硬盘内部结构
发布时间:2022-09-26 20:24    浏览:    编辑:admin
硬盘内部结构
电脑硬盘的内部结构非常复杂和精密,其内部通常由硬盘盘片、磁头、前置电路、电机和传动手臂以及其他一些部件组成,各个部件工作协调一致共同完成硬盘的读写操作.
  1. 磁头
硬盘磁头是硬盘读写数据的关键部件,是硬盘中最精密的部位之一。它的主要作用是将存储在硬盘盘片上的磁信息转化为电信号向外传输。磁头的好坏在很大程度上决定着硬盘盘片的存储密度.
在硬盘中,通常每张碟片的每一面都有一个读写头,这些读写头被同一个运动装置联在一起,组成一组,也就是说,硬盘的碟片两面都能存储数据。读写头在工作时,并不直接接触碟片-当硬盘全速旋转的时候,磁头下面产生的空压力会将磁头抬离碟片表面,这时候,磁头与盘片之间的距离将会有3~20x10°in.早期硬盘这一距离都比较大,但是随着硬盘单碟容量的不断增大,如今这一距离已经非常小。是因为磁头与碟片之间存在着这样小的间隙,所以除了在超洁净室环境中,根本不允许将硬盘私自打开。如果有灰尘微粒进入这个机械结构中,那么硬盘在全速旋转时,磁头就不能正确读取数据,甚至碰到盘片。随着硬盘技术的发展,读写头的发展也在飞速进行之中,最早的磁头是简单地在铁芯外面缠绕着电磁线圈,而现在硬盘的读写头都是“GMR”磁阻磁头-它利用特殊材料的电阻值随磁场变化来读取盘片上的数据。
  1. 盘片
硬盘盘片是硬盘中承载数据存储的介质。硬盘盘片是以坚固耐用的材料为盘基,其上在附着磁性物质,表面被加工得相当平滑。因为盘片在硬盘内部高速旋转,因此制作盘片的材料硬度和耐磨性要求很高,一般采用合金材料、多数为铝合金
硬盘盘片是随着硬盘的发展而不断进步的,早期的硬盘盘片都是使用塑料材料作为盘基,然后再在塑料盘基上涂上磁性材料就构成了硬盘的盘片。后来随着硬盘转速和容量的提高又出现的金属盘基的盘片,金属材料的盘基具有更高的记录密度、更强的硬度,在安全性上也要强于塑料盘基。目前市场中主流的硬盘都是采用铝材料的金属盘片。
而IBM等厂商还推出过以石英玻璃为盘基的“玻璃盘片”,但初期的玻璃盘片在发热等技术方面的处理并不得当,导致部分产品在使用中极易出现故障。但玻璃盘片是一种比铝更为坚固耐用的盘片材质,盘片高速运转时的稳定性和可靠性都有所提高,而且玻璃盘片表面更为平滑,技术上还是领先于金属盘片。
由于盘片上的记录密度巨大,而且盘片工作时的高速设转,为保证其工作的稳定,数据保存的长久,盘片都是密封在硬盘内部、万万不可自行折却硬盘,更不能用器械或手指碰触盘片。
  1. 前置电路
硬盘的前置电路一般位于盘体的右下角,主要用于控制磁头感应的信号伺服定位和主轴电机的调速等工作,并且可以减少外来信号的干扰,以提高操作指令的准确性。
  1. 主轴电机
硬盘的主轴电机在通电后以每分钟数千转的速度带动硬盘盘片高速旋转,以便使磁头能够快速、准确地进行数据的读写操作。随着电脑硬盘容量的加大,其硬盘转速也在不断地提升,目前主流硬盘的转速都是7200RPM(RPM,Ratation Per Minutes,转/每分钟)。随着硬盘转速的提升,同时也带来了硬盘稳定性和噪声的问题。目前,大多数的电脑硬盘所采用的主轴都是“液态轴承马达”式主轴电机,这种马达使用的是黏膜液油轴承,以油膜代替滚珠,可以有效地避免滚珠磨擦而带来的高温和噪声,而且这种技术可以起到很好的防震效果,使得硬盘在运行时可以承受住外部的强压力,因此硬盘的寿命也有了进一步的提升.
  1. 传动手臂
硬盘的传动手臂是用来固定硬盘的读写磁头,进行读写磁头控制的装置。它是由传手臂中部的固定螺丝和固定电磁装置固定,当前置电路发出读写信号指令时,通过控制定电磁装置控制传动手臂进行读写磁头的走向。当硬盘处于不工作状态时,传动手臂将磁头停放在硬盘盘片的最内圈的起停区内。硬盘通电开始工作时,固化在硬盘中的BIOS程序开始对硬盘进行初始化,工作完成后、轴开始高速旋转,传动手臂将磁头悬浮在盘片0磁道处待命。当接收到读写命令时,传动臂以传动轴为圆心摆动,将磁头带到需要读写数据的地方去。
 

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