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(jìn)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(jiǎn)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(dòng)軸三部分組成。(2)磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。(3)盤體，它由一個(gè)或多個(gè)盤片組成，每個(gè)盤片有上下兩個(gè)盤面，每個(gè)盤面都有一個(gè)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(dòng)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(lái)，硬盤結(jié)構(gòu)一直沒(méi)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(duì)于CPU的處理速度、內(nèi)存的存取速度進(jìn)步較慢，并日益成為電腦系統(tǒng)的瓶頸問(wèn)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(dú)立冗余磁盤陣列”，是以多個(gè)硬盤組成并行工作的磁盤陣列的方式來(lái)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(guó)際互聯(lián)網(wǎng)是國(guó)際化、開(kāi)放和互聯(lián)為特點(diǎn)的，自從互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)以來(lái)，電腦病毒更加容易傳播，電腦和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)越來(lái)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(duì)滯后于電腦病毒，永遠(yuǎn)是先有了攻擊，后才有補(bǔ)救措施，安全防護(hù)非常被動(dòng)，電腦上的資料很可能因?yàn)檫B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(lái)自互聯(lián)網(wǎng)的非法入侵，信息安全無(wú)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(kāi)的技術(shù)。這種方法基本杜絕了因?yàn)榫W(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(guó)際上最新穎的物理隔離解決思路是在同一時(shí)間、同一空間單個(gè)用戶是不可能同時(shí)使用兩個(gè)系統(tǒng)的。雙硬盤隔離卡，主要是在原有機(jī)器上增加一塊硬盤和一個(gè)隔離卡的來(lái)實(shí)現(xiàn)物理隔離，兩塊硬盤分別對(duì)應(yīng)內(nèi)外網(wǎng)，用戶啟動(dòng)外網(wǎng)時(shí)關(guān)閉內(nèi)網(wǎng)硬盤，啟動(dòng)內(nèi)網(wǎng)時(shí)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(guó)內(nèi)最先進(jìn)的客戶端物理隔離產(chǎn)品，也是國(guó)外普遍所采取的隔離技術(shù)(包括美國(guó)軍方)，其實(shí)現(xiàn)原理是將原計(jì)算機(jī)的單個(gè)硬盤從物理層上分割為公共和安全兩個(gè)分區(qū)，安裝兩套操作系統(tǒng)，從而實(shí)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(hù)信息安全，本發(fā)明提供一種改進(jìn)的硬盤。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一個(gè)硬盤分為若干個(gè)區(qū)域，其每個(gè)區(qū)域是物理隔離的。
本發(fā)明硬盤可以按盤面、柱面來(lái)分為若干個(gè)區(qū)域(1)按盤面來(lái)分為若干個(gè)區(qū)域。我們知道，每個(gè)盤面都有一個(gè)磁頭，以這種方式劃分的硬盤，各個(gè)區(qū)域可以同時(shí)工作，也可以不同時(shí)工作。例如一個(gè)含有四個(gè)盤片的硬盤，分為四個(gè)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(gè)區(qū)域的劃分是根據(jù)需要而定。(2)按柱面來(lái)分為若干個(gè)區(qū)域?？梢酝ㄟ^(guò)不同硬盤固件(Firmware)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。以這種方式劃分的硬盤，如果一個(gè)盤面使用一個(gè)磁頭，各個(gè)區(qū)域是不同時(shí)工作的。我們知道，硬盤數(shù)據(jù)的讀/寫是按柱面進(jìn)行，而不是按盤面來(lái)進(jìn)行的。也就是說(shuō)，當(dāng)一個(gè)磁道已寫滿數(shù)據(jù)，就在同一柱面的下一個(gè)盤面來(lái)寫，只是通過(guò)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(lái)寫，讀數(shù)據(jù)也是這樣。電子切換相當(dāng)快，比用機(jī)械方式使磁頭向鄰近磁道移動(dòng)快得多。所以，按柱面來(lái)分為若干個(gè)區(qū)域，可以使各個(gè)區(qū)域獲得更高的讀寫速度，如果各個(gè)區(qū)域是不同時(shí)工作的，應(yīng)優(yōu)先采用這種方案。例如假設(shè)一個(gè)硬盤有100個(gè)柱面，外環(huán)的前50個(gè)柱面可作為區(qū)域A，后50個(gè)柱面可作為區(qū)域B。(當(dāng)然各個(gè)區(qū)域也可以按磁道、扇區(qū)等來(lái)劃分，不過(guò)不必要。)本發(fā)明硬盤的各個(gè)區(qū)域有兩種類型一種是各個(gè)區(qū)域同時(shí)工作，同時(shí)工作是指各個(gè)區(qū)域都處于工作狀態(tài)，可以同時(shí)訪問(wèn)各個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)。一種是各個(gè)區(qū)域不同時(shí)工作，當(dāng)一個(gè)區(qū)域工作時(shí)，電腦只能訪問(wèn)到該區(qū)域，其它區(qū)域處于關(guān)閉或屏蔽狀態(tài)。一個(gè)硬盤也可以兼有這兩種類型，即有同時(shí)工作的區(qū)域，也有不同時(shí)工作的區(qū)域，例如一個(gè)硬盤分為四個(gè)區(qū)域，區(qū)域A與區(qū)域B、C、D是不同時(shí)工作的，而區(qū)域B、C、D是同時(shí)工作的。
硬盤的磁頭臂有三種方案1.各個(gè)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(gè)區(qū)域不同時(shí)工作的可以采用這種方案，各個(gè)區(qū)域同時(shí)工作的采用這種方案理論上是可行的，但是在實(shí)際上由于存在著機(jī)械誤差，同時(shí)使多個(gè)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(gè)區(qū)域的磁頭臂在同一軸上但并不連為一體，獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，各個(gè)區(qū)域同時(shí)工作的可采用這種方案。3.各個(gè)區(qū)域的磁頭臂在不同軸上獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，各個(gè)區(qū)域同時(shí)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(gè)盤片固定在同一主軸上，并由一個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明硬盤在外形上看是一塊硬盤，由于各個(gè)區(qū)域是物理隔離的，實(shí)質(zhì)上這若干個(gè)區(qū)域可以說(shuō)是若干個(gè)硬盤，只不過(guò)它們共用一個(gè)腔體，共用一個(gè)主軸、馬達(dá)等而已。
本發(fā)明硬盤主要應(yīng)用于以下兩個(gè)方面(一)應(yīng)用于磁盤陣列(RAID)系統(tǒng)(各個(gè)區(qū)域同時(shí)工作)將硬盤按盤面為單位分為若干個(gè)相等容量的區(qū)域，各個(gè)區(qū)域是同時(shí)工作的——硬盤的每個(gè)盤面都有一個(gè)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(shí)現(xiàn)RAD各個(gè)級(jí)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(shí)現(xiàn)磁盤鏡像，……。這樣應(yīng)用一塊硬盤就能實(shí)現(xiàn)以往幾塊硬盤才能實(shí)現(xiàn)的RAID功能，非常經(jīng)濟(jì)實(shí)用，使硬盤性能有突破性的飛躍，現(xiàn)在硬盤容量越來(lái)越大，這樣改進(jìn)是可行的。此外也可以使用多個(gè)本發(fā)明硬盤組建RAID系統(tǒng)，使性能更強(qiáng)。
(二)用一個(gè)硬盤實(shí)現(xiàn)物理隔離電腦(各個(gè)區(qū)域不同時(shí)工作)我們知道自從國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)以來(lái)，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(gè)或多個(gè)區(qū)域，各個(gè)區(qū)域是不同時(shí)工作的，每個(gè)區(qū)域都裝有操作系統(tǒng)，是各自獨(dú)立的，下面以兩個(gè)區(qū)域?yàn)槔f(shuō)明，一個(gè)區(qū)域(安全區(qū))用于存放重要資料的系統(tǒng)，這個(gè)區(qū)域工作時(shí)，將電腦與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)或其它公共信息網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)線斷開(kāi)，只與內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)相連(沒(méi)有內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的普通用戶，斷開(kāi)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)線即可)，并盡量不使用外來(lái)不安全的軟盤、閃存盤、光盤等，保證安全無(wú)毒的環(huán)境，另一個(gè)區(qū)域(公共區(qū))用于上網(wǎng)、玩游戲等，這個(gè)區(qū)域即使受到病毒攻擊，損失也是很小的。這兩個(gè)區(qū)域的切換是通過(guò)硬盤的跳線來(lái)實(shí)現(xiàn)，將這個(gè)跳線接到電腦主機(jī)面板上，通過(guò)一個(gè)選擇開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這兩個(gè)區(qū)域都有自己獨(dú)立的操作系統(tǒng)，是兩個(gè)完全獨(dú)立的環(huán)境，操作者一次只能進(jìn)入其中一個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)間的切換只需要撥動(dòng)面板上的開(kāi)關(guān)即可(在關(guān)機(jī)狀態(tài)下)。這兩個(gè)區(qū)域是物理隔離，互不干擾，也只有這樣才能保證有一個(gè)絕對(duì)安全的環(huán)境，絕對(duì)不會(huì)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(gè)第三分區(qū)作為數(shù)據(jù)交換區(qū)，通過(guò)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(dòng)，使得兩個(gè)分區(qū)之間的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行交換。這樣用一個(gè)硬盤就能實(shí)現(xiàn)以往的需要兩個(gè)硬盤、硬盤隔離卡才能實(shí)現(xiàn)的功能(也有單硬盤隔離卡，價(jià)格較貴)，直接在硬盤上實(shí)現(xiàn)物理隔離技術(shù)，實(shí)現(xiàn)硬盤隔離卡的功能，更加簡(jiǎn)單、容易控制，更加廉價(jià)，使只應(yīng)用于政府部門的物理隔離技術(shù)走進(jìn)千家萬(wàn)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(lái)，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(jià)格僅比目前的硬盤略貴。應(yīng)用一塊硬盤就能實(shí)現(xiàn)以往幾塊硬盤才能實(shí)現(xiàn)的RAID功能，非常經(jīng)濟(jì)實(shí)用，以往由于要購(gòu)置多塊硬盤，實(shí)現(xiàn)RAID過(guò)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(gè)人電腦，使電腦數(shù)據(jù)更加安全，讀寫速度更快；用一個(gè)硬盤就能實(shí)現(xiàn)物理隔離電腦，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，在電腦病毒和黑客入侵防不勝防的今天，保證有一個(gè)絕對(duì)安全的環(huán)境，使電腦更加安全可靠。
具體實(shí)施例方式
下面給出一個(gè)實(shí)施例，是應(yīng)用于磁盤陣列(RAID)的硬盤，一個(gè)含有四個(gè)盤片的硬盤，分為四個(gè)相等容量的區(qū)域，每個(gè)盤片(含上下兩個(gè)盤面)作為一個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域都有一個(gè)磁頭臂，這四個(gè)磁頭臂在不同軸上，分別位于硬盤四個(gè)角的位置，這四個(gè)區(qū)域能同時(shí)工作，應(yīng)用現(xiàn)在的磁盤陣列(RAID)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)RAID各個(gè)級(jí)別的功能。
權(quán)利要求
一種改進(jìn)的硬盤，其特征是一個(gè)硬盤分為若干個(gè)區(qū)域，其每個(gè)區(qū)域是物理隔離的。
全文摘要
一種物理隔離硬盤。一個(gè)硬盤分為若干個(gè)區(qū)域，其每個(gè)區(qū)域是物理隔離的。硬盤可以按盤面、柱面來(lái)分為若干個(gè)區(qū)域。本發(fā)明硬盤在外形上看是一塊硬盤，由于各個(gè)區(qū)域是物理隔離的，實(shí)質(zhì)上這若干個(gè)區(qū)域可以說(shuō)是若干個(gè)硬盤。本發(fā)明硬盤主要應(yīng)用于以下兩個(gè)方面①應(yīng)用于磁盤陣列(RAID)系統(tǒng)，各個(gè)區(qū)域同時(shí)工作。②用一個(gè)硬盤實(shí)現(xiàn)物理隔離電腦?？梢詫⒂脖P分為兩個(gè)區(qū)域，這兩個(gè)區(qū)域都裝有操作系統(tǒng)，是各自獨(dú)立的，操作者一次只能進(jìn)入其中一個(gè)系統(tǒng)，一個(gè)區(qū)域用于存放重要資料的系統(tǒng)，這個(gè)區(qū)域工作時(shí)，將電腦與互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)線斷開(kāi)，保證安全無(wú)毒的環(huán)境，另一個(gè)區(qū)域用于上網(wǎng)、玩游戲等。這樣保證有一個(gè)絕對(duì)安全的環(huán)境，絕對(duì)不會(huì)受到網(wǎng)絡(luò)上病毒、木馬軟件的入侵。
文檔編號(hào)G11B5/00GK1595498SQ20041002774
公開(kāi)日2005年3月16日 申請(qǐng)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(qǐng)人:林海濤