坏而无法正常工作。轻微的情型是因潮湿，使得电脑内部电路板的绝缘电阻降低，而形成错误操作、死机或者不能启动。
4、震动
“震动”经常也是造成电脑故障，及硬盘损坏的首要原因。轻者是使得电脑内外的各类接线脱落，使电脑无法启动。严重的则是硬盘损坏（硬盘是以高速飞行在硬盘的盘片上约几微米< ?M >的距离来存取数据的，在那么小的距离下也就容易因震动而使磁头撞击到盘片的表面而造成硬盘的实际的损坏，当然如果是其它扇区还好，找些工具程序把它标识起来不用就可以了，但是如果是0磁道的话，那么整台硬盘就得报废了。）
5、市电电源不稳定
市电规格是220+15%。电源不稳定的场所（1）您的住所在比较偏僻，或是新兴的小区；（2）夏委高峰用电时；（3）家中同时使用电器过多，或者与电脑同一插座中同时连接了多种电器；（4）自然灾害过后等；
当然电脑无法取得正常的是供电是经常死机的原因之一，如人为的不当操作、软件冲突等都是电脑故障或死机的原因。
二、电脑理想的工作环境
一个理想的工作环境是每一个人所追求的，当然电脑也要给它一个理想的环境。我们建议各位营造一个好的环境，以使电脑能长期顺利的为我们服务。
1、 解决热的问题；
2、 解决灰尘问题；
3、 解决潮湿问题；
4、 解决震动的问题；
5、 避免外界电磁干扰的问题
尽量远离以下区域:（1）家中电源总开关处；（2）大功率的家电，如微波炉、电视；（3）靠近家中窗户外的高压电线。当然您家在变电所旁边那就没有辄了，较出名的厂商的产品受环境干扰就较小。
6、 解决市电电源不稳定
市电电源不稳定的因素在大部份地区不大存在，但是电脑专用插座一事则是相当必要的事情。
7、 电脑勿放置阳光直射处
直射处易产生热对电脑正常工作不好，直射处屏幕看起来不清楚，且易反光造成眼睛的直接伤害。
8、 选择合适的电脑桌椅
符合人体工学的电脑桌椅最宜。
三、电脑的保养维护
电脑的保养维护无非是希望靠平时的一些小动作、小功夫，使电脑能顺利正常的工作及保持最佳的性能，尽量避免电脑的故障。下面我分项介绍我是如何做保养维护工作的。
1、 清理电脑内部灰尘
（1） 先将主机后面的各种连接线拆下，不过注意，针对半懂不懂的朋友来，在拆下以前首先要作好标记。
（2） 拆下外壳。
（3） 将所有的接口卡拆下来，同样的要记下各条连线连往何处，以及方向。
（4） 先用刷子将接口卡上的灰尘扫干净。
（5） 将各接口卡上有DIP包装的IC再次用力将其下压，避免它因时间久了而略微弹出形成接触不良。
（6） 用棉花沾酒精（或去渍油）将各种接口卡金黄属露铜部份的不洁物及铜墙铜绿擦拭干净。
（7） 清理主机内部的灰尘。要小心上面有许多跳线不要弄掉了，否则插不回去，电脑无法工作了。
（8） 将软硬磁盘驱动器上的灰尘也清一清。
（9） 清理光盘驱动器托盘的灰尘。
（10） 将位于主机箱后方的电源风扇的积尘及杂物同样清理一下。
（11） 清理完毕再将接口卡依次插回。
（12） 重新连回各条内部连线。
（13） 装上外壳，同时清理，屏幕也清理一下。
（14） 接上主机背面的外部接线。
（15） 启动电脑。顺利启动，有没有觉得干净舒服一点，而且好像电脑变快了。
（16） 分别用清洁磁盘清洁大小软盘的磁头。
2、 利用windows中的磁盘碎片整理程序整理硬盘数据
（1） 先将磁盘中不必要的文件及目录文件夹删除。
（2） 选取“开始”、“程序”、“附件”、“系统工具”、“磁盘碎片整理程序”.
（3） 选取需要整理碎片的磁盘驱动器号.
（4） 点取“确定”后出现“磁盘碎片整理程序”对话框。
（5） 点“开始”，开始“磁盘整理”。
“磁盘碎片整理”完毕后，随意打开一个程序，看看是不是比以前快了，这可不是心理作用，而是真的快了很多。
3、 电脑使用常识与注意事项
（1） 收音机、无线电话等无线设备尽量远离电脑；
（2） 尽量少立在屏幕背面及侧边，以避免辐射；
（3） 电脑使用后，养成习惯用防尘罩；
（4） 使用屏幕保护装置来保护屏幕并延长其使用周期。
（5） 自己动手（DIY）时，注意随时放电。 说的就是静电问题。所以建议各位朋友，不论是在维修、保养电脑或是自己装电脑时，都必须要随时记得将人体“静电”却除（放电），再开始拆下机壳，以防止人体上的“静电”量过高而破坏了您好的设备。
（6） 关于重新启动的方法与注意事项。
启动电脑的方法有三种：
①热启动（Ctrl+Alt+Del键）：
非完全硬件重新设置（reset）的重新启动，使用时机：如调整系统设置、想要重新启动电脑或轻微的死机。但是建议朋友们在处理病毒的相关问题、需要重新启动电脑时勿使用热启动方式来重新启动，一定要使用冷启动（Reset键）或干脆关掉电源再重新打开，以便降低病毒勇于进取电脑的危害。
②冷启动(机箱上的Reset键)：
完全在硬件上重新设置（Reset）整个系统，包括芯片以及整个电脑系统，使其完全的回到一个初始状态再重新启动电脑。建议除一般情况使用热启动外，其他要重新启动电脑时都使用冷启动。最好不用电源开关来重新启动电脑。
③电源切换：开关
其实就是作为电源开关，它并并非是用于重新启动电脑的，建议除非是要开关机，否则不要使用电源切换开关来重新启动电脑。提醒如果朋友们在使用此方法时：注意每次将电源开关切至OFF后，如果要再度打开，请尽量停顿5秒钟后再打开。这样可以避免瞬间电流过大，对电脑造成破坏，对硬件保养也是很有意义的。"

⑧ 固态硬盘怎么选

你有没有了解过自己的电脑硬盘是机械硬盘or固态硬盘？固态硬盘和机械硬盘相同容量却要贵出那么多？

为什么我们更加的喜欢固态硬盘，固态硬盘和机械硬盘的区别？他们的使用寿命下面一一为大家揭开谜底：

1、防震抗摔性能分析：机械硬盘都是磁盘型的，数据储存在磁盘扇区里。而固态硬盘是使用闪存颗粒（即内存、MP3、U盘等存储介质）制作而成，所以SSD固态硬盘内部不存在任何机械部件，这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响到正常使用，而且在发生碰撞和震荡时能够将数据丢失的可能性降到最小。相较机械硬盘，固硬占有绝对优势。

2、数据存储速度比较：SSD作为存储介质，读取速度相对机械硬盘更快

3、功耗大小：固态硬盘的功耗上也要低于机械硬盘。

4、重量大小：固态硬盘在重量方面更轻，与常规1.8英寸硬盘相比，重量轻20-30克。

5、是否产生噪音：由于固硬属于无机械部件及闪存芯片，所以具有了发热量小、散热快等特点，而且没有机械马达和风扇，工作噪音值为0分贝。机械硬盘就要逊色很多。

6、固态硬盘的大容量很少；

7、售价区别固态硬盘的售价一般比较昂贵两倍或者三倍的价钱（距离对比）

结论分析：

现在对比新型的主控芯片全部引入了科学的写入战略，在运用时会尽量平衡存储芯片内每个数据块的写入负载，以使SSD硬盘全体写入寿数到达最大值。

扼要来说机械硬盘影响寿数的显着要素是外部震动等物理暴力损坏，固态硬盘首要受写入读取次数的影响。

法国闻名硬件网站hardware.fr，每年都会计算两次电脑中心配件的故障率，机械硬盘的故障率较为平均，SSD固态硬盘的故障率离散较大，可是平均故障率仍然低于机械硬盘。

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⑨ 如何分析 硬盘的性能 下图数据是否说明了硬盘太差了需要更换

hd tune可以查看硬盘的性能