电脑硬盘基础知识解析.docx

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1、电脑硬盘基础知识解析 从生产、物理到逻辑层面去讲解并描述硬盘不为人知的一面。我信任只要读者看完这些内容，对硬盘的认知产生巨大改变，也为自己日后购买供应强力的学问保障。下面就让我带你去看看电脑硬盘基础学问解析，希望能帮助到大家! 硬盘基本学问及挽救硬盘的方法基础学问讲解 1.磁道，扇区，柱面和磁头数 硬盘最基本的组成部分是由粗大金属材料作成的涂以磁性介质的盘片，多种不同容量硬盘的盘片数多于。每个盘片有两面，都可记录信息。盘片被分为很多扇形的区域，每个区域叫一个扇区，每个扇区可存储1282的N次方(N=0.1.2.3)字节信息。在DOS中每扇区是1282的2次方=512字节，盘片表面上以盘片中心为

2、圆心，不尽相同半径的同心圆称做磁道。硬盘中，不尽相同盘片相同半径的磁道所一组的圆柱叫做柱面。磁道与柱面都是坚称有所不同半径的圆，在很多场合，磁道和柱面可以相互交换运用于，我们想到，每个磁盘有两个面，每个面都有一个磁头，习惯用磁头号来区分。扇区，磁道(或柱面)和磁头数亲密相关了硬盘结构的基本参数，帮手这些参数可以赢取硬盘的容量，辛计算公式为：存储容量=磁头数磁道(柱面)数每道扇区数每扇区字节数 要点： (1)硬盘有数个盘片，每盘片两个面，每个面一个磁头 (2)盘片被分割为多个扇形区域即扇区 (3)同一盘片多种不同半径的同心圆为磁道 (4)不尽相同盘片相同半径包含的圆柱面即柱面 (5)公式：存储容

3、量=磁头数磁道(柱面)数每道扇区数每扇区字节数 (6)信息记录可说明为：_磁道(柱面)，_磁头，_扇区 2.簇 “簇”是DOS顺当进行安排的最少单位。当建立一个特别大的文件时，如是一个字节，则它在磁盘上并不是只占总一个字节的空间， 而是集中于整个一簇。DOS视各有不同的存储介质(如软盘，硬盘)，完全相同容量的硬盘，簇的大小也不一样。簇的大小可在专指磁盘 参数块(BPB)中得到。簇的概念仅受限制于数据区。 本点： (1)“簇”是DOS绽开安排的之比单位。 (2)完全相同的存储介质，相同容量的硬盘，各不相同的DOS版本，簇的大小也不一样。 硬盘基础学问你敢说了解多少?看完就懂! 其中最核心的部件是

4、一磁盘、 磁头、音圈马达、主轴电机。 主轴电机带动磁盘，音圈马达推动磁头。在这四个部件的共同作用下，硬盘得以精确快速的保存来自计算机传送的数据。 当然别的部件，电路板、磁头架、这些也是保障硬盘工作的必要部件。 但在硬盘当中只有这四个部件才可以活动，所以在工厂执行自测试的项目中，90%以上的流程都是调校这四个部件相互的协作度，是机械硬盘核心部件。 这里我就将重点的几个部件进行具体讲解。 磁头技术发展特别迅猛，从最初的薄膜感应磁头(TFI) 到磁阻磁头(MR) 到巨磁阻磁头(GMR) 再到隧穿磁阻磁头(TMR)直至当今的二维记录磁头(TDMR) 。 对于已经淘汰的磁头技术了解的意义不大，终归本文不

5、是特地探讨磁头的，我只重点讲一讲时下最流行的TDMR磁头。 不过，在谈及TDMR磁头之前，我们必需要先了解下当今磁头结构的鼻祖一一-MR磁头。 在MR磁头出现之前，传统的TEI磁头是读写功能合一-的薄膜式感应磁头。但磁头的读和写的工作性质有着天壤之别。 所以这种磁头在设计时必需同时兼顾读和写二种功能，正是因为TEI磁头的局限性，硬盘容量迟迟无法得到提升。 上世纪八十年头，IBM公司独创了MR磁头。 MR磁头另辟蹊径将磁头设计为读写分别的工作形式。写入仍采纳传统的TEI磁头进行写操作，读磁头则采纳MR磁头，即感应写、磁阻读，完全解决了TEI磁头的弊端。并且，针对两种磁头的物理特性进行参数优化，以

6、达到最佳性能。 MR磁头特点是通过电阻改变感应信号幅度，对信号强度更加敏锐，精确性也大幅提高。 MR磁头之所以可以有效提升存储密度，是因为MR磁头读数据不受磁道宽度限制，那么就能大幅度缩小磁道宽度，从而提升存储密度。 因此，MR磁头走上了历史的舞台。 磁头组件 对MR磁头有了大致了解之后，回过头讲- -讲 目前应用最广泛的TDMR磁头。 这种磁头事实上也基于MR磁头的原理。 大家都知道，假如想要进一步提升存储密度， 那么就要不断缩小磁道的宽度，增加磁道的数量，让碟片有限的面积上划分出更多的磁道。 如进一步的缩小碟片上磁道的间距，并对磁道宽度进行削减，那么读磁头在获得磁道信号时，就会被邻近磁道信

7、号所干扰，这就会产生信噪。 为解决邻近磁道所带来的干扰,通过寻求更高的信噪比来保证数据读取的精确性和完整性。 磁头研发人员脑洞大开，在现有读磁头后方再增加一个磁头组成双磁头串联结构，甚至采纳三磁头结构，其中一个磁头用于磁道定位、另外两个则同时负责界定磁道的两侧边缘。 这两个侧向定位磁头能够被用于削减邻道所带来的干扰，从而凸显出目标磁道的真实信号。 这一技术，完全能够突破当前读取点位区无法进一步缩小的瓶颈，从而有效提升磁道密度,供应更大的存储容量。 当今大容量尤其是氦气硬盘，无-例外采纳TDMR磁头技术，包括叠瓦式硬盘。 这就是硬盘厂家客服提到的TDMR技术，小伙伴可明白了? 硬盘碟片 硬盘碟片

8、多数都采纳薄膜复合技术。硬盘的介质膜结构大致为:润滑层、碳覆层、磁性层、软磁层、缓冲层、基板。 润滑层和碳覆层主要爱护下面的磁性层;磁性层通常为一层或多层膜结构，常用材料有CrCoTa, CoNiPt, CrCoPtTa; 软底层能显著提高磁性层的磁性能。 为进一步 提升存储密度，可以通过降低磁头飞行高度、增加碟片的数量、磁道密度来实现。由于硬盘体积的缘由，碟片数目增加存在很大限制。因此只能降低磁头的飞行高度和增加磁道密度。 那么基板材料的表面平整度越好,碟片上的各膜层就越光滑,磁头的飞行高度和噪声也可以相应降低。 硬盘所采纳的基板，主要运用铝合金和玻璃两种材质。其中，铝合金基板与玻璃基板相比

9、具有韧性较高且简单制造的优点。 3.5英寸硬盘所运用的铝合金基板的板厚为1.27mm. 近年来为了增加硬盘内部碟片的数量,硬盘厂家对铝合金基板厚度进行了削减。铝合金基板相对玻璃基板更简单产生振抖。 振抖是指碟片高速旋转时所产生的边缘抖动，假如振抖较大，磁头难以精准进行读写操作。 因为振抖的产生，严峻阻碍进一步降低磁头飞行高度的可行性。 为抑制振抖，硬盘厂家改用玻璃基板并对硬盘内部注入氦气，使得硬回旋转更加平稳阻力更小，从而有效解决多碟片大容量硬盘读写的稳定性难题。 主轴电机 民用硬盘的转速从早期3.6K RPM进化到5.4K RPM，再到7.2K RPM。而服务器高速硬盘则达到10KRPM或1

10、5K RPM。 自1995年希捷公司推出大灰熊硬盘，标记着民用级硬盘正式迈入了7.2K的时代。 硬盘转速以每分钟多少转来表示，单位表示为RPM，RPM是Revolutions per minute的缩写，是转/每分钟。RPM值越大，内部传输率就越快，磁头寻道就越短，硬盘的性能就更强。 硬盘的主轴马达芾动碟片高速旋转，将所要存取资料的扇区芾到磁头下方，转速越快，则等待时间也就越短。因此转速在很大程度上确定了硬盘的传输速度。 硬盘的主轴电机还分为滚珠轴承和液态轴承。 早期硬盘一律采纳滚珠轴承，这种电机噪音大磨损严峻，运行稳定性差。为解决这一痛点， 希捷公司领先在酷鱼四代运用了液态轴承马达技术，彻底

11、解决硬盘电机运行噪音的问题。 液态轴承.与滚珠轴承马达相比，液态轴承的优势特别明显。 1、减噪降温。避开了滚珠与轴承金属面的干脆磨擦，使设备噪音及其发热量降至最低。 2、减震降噪。油膜可有效地汲取振动，使设备的抗震实力得到提高。 3、削减磨损，提高设备的工作牢靠性和运用寿命。 4、有效的降低因金属磨擦而产生的噪声和发热问题。 音圈电机 音圈电机产生运动的原理与扬声器相同，通电导线在磁场中受力作动力的来源。 磁头与磁头臂及伺服定位系统是一-个整体。 伺服定位系统由磁头臂后的线圈和电路板上的限制芯片构成。磁头只能在碟片上方做有限的径向运动。 磁头移动时靠伺服系统来限制音圈电机的动作，使磁头精确寻道

12、，音圈电机主要是由磁体和线圈构成。 磁体呈闭合形态，固定在硬盘底座上，磁头臂有转动轴承，线圈位于磁体中心，当有电流通过线圈时，线圈可以按某个方向敏捷摇摆，带动磁头臂的动作，磁头臂装有前置换向放大芯片，通过柔性排线与.硬盘电路板通讯。 新手学电脑：电脑硬盘学问你了解多少? 电脑硬盘的接口形式有IDE接口，SCSI接口和串行接口(SATA接口)，我们家用电脑通常是IDE或SATA接口居多，SCSI接口服务器上用得较多。 硬盘容量 一块硬盘的参数，最直观的我们都是用容量来衡量的，比如说1T硬盘，2T硬盘，或者500G硬盘，那么这些容量单位是如何计算和怎么计量的呢? 硬盘的容量大小是由：盘面数、柱面数

13、、扇区数确定的，详细计算公式： 容量=盘面数柱面数扇区数512字节 电脑中存储容量的计量基本单位是字节(Byte。简称B)，8个二进制位称为1个字节，此外还有KB、MB、GB、TB等，它们之间的换算关系是1Byte=8bit，1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB。 李哥提示：留意的是，针对硬盘U盘等存储设备，厂商是按1000进制算的。即1G=1000M=1000_1000KB=1000_1000B，所以才会出现40GB的实际容量也许37GB左右。 硬盘分类 现在市面上硬盘有机械硬盘和固态硬盘。 机械硬盘(HHD)：就是始终在运用的一般硬盘，由内部

14、构成而得名，通过硬盘磁头变更极性方式进行读写操作。硬盘作为精密设备，要留意防摔防尘。 固态硬盘(SSD)：和机械硬盘不同的地方在于其是由固态存储芯片组成，但是固态硬盘的接口规范和接口定义是和机械硬盘统一的，所以才被广泛应用。 HHD和SSD的优缺点： 1、由于固态硬盘内部不像机械硬盘内部有机械零部件，只是用闪存颗粒组成，所以在防摔防震方面优于机械硬盘。 2、数据存储速度方面，固态硬盘是机械硬盘速度的2倍多。 3、功耗方面，固态硬盘要低于机械硬盘。 4、容量方面，机械硬盘容量可选范围优于固态硬盘。 5、噪音方面，固态硬盘正是由于没有机械部件，所以发热量小，无风扇和机械马达，噪音值零分贝，优于机械

15、硬盘。 6、价格方面，机械硬盘价格优于固态盘。所以现在我们在组装电脑的时候，安装一块固态硬盘和一块机械硬盘，固态硬盘用于安装系统，机械硬盘用于存储文件。 7、寿命方面，由于内部部件的组成，固态硬盘的读写寿命要小于机械硬盘，所以运用寿命方面，机械硬盘优于固态硬盘。 在运用过程中，电脑硬盘由于常常存储文件删除文件等操作，会产生磁盘碎片，碎片比较小的时候对硬盘影响较小，一旦变多变大，就要导致硬盘读取速度变缓。所以我们还用定期给硬盘进行碎片整理。 电脑硬盘基础学问解析本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第12页 共12页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页