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硬盘外部结构

发布时间: 2022-06-18 15:02:43

‘壹’ 硬盘是什么材料的

硬盘(港台称之为硬盘,英文名:Hard Disk Drive, 简称HDD 全名温彻斯特式硬盘)由一个或者多个铝制或者玻璃制的盘片组成。这些盘片外覆盖有铁磁性材料。硬盘的外部结构主要包括金属固定面板、控制电路板和接口三部分。

作为计算机系统的数据存储器,容量是硬盘最主要的参数。硬盘的容量以兆字节(MB)或千兆字节(GB)为单位,1GB=1024MB,1TB=1024GB。但硬盘厂商在标称硬盘容量时通常取1G=1000MB,因此我们在BIOS中或在格式化硬盘时看到的容量会比厂家的标称值要小。

(1)硬盘外部结构扩展阅读

新买来的硬盘是不能直接使用的,必须对它进行分区进行格式化才能存储数据。经过格式化分区后,逻辑上每个盘片的每一面都会被分为磁道、扇区、柱面这几个虚拟的概念,并非像切豆腐一样真的进行切割。另外,不同的硬盘中盘片数不同,一个盘片有两面,这两面都能存储数据,每一面都会对应一个磁头,习惯上将盘面数计为磁头数,用来计算硬盘容量。

扇区、磁道(或柱面)和磁头数构成了硬盘结构的基本参数,用这些参数计算硬盘的容量,其计算公式为:存储容量=磁头数X磁道(柱面)数X每道扇区数X每扇区字节数。

‘贰’ 硬盘存储相似相似的物理存储技术是什么

硬盘的物理结构和工作原理

硬盘的结构可分为外部结构和内部结构。
下面就西数500G的硬盘为例,来讲解一下硬盘的结构。
硬盘外部结构
硬盘的外部结构主要包括金属固定面板、控制电路板和接口三部分。以下实物图拍摄:(用了美图秀秀,不仅脸蛋漂亮连硬盘都变的很漂亮,好刘濞啊。)

金属固定面板
硬盘外部会有一个金属的面板,用于保护整个硬盘。
金属面板和地板结合成一个密封的整体,保证硬盘盘体和机构的稳定运行。

控制电路板

这个电路板是硬盘的控制电路板。该电路板上的电子元器件大多采用贴片式元件焊接,这些电子元器件组成了功能不同的电子电路,这些电路包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路等。在电路板上有几个主要的芯片:主控芯片、BIOS芯片、缓存芯片、电机驱动芯片。

接口

在硬盘的顶端会有几个不同的硬盘接口,这些接口主要包括电源插座接口、数据接口和主、从跳线接口,其中电源插口与主机电源相联,为硬盘工作提供电力保证。中间的主、从盘跳线接口,用以设置主、从硬盘,即设置硬盘驱动器的访问顺序。
硬盘内部结构

硬盘内部主要包括磁头组件、磁头驱动组件、盘体、主轴组件、前置控制电路等。
(1) 磁头组件
磁头组件包括读写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成。

磁头组件中最主要的部分是磁头,另外的两个部分可以看作是磁头的辅助装置。传动轴带动传动臂,使磁头到达指定的位置。
磁头是硬盘中对盘片进行读写工作的工具,是硬盘中最精密的部位之一。磁头是用线圈缠绕在磁芯上制成的,工作原理则是利用特殊材料的电阻值会随着磁场变化的原理来读写盘片上的数据。硬盘在工作时,磁头通过感应旋转的盘片上磁场的变化来读取数据;通过改变盘片上的磁场来写入数据。为避免磁头和盘片的磨损,在工作状态时,磁头悬浮在高速转动的盘片上方,间隙只有0.1~0.3um,而不是盘片直接接触,在电源关闭之后,磁头会自动回到在盘片上着陆区,此处盘片并不存储数据,是盘片的起始位置,如图,为磁头组件及磁头驱动组件。

(2) 磁头驱动组件

磁头的移动是靠磁头驱动组件实现的,硬盘寻道时间的长短与磁头驱动组件关系非常密切。磁头的驱动机构由电磁线圈电机、磁头驱动小车、防震动装置构成,高精度的轻型磁头驱动机构能够对磁头进行正确的驱动和定位,并能在很短时间内精确定位系统指令指定的磁道,保证数据读写的可靠性。电磁线圈电机包含着一块永久磁铁,该磁铁的磁力很强,对于传动手臂的运动起着关键性的作用。防震装置是为了避免磁头将盘片刮伤等情况的发生而设计的。图为磁头驱动组件。

(3) 盘片与主轴组件

盘片是硬盘存储数据的载体,盘片是在铝合金或玻璃基底上涂覆很薄的磁性材料、保护材料和润滑材料等多种不同作用的材料层加工而成,其中磁性材料的物理性能和磁层机构直接影响着数据的存储密度和所存储数据的稳定性。金属盘片具有很高的存储密度、高剩磁及高娇顽力;玻璃盘片比普通金属盘片在运行时具有更好的稳定性。如图。为硬盘的盘片和主轴组件。
主轴组件包括主轴部件轴瓦和驱动电机等。随着硬盘容量的扩大和速度的提高,主轴电机的速度也在不断提升,有厂商开始采用精密机械工业的液态轴承机电技术,这种技术的应用有效地降低了硬盘工作噪音。
(4) 前置控制电路
前置放大电路控制磁头感应的信号、主轴电机调速、磁头驱动和伺服定位等,由于磁头读取的信号微弱,将放大电路密封在腔体内可减少外来信号的干扰,
提高操作指令的准确性,如图所示硬盘前置控制电路。
1.
2. 硬盘逻辑结构
新买来的硬盘是不能直接使用的,必须对它进行分区进行格式化才能存储数据。经过格式化分区后,逻辑上每个盘片的每一面都会被分为磁道、扇区、柱面这几个虚拟的概念,并非像切豆腐一样真的进行切割。如图所示为硬盘划分的逻辑结构图。另外,不同的硬盘中盘片数不同,一个盘片有两面,这两面都能存储数据,每一面都会对应一个磁头,习惯上将盘面数计为磁头数,用来计算硬盘容量。
扇区、磁道(或柱面)和磁头数构成了硬盘结构的基本参数,用这些参数计算硬盘的容量,其计算公式为:
存储容量=磁头数X磁道(柱面)数X每道扇区数X每扇区字节数

(1) 磁道

当磁盘旋转时,磁头若保持在一个位置上,则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹,这些圆形轨迹就叫磁道。磁道上的磁道是一组记录密度不同的同心圆,如图。磁表面存储器是在不同形状(如盘状、带状等)的载体上,涂有磁性材料层,工作时,靠载磁体高速运动,由磁头在磁层上进行读写操作,信息被记录在磁层上,这些信息的轨迹就是磁道。这些磁道用肉眼是根本看不到的,因为他们仅是盘面上以特殊方式磁化了的一些磁化区,磁盘上的信息便是沿着这样的轨道存放的。相邻磁道之间并不是紧挨着的,这是因为磁化单元相隔太近时磁性会产生相互影响,同时也为磁头的读写带来困难,通常盘片的一面有成千上万个磁道。
(2) 扇区

分区格式化磁盘时,每个盘片的每一面都会划分很多同心圆的磁道,而且还会将每个同心圆进一步的分割为多个相等的圆弧,这些圆弧就是扇区。为什么要进行扇区的划分呢?因为,读取和写入数据的时候,磁盘会以扇区为单位进行读取和写入数据,即使电脑只需要某个扇区内的几个字节的文件,也必须一次把这几个字节的数据所在的扇区中的全部512字节的数据全部读入内存,然后再进行筛选所需数据,所以为了提高电脑的运行速度,就需要对硬盘进行扇区划分。另外,每个扇区的前后两端都会有一些特定的数据,这些数据用来构成扇区之间的界限标志,磁头通过这些界限标志来识别众多的扇区。
(3) 柱面

硬盘通常由一个或多个盘片构成,而且每个面都被划分为数目相等的磁道,并从外缘开始编号(即最边缘的磁道为0磁道,往里依次累加)。如此磁盘中具有相同编号的磁道会形成一个圆柱,此圆柱称为磁盘的柱面。磁盘的柱面数与一个盘面上的磁道数是相等的。由于每个盘面都有一个磁头,因此,盘面数等于总的磁头数。
一、不同种类的硬盘
硬盘的种类比较多,若是按照硬盘接口类型的不同来分,大致可以分为IDE硬盘、SATA硬盘、SCSI硬盘、移动硬盘、固态硬盘。
硬盘按照其工作形式的不同可以分为两种,一种是机械硬盘,另一种是固态硬盘。比较常见的机械硬盘按照其接口形式的不同可以分为IDE硬盘、SATA硬盘、SCSI硬盘三种。
1. IDE硬盘

IDE(Integrated Drive Electronics)硬盘是指采用IDE接口的硬盘。如图,为IDE硬盘。IDE是所有现存并行ATA接口规格的统称。这种硬盘相对来说价格低廉、兼容性强、工作稳定、容量大、噪音低,应用比较多。但是,这种硬盘采用并行数据传输方式,传输速度的不断提升使得信号干扰逐渐变强,不利于数据的传输。
2.SATA硬盘

SATA(Serial Advande Technology Attachment)硬盘是指采用SATA接口的硬盘,如图,为SATA硬盘。SATA接口采用串行数据传输方式,理论上传输速度比IDE接口要快很多,解决了IDE硬盘数据传输信号干扰限制传输速率的问题,并且采用该接口的硬盘支持热插拔,执行率也很高。
3. SCSI硬盘

SCSI(Small Computer System Interface)硬盘就是采用SCSI接口的硬盘,采用这种接口的硬盘主要用于服务器,如图为SCIS硬盘。这种接口共有50针,外观和普通硬盘接口有些相似。SCSI硬盘和普通IDE硬盘相比有很多优点:接口速度快,并且由于主要用于服务器,因此硬盘本身的性能也比较高,硬盘转速快,缓存容量大,CPU占用率低,扩展性远优于IDE硬盘,并且同样支持热插拔。
4. 固态硬盘

固态硬盘(Solid State Disk)用固态电子存储芯片列阵而制成的硬盘,如图,所示为固态硬盘,它主要由控制单元和存储单元(FLASH芯片)组成。固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同,在产品外形和尺寸上与普通硬盘几乎一致。固态硬盘的存储介质分为两种,一种是采用闪存(FLASH芯片)作为存储介质,另外一种是采用DRAM作为存储介质。广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空、导航设备等领域。但是,由于固态硬盘的成本比较高,销售价格相对较高,所以还没有得到普及。

‘叁’ 硬盘光盘反光的是什么材料

硬盘(港台称之为硬盘,英文名:Hard Disk Drive, 简称HDD 全名温彻斯特式硬盘)由一个或者多个铝制或者玻璃制的盘片组成。这些盘片外覆盖有铁磁性材料。硬盘的外部结构主要包括金属固定面板、控制电路板和接口三部分。

作为计算机系统的数据存储器,容量是硬盘最主要的参数。硬盘的容量以兆字节(MB)或千兆字节(GB)为单位,1GB=1024MB,1TB=1024GB。但硬盘厂商在标称硬盘容量时通常取1G=1000MB,因此我们在BIOS中或在格式化硬盘时看到的容量会比厂家的标称值要小。

(3)硬盘外部结构扩展阅读

新买来的硬盘是不能直接使用的,必须对它进行分区进行格式化才能存储数据。经过格式化分区后,逻辑上每个盘片的每一面都会被分为磁道、扇区、柱面这几个虚拟的概念,并非像切豆腐一样真的进行切割。另外,不同的硬盘中盘片数不同,一个盘片有两面,这两面都能存储数据,每一面都会对应一个磁头,习惯上将盘面数计为磁头数,用来计算硬盘容量。

扇区、磁道(或柱面)和磁头数构成了硬盘结构的基本参数,用这些参数计算硬盘的容量,其计算公式为:存储容量=磁头数X磁道(柱面)数X每道扇区数X每扇区字节数。

‘肆’ 什么是硬盘

最简单的理解方式:cpu是心脏,提供必要的电脑生存动力。硬盘是大脑,存储了电脑必备的系统和程序。显示器键盘和鼠标就是你用来和别人沟通的嘴和手。光驱软驱就是眼睛耳朵,用来采集和充实你电脑的信息量并完成输出转换。

ps:如果你不是高手也不想成为高手,就按这个思路理解吧。专业的术语可能会让你看了头疼!呵呵。。

但如果你要了解更多,就看看前面老兄们的解释,很不错哦!看看下面的也可以:

从计算机系统的结构来看,存储器分为内存储器和外存储器两大类。内存储器与CPU直接联系,负责各种软件的运行。外存储器包括软盘、硬盘、光盘、磁带机等。硬盘和软盘很相似,它们的工作原理大致相同,不同的是软盘与软盘驱动器是分开的,而硬盘与硬盘驱动器却是装在一起。另外,在使用时,二者速度差异很大。

硬盘主要由:盘片,磁头,盘片转轴及控制电机,磁头控制器,数据转换器,接口,缓存等几个部分组成。

硬盘中所有的盘片都装在一个旋转轴上,每张盘片之间是平行的,在每个盘片的存储面上有一个磁头,磁头与盘片之间的距离比头发丝的直径还小,所有的磁头联在一个磁头控制器上,由磁头控制器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向运动,加上盘片每分钟几千转的高速旋转,磁头就可以定位在盘片的指定位置上进行数据的读写操作。硬盘作为精密设备,尘埃是其大敌,必须完全密封。

(一)硬盘的外部结构。

目前市场上的常见的硬盘除昆腾公司的Bigfoot(大脚)系列为5.25英寸结构外,其他都为3.25英寸产品,其中又有半高型和全高型之分。 常用的3.5英寸硬盘外形大同小异,在没有元件的一面贴有产品标签,标签上是一些与硬盘相关的内容。在硬盘的一端有电源插座、硬盘主、从状态设置跳线器和数据线联接插座。

1.接口 包括电源插口和数据接口两部分,其中电源插口与主机电源相联,为硬盘工作提供电力保证。数据接口则是硬盘数据和主板控制器之间进行传输交换的纽带,根据联接方式的差异,分为EIDE接口和SCSI接口等。

2.控制电路板 大多采用贴片式元件焊接,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。在电路板上还有一块高效的单片机ROM芯片,其固化的软件可以进行硬盘的初始化,执行加电和启动主轴电机,加电初始寻道、定位以及故障检测等。在电路板上还安装有容量不等的高速缓存芯片。

3.固定盖板 就是硬盘的面板,标注产品的型号、产地、设置数据等,和底板结合成一个密封的整体,保证硬盘盘片和机构的稳定运行。固定盖板和盘体侧面还设有安装孔,以方便安装。

(二) 硬盘的内部结构

硬盘内部结构由固定面板、控制电路板、盘头组件、接口及附件等几大部分组成,而盘头组件(HardDiskAssembly,HDA)是构成硬盘的核心,封装在硬盘的净化腔体内,包括浮动磁头组件、磁头驱动机构、盘片及主轴驱动机构、前置读写控制电路等。

1.浮动磁头组件 由读写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成。磁头是硬盘技术最重要和关键的一环,实际上是集成工艺制成的多个磁头的组合,它采用了非接触式头、盘结构,加电后在高速旋转的磁盘表面飞行,飞高间隙只有0.1~0.3um,可以获得极高的数据传输率。现在转速5400rpm的硬盘飞高都低于0.3um,以利于读取较大的高信噪比信号,提供数据传输存储的可靠性。

图为:放大了的磁头部分

2.磁头驱动机构 由音圈电机和磁头驱动小车组成,新型大容量硬盘还具有高效的防震动机构。高精度的轻型磁头驱动机构能够对磁头进行正确的驱动和定位,并在很短的时间内精确定位系统指令指定的磁道,保证数据读写的可靠性。

3.盘片和主轴组件 盘片是硬盘存储数据的载体,现在的盘片大都采用金属薄膜磁盘,这种金属薄膜较之软磁盘的不连续颗粒载体具有更高的记录密度,同时还具有高剩磁和高矫顽力的特点。主轴组件包括主轴部件如轴瓦和驱动电机等。随着硬盘容量的扩大和速度的提高,主轴电机的速度也在不断提升,有厂商开始采用精密机械工业的液态轴承电机技术。

4.前置控制电路 前置放大电路控制磁头感应的信号、主轴电机调速、磁头驱动和伺服定位等,由于磁头读取的信号微弱,将放大电路密封在腔体内可减少外来信号的干扰,提高操作指令的准确性。

硬盘是计算机中最重要的部件之一,按不同的接口和外形尺寸,其种类有很多,除了现在最常见的台式机中使用的3.5英寸EIDE和SATA接口的产品外,还有其他类型的硬盘。

1、SCSI硬盘

目前计算机中最大的速度瓶颈来自于硬盘。受制于IDE接口的局限,IDE硬盘速度的提高已趋于极限。SCSI硬盘的外观与普通硬盘基本一致,但现在SCSI硬盘的最高转速已达到了10000转/分,平均寻道时间在6ms左右,数据传输率可达到160MB/S,尤为关键的是SCSI盘的CPU占有率非常低,在5%左右。这些都使得SCSI硬盘的性能比IDE硬盘有较大的提高。现在7200转的SCSI盘价位已到了可接受的水平,如果经济条件许可,选用SCSI盘将有效提高计算机整机性能。

除此以外,SCSI接口和EIDE接口相比还有一个很大的技术优势,那就是SCSI接口中的设备可以同时使用数据总线进行数据传输,而EIDE接口中联接在同一条数据线上的设备只能交替(占用数据线)进行传输;EIDE只能联接四块设备,而SCSI接口可以联接7至15台设备。目前SCSI硬盘接口有三种,分别是50针、68针和80针。我们常见到硬盘型号上标有“N”“W”“SCA”,就是表示接口针数的。N即窄口(Narrow),50针;W即宽口(Wide),68针;SCA即单接头(Single ConnectorAttachment),80针。其中80针的SCSI盘一般支持热插拔。

2、活动硬盘

以前个人计算机,主要的存储设备是固定硬盘和软盘。固定硬盘为计算机提供了大容量的存储介质,但是其盘片无法更换,存储的信息也不便于携带和交换。而软盘则容量太小,可靠性也差。

一般活动硬盘同样采用Winchester硬盘技术,所以具有固定硬盘的基本技术特征,速度快,平均寻道时间在12毫秒左右,数据传输率可达10M/s,容量能达到10GB以上。活动硬盘的盘片和软盘一样,是可以从驱动器中取出和更换的,存储介质是盘片中的磁合金盘片。根据容量不同,活动硬盘的盘片结构分为单片单面、单片双面和双片双面三种,相应驱动器就有单磁头、双磁头和四磁头之分。活动硬盘接口方式SCSI、并口、USB等四种方式。用户可以根据自己的需求和计算机的配置情况选择不同的接口方式。不过活动硬盘只是昙花一现的产品。随着使用笔记本硬盘的USB移动硬盘价格的下跌和USB接口的普及,使得USB移动硬盘已经取代了活动硬盘。

3、笔记本硬盘

笔记本电脑内部空间狭小、电池能量有限,再加上移动中的难以避免的磕碰,对其部件的体积、功耗和坚固性等提出了很高的要求。由于笔记本电脑硬盘比通常的桌面硬盘有着更高的品质要求,生产的厂家不多,当今笔记本硬盘市场85%以上的份额被Hitachi(日立、IBM)、Toshiba(东芝)和富士通这三家公司占领。

笔记本硬盘最大的特点就是小巧轻便,它的直径一般仅为2.5英寸(还有1.8英寸的产品),厚度也远低于3.5英寸硬盘。大多数产品厚度仅有9.5mm,重量尚不足百克,堪称小巧玲珑。目前笔记本电脑硬盘的发展方向就是外形更小、质量更轻、容量更大。除了常见的为2.5英寸规格,还有一种为1.8英寸规格,主要由东芝生产,随着轻薄机型的热销,1.8寸笔记本硬盘的前景也十分广阔,收购了IBM硬盘事业部的日立也在今年发布了1.8寸的笔记本硬盘产品:Travelstar C4K40-20。另外东芝和富士通都曾经推出过PC卡接口的1.8英寸硬盘,老机器用来升级容量十分方便。现在Iomega公司计划在2004年中期推出采用DCT(数字捕捉技术)的移动式1.8英寸硬盘。这种硬盘小到可以装进笔记本电脑的PC Card中,容量可达到2.5GB以上,而价格仅10美元。

4、微型硬盘

越来越小也是硬盘的发展方向之一,除了1.8寸的硬盘,更小的1英寸HDD(Micro Drive),容量已达到了4GB,其外观和接口为CF TYPEⅡ型卡,传送模式为Ultra DMA mode 2。

随着数码产品对大容量和小体积存储介质的要求,早在1998年IBM就凭借强大的研发实力最早推出容量为170/340MB的微型硬盘。而现在,日立、东芝、南方汇通等公司,继续推出了4GB甚至更大的微型硬盘。微型硬盘最大的特点就是体积小巧容量适中,大多采用CF II插槽,只比普通CF卡稍厚一些。微型硬盘可以说是凝聚了磁储技术方面的精髓,其内部结构与普通硬盘几乎完全相同,在有限的体积里包含有相当多的部件。新第一代1英寸以下的硬盘也上市,东芝将是最早推出这种硬盘的公司之一,其直径仅为0.8英寸左右(SD卡大小),容量却高达4GB以上。

5、固态硬盘

现在市场上由各种快闪存储器构成的小型存储卡应用很广泛了,其中有一种特殊的闪存存储器采用了标准IDE接口,因此也被称为“固态硬盘”,具有很强的耐冲击性能和抗干扰能力,在工业控制计算机等设备中应用很广泛,而随着信息家电的不断涌入家庭,以固态硬盘为主的便携记录媒体市场将会更加红火。随着新型闪存器件容量的急速增长和价格的下跌,固态硬盘将是今后PC存储设备发展的趋势。

提问者对答案的评价:
谢谢你

‘伍’ 硬盘的结构是什么

1、磁头
磁头是硬盘中最昂贵的部件,也是硬盘技术中最重要和最关键的一环。传统的磁头是读写合一的电磁感应式磁头,但是,硬盘的读、写却是两种截然不同的操作,为此,这种二合一磁头在设计时必须要同时兼顾到读/写两种特性,从而造成了硬盘设计上的局限。而MR磁头(Magnetoresistive
heads),即磁阻磁头,采用的是分离式的磁头结构:写入磁头仍采用传统的磁感应磁头(MR磁头不能进行写操作),读取磁头则采用新型的MR磁头,即所谓的感应写、磁阻读。这样,在设计时就可以针对两者的不同特性分别进行优化,以得到最好的读/写性能。另外,MR磁头是通过阻值变化而不是电流变化去感应信号幅度,因而对信号变化相当敏感,读取数据的准确性也相应提高。而且由于读取的信号幅度与磁道宽度无关,故磁道可以做得很窄,从而提高了盘片密度,达到200MB/英寸2,而使用传统的磁头只能达到20MB/英寸2,这也是MR磁头被广泛应用的最主要原因。目前,MR磁头已得到广泛应用,而采用多层结构和磁阻效应更好的材料制作的GMR磁头(Giant
Magnetoresistive
heads)也逐渐普及。
2、磁道
当磁盘旋转时,磁头若保持在一个位置上,则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹,这些圆形轨迹就叫做磁道。这些磁道用肉眼是根本看不到的,因为它们仅是盘面上以特殊方式磁化了的一些磁化区,磁盘上的信息便是沿着这样的轨道存放的。相邻磁道之间并不是紧挨着的,这是因为磁化单元相隔太近时磁性会相互产生影响,同时也为磁头的读写带来困难。一张1.44MB的3.5英寸软盘,一面有80个磁道,而硬盘上的磁道密度则远远大于此值,通常一面有成千上万个磁道。
3、扇区
磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段,这些弧段便是磁盘的扇区,每个扇区可以存放512个字节的信息,磁盘驱动器在向磁盘读取和写入数据时,要以扇区为单位。1.44MB3.5英寸的软盘,每个磁道分为18个扇区。
4、柱面
硬盘通常由重叠的一组盘片构成,每个盘面都被划分为数目相等的磁道,并从外缘的“0”开始编号,具有相同编号的磁道形成一个圆柱,称之为磁盘的柱面。磁盘的柱面数与一个盘面上的磁道数是相等的。由于每个盘面都有自己的磁头,因此,盘面数等于总的磁头数。所谓硬盘的CHS,即Cylinder(柱面)、Head(磁头)、Sector(扇区),只要知道了硬盘的CHS的数目,即可确定硬盘的容量,硬盘的容量=柱面数*磁头数*扇区数*512B。

‘陆’ 硬盘的内部由哪几部分组成

外部结构方面,各种硬盘之间有着一定的区别,但是其内部结构还是完全相同的,毕竟硬盘的本质工作方式不会改变。硬盘内部核心部分包括盘体、主轴电机、读写磁头、寻道电机等主要部件。不过需要提醒的是,千万不要随意打开硬盘的外壳,这将100%地使整个硬盘报废,因为硬盘的内部盘面不能沾染上一滴灰尘,否则立即报废。一般硬盘内部结构维修甚至需要在要求极为严格的无尘实验室中进行。
盘体从物理的角度分为磁面(Side)、磁道(Track)、柱面(Cylinder)与扇区(Sector)等4个结构。磁面也就是组成盘体各盘片的上下两个盘面,第一个盘片的第一面为0磁面,下一个为1磁面;第二个盘片的第一面为2磁面,以此类推……。磁道也就是在格式化磁盘时盘片上被划分出来的许多同心圆。最外层的磁道为0道,并向着磁面中心增长。事实上,硬盘的盘体结构与大家熟悉的软盘非常类似。只不过其盘片是由多个重迭在一起并由垫圈隔开的盘片组成,而且盘片采用金属圆片(IBM曾经采用玻璃作为材料),表面极为平整光滑,并涂有磁性物质。

读写磁头组件由读写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成。在具体工作时,磁头通过传动手臂和传动轴以固定半径扫描盘片,以此来读写数据。磁头是集成工艺制成的多个磁头的组合,采用非接触式结构。硬盘加电后,读写磁头在高速旋转的磁盘表面飞行,飞高间隙只有0.1~0.3μm,可以获得极高的数据传输率。新型MR(Magnetoresistive heads) 磁阻磁头采用读写分离的磁头结构,写操作时使用传统的磁感应磁头,读操作则采用MR磁头。

磁头驱动机构 对于硬盘而言,磁头驱动机构就好比是一个指挥官,它控制磁头的读写,直接为传动手臂与传动轴传送指令。磁头驱动机构主要由音圈电机、磁头驱动小车和防震动机构组成。磁头驱动机构对磁头进行正确的驱动,在很短的时间内精确定位到系统指令指定的磁道上,保证数据读写的可靠性。一般而言,磁头机构的电机有步进电机、力矩电机和音圈电机三种,现在硬盘多采用音圈电机驱动。音圈是中间插有与磁头相连的磁棒的的线圈,当电流通过线圈时,磁棒就会发生位移,进而驱动装载磁头的小车,并根据控制器在盘面上磁头位置的信息编码来得到磁头移动的距离,达到准确定位的目的。

硬盘的主轴组件主要是电机轴承和马达,我们可以笼统地认为轴承决定一款硬盘的噪音表现,而马达决定性能。当然,这样说并不完全,但是基本上表达了这两项内容在硬盘中的重要地位。从滚珠轴承到油浸轴承再到液态轴承,硬盘轴承处于不断的改良当中,目前液态轴承已经成为绝对的主流市场。由于采用液体作为轴承,所以金属之间不直接摩擦,这样一来除了延长了主轴点解的寿命、减少发热之外,最重要一点是实现了硬盘噪声控制的突破。不过需要指出的是,采用液态轴承对于性能并没有任何好处,甚至反而会延长寻道时间。对于PC设备而言,似乎噪音与性能是一对永远难以平衡的矛盾。

‘柒’ 固态硬盘的结构及工作原理

伸手党啃爹啊

‘捌’ 硬盘是不是圆的

硬盘主要由:盘片,磁头,盘片转轴及控制电机,磁头控制器,数据转换器,接口,缓存等几个部分组成。

硬盘中所有的盘片都装在一个旋转轴上,每张盘片之间是平行的,在每个盘片的存储面上有一个磁头,磁头与盘片之间的距离比头发丝的直径还小,所有的磁头联在一个磁头控制器上,由磁头控制器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向运动,加上盘片每分钟几千转的高速旋转,磁头就可以定位在盘片的指定位置上进行数据的读写操作。硬盘作为精密设备,尘埃是其大敌,必须完全密封。

(一)硬盘的外部结构。

目前市场上的常见的硬盘除昆腾公司的Bigfoot(大脚)系列为5.25英寸结构外,其他都为3.25英寸产品,其中又有半高型和全高型之分。 常用的3.5英寸硬盘外形大同小异,在没有元件的一面贴有产品标签,标签上是一些与硬盘相关的内容。在硬盘的一端有电源插座、硬盘主、从状态设置跳线器和数据线联接插座。

1.接口 包括电源插口和数据接口两部分,其中电源插口与主机电源相联,为硬盘工作提供电力保证。数据接口则是硬盘数据和主板控制器之间进行传输交换的纽带,根据联接方式的差异,分为EIDE接口和SCSI接口等。

2.控制电路板 大多采用贴片式元件焊接,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。在电路板上还有一块高效的单片机ROM芯片,其固化的软件可以进行硬盘的初始化,执行加电和启动主轴电机,加电初始寻道、定位以及故障检测等。在电路板上还安装有容量不等的高速缓存芯片。

3.固定盖板 就是硬盘的面板,标注产品的型号、产地、设置数据等,和底板结合成一个密封的整体,保证硬盘盘片和机构的稳定运行。固定盖板和盘体侧面还设有安装孔,以方便安装。

(二) 硬盘的内部结构

硬盘内部结构由固定面板、控制电路板、盘头组件、接口及附件等几大部分组成,而盘头组件(HardDiskAssembly,HDA)是构成硬盘的核心,封装在硬盘的净化腔体内,包括浮动磁头组件、磁头驱动机构、盘片及主轴驱动机构、前置读写控制电路等。

1.浮动磁头组件 由读写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成。磁头是硬盘技术最重要和关键的一环,实际上是集成工艺制成的多个磁头的组合,它采用了非接触式头、盘结构,加电后在高速旋转的磁盘表面飞行,飞高间隙只有0.1~0.3um,可以获得极高的数据传输率。现在转速5400rpm的硬盘飞高都低于0.3um,以利于读取较大的高信噪比信号,提供数据传输存储的可靠性。