我有一个硬盘专利——物理隔离硬盘，请指点！
物理隔离硬盘
背景技术
目前的硬盘是采用1973年IBM公司推出的Winchester（温彻斯特）硬盘技术，简称“温盘”。它是由头盘组件HDA (Head Disk Assembly)和印刷电路板组件PCBA(Printed Circuit Board Assembly)两大部分组成。头盘组件包括：（1）磁头组件，它由磁头、磁头臂、转动轴三部分组成。（2）磁头驱动机构。（3）盘体，它由一个或多个盘片组成，每个盘片有上下两个盘面，每个盘面都有一个磁头。（4）主轴组件。（5）前置控制电路。印刷电路板组件包括：主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路等。电路板主要的芯片包括主控制芯片、数据传输芯片、高速数据缓存芯片、ROM芯片（硬盘固件，Firmware）等。
自从IBM公司发明“温盘”以来，硬盘结构一直没有发生改变，虽然容量方面已获得突破，但其存取速度相对于CPU的处理速度、内存的存取速度进步较慢，并日益成为电脑系统的瓶颈问题，拉低了电脑系统的整体性能。
磁盘阵列RAID(Redundant Array of Independent Disk)，即“独立冗余磁盘阵列”，是以多个硬盘组成并行工作的磁盘阵列的方式来提高数据存取的速度和安全两方面的能力。
众所周知，国际互联网是国际化、开放和互联为特点的，自从互联网出现以来，电脑病毒更加容易传播，电脑和内部网络越来越容易受到病毒的攻击，容易受到黑客、木马软件、间谍软件的入侵，而杀毒软件永远相对滞后于电脑病毒，永远是先有了攻击，后才有补救措施，安全防护非常被动，电脑上的资料很可能因为连在网络上而被人偷看，电脑变得不够安全、可靠，内部网络如果和外部互联网相连，则有可能受到来自互联网的非法入侵，信息安全无法保证。
物理隔离技术就是指内部信息网络不和Internet等外部信息网络相连、从物理上断开的技术。这种方法基本杜绝了因为网络互通互连所造成的外部攻击或内部泄密的可能，具有极高的安全性。现在国际上最新颖的物理隔离解决思路是：在同一时间、同一空间单个用户是不可能同时使用两个系统的。双硬盘隔离卡，主要是在原有机器上增加一块硬盘和一个隔离卡的来实现物理隔离，两块硬盘分别对应内外网，用户启动外网时关闭内网硬盘，启动内网时关闭外网硬盘。单硬盘隔离卡，是第三代产品，是目前国内最先进的客户端物理隔离产品，也是国外普遍所采取的隔离技术（包括美国军方），其实现原理是将原计算机的单个硬盘从物理层上分割为公共和安全两个分区，安装两套操作系统，从而实现内外网的安全隔离。
发明内容
为了克服现有硬盘存取速度较慢的不足和减少电脑病毒的损害以及保护信息安全，本发明提供一种改进的硬盘。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一个硬盘分为若干个区域，其每个区域是物理隔离的。
本发明硬盘可以按盘面、柱面来分为若干个区域：（1）按盘面来分为若干个区域。我们知道，每个盘面都有一个磁头，以这种方式划分的硬盘，各个区域可以同时工作，也可以不同时工作。例如：一个含有四个盘片的硬盘，分为四个区域：0、1盘面为区域A，2盘面为区域B，3、4盘面为区域C，5、6、7盘面为区域D。各个区域的划分是根据需要而定。（2）按柱面来分为若干个区域。可以通过不同硬盘固件（Firmware）的控制来实现。以这种方式划分的硬盘，如果一个盘面使用一个磁头，各个区域是不同时工作的。我们知道，硬盘数据的读/写是按柱面进行，而不是按盘面来进行的。也就是说，当一个磁道已写满数据，就在同一柱面的下一个盘面来写，只是通过电子切换选取不同的磁头即可，而不是在同一盘面的下一磁道来写，读数据也是这样。电子切换相当快，比用机械方式使磁头向邻近磁道移动快得多。所以，按柱面来分为若干个区域，可以使各个区域获得更高的读写速度，如果各个区域是不同时工作的，应优先采用这种方案。例如：假设一个硬盘有100个柱面，外环的前50个柱面可作为区域A，后50个柱面可作为区域B。（当然各个区域也可以按磁道、扇区等来划分，不过不必要。）
本发明硬盘的各个区域有两种类型：一种是各个区域同时工作，同时工作是指各个区域都处于工作状态，可以同时访问各个区域的数据。一种是各个区域不同时工作，当一个区域工作时，电脑只能访问到该区域，其它区域处于关闭或屏蔽状态。一个硬盘也可以兼有这两种类型，即有同时工作的区域，也有不同时工作的区域，例如：一个硬盘分为四个区域，区域A与区域B、C、D是不同时工作的，而区域B、C、D是同时工作的。
硬盘的磁头臂有三种方案：1.各个区域的磁头臂连为一体，像目前的硬盘一样使用单磁臂多磁头，各个区域不同时工作的可以采用这种方案，各个区域同时工作的采用这种方案理论上是可行的，但是在实际上由于存在着机械误差，同时使多个磁头处于正确的磁道是有困难的，这需要制造技术的支持。2.各个区域的磁头臂在同一轴上但并不连为一体，独立驱动，各个区域同时工作的可采用这种方案。3.各个区域的磁头臂在不同轴上独立驱动，各个区域同时工作的可采用这种方案。
本发明硬盘与目前硬盘一样，各个盘片固定在同一主轴上，并由一个马达驱动。
本发明硬盘在外形上看是一块硬盘，由于各个区域是物理隔离的，实质上这若干个区域可以说是若干个硬盘，只不过它们共用一个腔体，共用一个主轴、马达等而已。
本发明硬盘主要应用于以下两个方面：
（一）应用于磁盘阵列（RAID）系统（各个区域同时工作）
将硬盘按盘面为单位分为若干个相等容量的区域，各个区域是同时工作的——硬盘的每个盘面都有一个磁头，应用现在的磁盘阵列（ RAID）技术，组建磁盘阵列系统，实现RAID各个级别的功能，应用于RAID 0成倍提高硬盘的存取速度，应用于RAID 1实现磁盘镜像，……。这样应用一块硬盘就能实现以往几块硬盘才能实现的RAID功能，非常经济实用，使硬盘性能有突破性的飞跃，现在硬盘容量越来越大，这样改进是可行的。此外也可以使用多个本发明硬盘组建RAID系统，使性能更强。
（二）用一个硬盘实现物理隔离电脑（各个区域不同时工作）
我们知道自从国际互联网出现以来，电脑和内部网络容易受到病毒的攻击，容易受到黑客、木马软件、间谍软件的入侵，电脑变得不够安全、可靠。应用于这方面的本发明硬盘，可以将之分为两个或多个区域，各个区域是不同时工作的，每个区域都装有操作系统，是各自独立的，下面以两个区域为例说明，一个区域（安全区）用于存放重要资料的系统，这个区域工作时，将电脑与国际互联网或其它公共信息网络的网线断开，只与内部网络相连（没有内部网络的普通用户，断开互联网的网线即可），并尽量不使用外来不安全的软盘、闪存盘、光盘等，保证安全无毒的环境，另一个区域（公共区）用于上网、玩游戏等，这个区域即使受到病毒攻击，损失也是很小的。这两个区域的切换是通过硬盘的跳线来实现，将这个跳线接到电脑主机面板上，通过一个选择开关来实现。这两个区域都有自己独立的操作系统，是两个完全独立的环境，操作者一次只能进入其中一个系统，系统间的切换只需要拨动面板上的开关即可（在关机状态下）。这两个区域是物理隔离，互不干扰，也只有这样才能保证有一个绝对安全的环境，绝对不会受到网络上病毒的攻击和黑客、木马软件、间谍软件的入侵，从而将损失降至最低。此外也可以像单硬盘隔离卡一样提供一个第三分区作为数据交换区，通过读写技术允许数据从公共区向安全区或者从安全区向公共区单向流动，使得两个分区之间的数据可以进行交换。这样用一个硬盘就能实现以往的需要两个硬盘、硬盘隔离卡才能实现的功能（也有单硬盘隔离卡，价格较贵）, 直接在硬盘上实现物理隔离技术，实现硬盘隔离卡的功能，更加简单、容易控制，更加廉价，使只应用于政府部门的物理隔离技术走进千家万户。
本发明的有益效果是，本发明硬盘是IBM公司发明“温盘”以来，硬盘结构上的第一次变革，硬盘性能有突破性的飞跃，而价格仅比目前的硬盘略贵。应用一块硬盘就能实现以往几块硬盘才能实现的RAID功能，非常经济实用，以往由于要购置多块硬盘，实现RAID过于昂贵，只应用于服务器，现在RAID技术可以普遍走入个人电脑，使电脑数据更加安全，读写速度更快；用一个硬盘就能实现物理隔离电脑，经济实用，在电脑病毒和黑客入侵防不胜防的今天，保证有一个绝对安全的环境，使电脑更加安全可靠。
（本文已于2004年6月19日申请国家专利，申请号为200410027747.2，已初审通过，已要求提前公开，应该在2005年1月前后公开，请关注国家知识产权局网站www.sipo.gov.cn，由于硬盘主要在国外生产，需要申请外国专利，本人由于经济原因，没有能力申请外国专利，对此专利感兴趣者可与本人联系。林海涛，电话：013078230168，QQ：282189586，E-mail:hito99@sohu.com，通信地址：广东省雷州市人民医院 林海霞转 林海涛 邮编：524200）
