專利名稱：物理隔離硬盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進的硬盤。
背景技術(shù)：
目前的硬盤是采用1973年IBM公司推出的Winchester(溫徹斯特)硬盤技術(shù)，簡稱“溫盤”。它是由頭盤組件HDA(Head Disk Assembly)和印刷電路板組件PCBA(Printed Circuit Board Assembly)兩大部分組成。頭盤組件包括(1)磁頭組件，它由磁頭、磁頭臂、轉(zhuǎn)動軸三部分組成。(2)磁頭驅(qū)動機構(gòu)。(3)盤體，它由一個或多個盤片組成，每個盤片有上下兩個盤面，每個盤面都有一個磁頭。(4)主軸組件。(5)前置控制電路。印刷電路板組件包括主軸調(diào)速電路、磁頭驅(qū)動與伺服定位電路、讀寫電路、控制與接口電路等。電路板主要的芯片包括主控制芯片、數(shù)據(jù)傳輸芯片、高速數(shù)據(jù)緩存芯片、ROM芯片(硬盤固件，F(xiàn)irmware)等。
自從IBM公司發(fā)明“溫盤”以來，硬盤結(jié)構(gòu)一直沒有發(fā)生改變，雖然容量方面已獲得突破，但其存取速度相對于CPU的處理速度、內(nèi)存的存取速度進步較慢，并日益成為電腦系統(tǒng)的瓶頸問題，拉低了電腦系統(tǒng)的整體性能。
磁盤陣列RAID(Redundant Array of Independent Disk)，即“獨立冗余磁盤陣列”，是以多個硬盤組成并行工作的磁盤陣列的方式來提高數(shù)據(jù)存取的速度和安全兩方面的能力。
眾所周知，國際互聯(lián)網(wǎng)是國際化、開放和互聯(lián)為特點的，自從互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)以來，電腦病毒更加容易傳播，電腦和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)越來越容易受到病毒的攻擊，容易受到黑客、木馬軟件、間諜軟件的入侵，而殺毒軟件永遠(yuǎn)相對滯后于電腦病毒，永遠(yuǎn)是先有了攻擊，后才有補救措施，安全防護非常被動，電腦上的資料很可能因為連在網(wǎng)絡(luò)上而被人偷看，電腦變得不夠安全、可靠，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)如果和外部互聯(lián)網(wǎng)相連，則有可能受到來自互聯(lián)網(wǎng)的非法入侵，信息安全無法保證。
物理隔離技術(shù)就是指內(nèi)部信息網(wǎng)絡(luò)不和Internet等外部信息網(wǎng)絡(luò)相連、從物理上斷開的技術(shù)。這種方法基本杜絕了因為網(wǎng)絡(luò)互通互連所造成的外部攻擊或內(nèi)部泄密的可能，具有極高的安全性。現(xiàn)在國際上最新穎的物理隔離解決思路是在同一時間、同一空間單個用戶是不可能同時使用兩個系統(tǒng)的。雙硬盤隔離卡，主要是在原有機器上增加一塊硬盤和一個隔離卡的來實現(xiàn)物理隔離，兩塊硬盤分別對應(yīng)內(nèi)外網(wǎng)，用戶啟動外網(wǎng)時關(guān)閉內(nèi)網(wǎng)硬盤，啟動內(nèi)網(wǎng)時關(guān)閉外網(wǎng)硬盤。單硬盤隔離卡，是第三代產(chǎn)品，是目前國內(nèi)最先進的客戶端物理隔離產(chǎn)品，也是國外普遍所采取的隔離技術(shù)(包括美國軍方)，其實現(xiàn)原理是將原計算機的單個硬盤從物理層上分割為公共和安全兩個分區(qū)，安裝兩套操作系統(tǒng)，從而實現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)的安全隔離。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有硬盤存取速度較慢的不足和減少電腦病毒的損害以及保護信息安全，本發(fā)明提供一種改進的硬盤。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一個硬盤分為若干個區(qū)域，其每個區(qū)域是物理隔離的。
本發(fā)明硬盤可以按盤面、柱面來分為若干個區(qū)域(1)按盤面來分為若干個區(qū)域。我們知道，每個盤面都有一個磁頭，以這種方式劃分的硬盤，各個區(qū)域可以同時工作，也可以不同時工作。例如一個含有四個盤片的硬盤，分為四個區(qū)域0、1盤面為區(qū)域A，2盤面為區(qū)域B，3、4盤面為區(qū)域C，5、6、7盤面為區(qū)域D。各個區(qū)域的劃分是根據(jù)需要而定。(2)按柱面來分為若干個區(qū)域?？梢酝ㄟ^不同硬盤固件(Firmware)的控制來實現(xiàn)。以這種方式劃分的硬盤，如果一個盤面使用一個磁頭，各個區(qū)域是不同時工作的。我們知道，硬盤數(shù)據(jù)的讀/寫是按柱面進行，而不是按盤面來進行的。也就是說，當(dāng)一個磁道已寫滿數(shù)據(jù)，就在同一柱面的下一個盤面來寫，只是通過電子切換選取不同的磁頭即可，而不是在同一盤面的下一磁道來寫，讀數(shù)據(jù)也是這樣。電子切換相當(dāng)快，比用機械方式使磁頭向鄰近磁道移動快得多。所以，按柱面來分為若干個區(qū)域，可以使各個區(qū)域獲得更高的讀寫速度，如果各個區(qū)域是不同時工作的，應(yīng)優(yōu)先采用這種方案。例如假設(shè)一個硬盤有100個柱面，外環(huán)的前50個柱面可作為區(qū)域A，后50個柱面可作為區(qū)域B。(當(dāng)然各個區(qū)域也可以按磁道、扇區(qū)等來劃分，不過不必要。)本發(fā)明硬盤的各個區(qū)域有兩種類型一種是各個區(qū)域同時工作，同時工作是指各個區(qū)域都處于工作狀態(tài)，可以同時訪問各個區(qū)域的數(shù)據(jù)。一種是各個區(qū)域不同時工作，當(dāng)一個區(qū)域工作時，電腦只能訪問到該區(qū)域，其它區(qū)域處于關(guān)閉或屏蔽狀態(tài)。一個硬盤也可以兼有這兩種類型，即有同時工作的區(qū)域，也有不同時工作的區(qū)域，例如一個硬盤分為四個區(qū)域，區(qū)域A與區(qū)域B、C、D是不同時工作的，而區(qū)域B、C、D是同時工作的。
硬盤的磁頭臂有三種方案1.各個區(qū)域的磁頭臂連為一體，像目前的硬盤一樣使用單磁臂多磁頭，各個區(qū)域不同時工作的可以采用這種方案，各個區(qū)域同時工作的采用這種方案理論上是可行的，但是在實際上由于存在著機械誤差，同時使多個磁頭處于正確的磁道是有困難的，這需要制造技術(shù)的支持。2.各個區(qū)域的磁頭臂在同一軸上但并不連為一體，獨立驅(qū)動，各個區(qū)域同時工作的可采用這種方案。3.各個區(qū)域的磁頭臂在不同軸上獨立驅(qū)動，各個區(qū)域同時工作的可采用這種方案。
本發(fā)明硬盤與目前硬盤一樣，各個盤片固定在同一主軸上，并由一個馬達(dá)驅(qū)動。
本發(fā)明硬盤在外形上看是一塊硬盤，由于各個區(qū)域是物理隔離的，實質(zhì)上這若干個區(qū)域可以說是若干個硬盤，只不過它們共用一個腔體，共用一個主軸、馬達(dá)等而已。
本發(fā)明硬盤主要應(yīng)用于以下兩個方面(一)應(yīng)用于磁盤陣列(RAID)系統(tǒng)(各個區(qū)域同時工作)將硬盤按盤面為單位分為若干個相等容量的區(qū)域，各個區(qū)域是同時工作的——硬盤的每個盤面都有一個磁頭，應(yīng)用現(xiàn)在的磁盤陣列(RAID)技術(shù)，組建磁盤陣列系統(tǒng)，實現(xiàn)RAD各個級別的功能，應(yīng)用于RAID 0成倍提高硬盤的存取速度，應(yīng)用于RAID 1實現(xiàn)磁盤鏡像，……。這樣應(yīng)用一塊硬盤就能實現(xiàn)以往幾塊硬盤才能實現(xiàn)的RAID功能，非常經(jīng)濟實用，使硬盤性能有突破性的飛躍，現(xiàn)在硬盤容量越來越大，這樣改進是可行的。此外也可以使用多個本發(fā)明硬盤組建RAID系統(tǒng)，使性能更強。
(二)用一個硬盤實現(xiàn)物理隔離電腦(各個區(qū)域不同時工作)我們知道自從國際互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)以來，電腦和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)容易受到病毒的攻擊，容易受到黑客、木馬軟件、間諜軟件的入侵，電腦變得不夠安全、可靠。應(yīng)用于這方面的本發(fā)明硬盤，可以將之分為兩個或多個區(qū)域，各個區(qū)域是不同時工作的，每個區(qū)域都裝有操作系統(tǒng)，是各自獨立的，下面以兩個區(qū)域為例說明，一個區(qū)域(安全區(qū))用于存放重要資料的系統(tǒng)，這個區(qū)域工作時，將電腦與國際互聯(lián)網(wǎng)或其它公共信息網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)線斷開，只與內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)相連(沒有內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的普通用戶，斷開互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)線即可)，并盡量不使用外來不安全的軟盤、閃存盤、光盤等，保證安全無毒的環(huán)境，另一個區(qū)域(公共區(qū))用于上網(wǎng)、玩游戲等，這個區(qū)域即使受到病毒攻擊，損失也是很小的。這兩個區(qū)域的切換是通過硬盤的跳線來實現(xiàn)，將這個跳線接到電腦主機面板上，通過一個選擇開關(guān)來實現(xiàn)。這兩個區(qū)域都有自己獨立的操作系統(tǒng)，是兩個完全獨立的環(huán)境，操作者一次只能進入其中一個系統(tǒng)，系統(tǒng)間的切換只需要撥動面板上的開關(guān)即可(在關(guān)機狀態(tài)下)。這兩個區(qū)域是物理隔離，互不干擾，也只有這樣才能保證有一個絕對安全的環(huán)境，絕對不會受到網(wǎng)絡(luò)上病毒的攻擊和黑客、木馬軟件、間諜軟件的入侵，從而將損失降至最低。此外也可以像單硬盤隔離卡一樣提供一個第三分區(qū)作為數(shù)據(jù)交換區(qū)，通過讀寫技術(shù)允許數(shù)據(jù)從公共區(qū)向安全區(qū)或者從安全區(qū)向公共區(qū)單向流動，使得兩個分區(qū)之間的數(shù)據(jù)可以進行交換。這樣用一個硬盤就能實現(xiàn)以往的需要兩個硬盤、硬盤隔離卡才能實現(xiàn)的功能(也有單硬盤隔離卡，價格較貴)，直接在硬盤上實現(xiàn)物理隔離技術(shù)，實現(xiàn)硬盤隔離卡的功能，更加簡單、容易控制，更加廉價，使只應(yīng)用于政府部門的物理隔離技術(shù)走進千家萬戶。
本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明硬盤是IBM公司發(fā)明“溫盤”以來，硬盤結(jié)構(gòu)上的第一次變革，硬盤性能有突破性的飛躍，而價格僅比目前的硬盤略貴。應(yīng)用一塊硬盤就能實現(xiàn)以往幾塊硬盤才能實現(xiàn)的RAID功能，非常經(jīng)濟實用，以往由于要購置多塊硬盤，實現(xiàn)RAID過于昂貴，只應(yīng)用于服務(wù)器，現(xiàn)在RAID技術(shù)可以普遍走入個人電腦，使電腦數(shù)據(jù)更加安全，讀寫速度更快；用一個硬盤就能實現(xiàn)物理隔離電腦，經(jīng)濟實用，在電腦病毒和黑客入侵防不勝防的今天，保證有一個絕對安全的環(huán)境，使電腦更加安全可靠。
具體實施例方式
下面給出一個實施例，是應(yīng)用于磁盤陣列(RAID)的硬盤，一個含有四個盤片的硬盤，分為四個相等容量的區(qū)域，每個盤片(含上下兩個盤面)作為一個區(qū)域，每個區(qū)域都有一個磁頭臂，這四個磁頭臂在不同軸上，分別位于硬盤四個角的位置，這四個區(qū)域能同時工作，應(yīng)用現(xiàn)在的磁盤陣列(RAID)技術(shù)，可以實現(xiàn)RAID各個級別的功能。
權(quán)利要求
一種改進的硬盤，其特征是一個硬盤分為若干個區(qū)域，其每個區(qū)域是物理隔離的。
全文摘要
一種物理隔離硬盤。一個硬盤分為若干個區(qū)域，其每個區(qū)域是物理隔離的。硬盤可以按盤面、柱面來分為若干個區(qū)域。本發(fā)明硬盤在外形上看是一塊硬盤，由于各個區(qū)域是物理隔離的，實質(zhì)上這若干個區(qū)域可以說是若干個硬盤。本發(fā)明硬盤主要應(yīng)用于以下兩個方面①應(yīng)用于磁盤陣列(RAID)系統(tǒng)，各個區(qū)域同時工作。②用一個硬盤實現(xiàn)物理隔離電腦?？梢詫⒂脖P分為兩個區(qū)域，這兩個區(qū)域都裝有操作系統(tǒng)，是各自獨立的，操作者一次只能進入其中一個系統(tǒng)，一個區(qū)域用于存放重要資料的系統(tǒng)，這個區(qū)域工作時，將電腦與互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)線斷開，保證安全無毒的環(huán)境，另一個區(qū)域用于上網(wǎng)、玩游戲等。這樣保證有一個絕對安全的環(huán)境，絕對不會受到網(wǎng)絡(luò)上病毒、木馬軟件的入侵。
文檔編號G11B5/00GK1595498SQ20041002774
公開日2005年3月16日 申請日期2004年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月19日
發(fā)明者林海濤 申請人:林海濤