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1、硬盘的工作原理一、从硬盘的工作原理说起 先说一下现代硬盘的工作原理,现在的硬盘,无论是IDE还是SCSI,采用的都是“温彻思特”技术,都有以下特点: 1、磁头,盘片及运动机构密封. 2、固定并高速旋转的镀磁盘片表面平整光滑. 3、磁头沿盘片径向移动. 4、磁头对盘片接触式启停,但工作时呈飞行状态不与盘片直接接触. 盘片:硬盘盘片是将磁粉附着在铝合金(新材料也有用玻璃)圆盘片的表面上.这些磁粉被划分成称为磁道的若干个同心圆,在每个同心圆的磁道上就好像有无数的任意排列的小磁铁,它们分别代表着0和1的状态.当这些小
2、磁铁受到来自磁头的磁力影响时,其排列的方向会随之改变.利用磁头的磁力控制指定的一些小磁铁方向,使每个小磁铁都可以用来储存信息. 盘体:硬盘的盘体由多个盘片组成,这些盘片重叠在一起放在一个密封的盒中,它们在主轴电机的带动下以很高的速度旋转,其每分钟转速达3600,4500,5400,7200甚至以上. 磁头:硬盘的磁头用来读取或者修改盘片上磁性物质的状态,一般说来,每一个磁面都会有一个磁头,从最上面开始,从0开始编号.磁头在停止工作时,与磁盘是接触的,但是在工作时呈飞行状态.磁头采取在盘片的着陆区接触式启停的方式,着陆
3、区不存放任何数据,磁头在此区域启停,不存在损伤任何数据的问题.读取数据时,盘片高速旋转,由于对磁头运动采取了精巧的空气动力学设计,此时磁头处于离盘面数据区0.2---0.5微米高度的”飞行状态“.既不与盘面接触造成磨损,又能可靠的读取数据. 电机:硬盘内的电机都为无刷电机,在高速轴承支撑下机械磨损很小,可以长时间连续工作.高速旋转的盘体产生了明显的陀螺效应,所以工作中的硬盘不宜运动,否则将加重轴承的工作负荷.硬盘磁头的寻道饲服电机多采用音圈式旋转或者直线运动步进电机,在饲服跟踪的调节下精确地跟踪盘片的磁道,所以在硬盘工
4、作时不要有冲击碰撞,搬动时要小心轻放.图1硬盘结构图 原理说到这里,大家都明白了吧? 首先,磁头和数据区是不会有接触的,所以不存在磨损的问题. 其次,一开机硬盘就处于旋转状态,主轴电机的旋转可以达到5400或者7200转每分钟,这和你是否使用FLASHGET或者ED都没有关系,只要一通电,它们就在转.它们的磨损也和软件无关. 再次,寻道电机控制下的磁头的运动,是左右来回移动的,而且幅度很小,从盘片的最内层(着陆区)启动,慢慢移动到最外层,再慢慢移动回来,一个磁道再到另一个磁道来寻找数据.不会有什么大规模跳跃的(又
5、不是青蛙).所以它的磨损也是可以忽略不记的. 那么,热量是怎么来的呢? 首先,是主轴电机和寻道饲服电机的旋转,硬盘的温度主要是因为这个. 其次,高速旋转的盘体和空气之间的摩擦.这个也是主要因素.而硬盘的读写?很遗憾,它的发热量可以忽略不记! 硬盘的读操作,是盘片上磁场的变化影响到磁头的电阻值,这个过程中盘片不会发热,磁头倒是因为电流发生变化,所以会有一点热量产生.写操作呢?正好反过来,通过磁头的电流强度不断发生变化,影响到盘片上的磁场,这一过程因为用到电磁感应,所以磁头发热量较大.但是盘片本身是不会发热的,因为盘
6、片上的永磁体是冷性的,不会因为磁场变化而发热. 但是总的来说,磁头的发热量和前面两个比起来,是小巫见大巫了.热量是可以辐射传导的,那么高热量对盘片上的永磁体会不会有伤害呢?其实伤害是很小的,永磁体消磁的温度,远远高于硬盘正常情况下产生的温度.当然,要是你的机箱散热不好,那可就怪不了别人了. 二、几个相关知识解释 1、高温是影响到磁头的电阻感应灵敏度,所以才会产生读写错误,和永磁体没有关系. 2、所谓的热膨胀,不会拉近盘体和磁头的距离,因为磁头的飞行是空气动力学原理,在正常情况下始终和盘片保持一定距离.当然要是你大
7、力打击硬盘,那么这个震动…… 3、所谓寻道是指硬盘从初使位置移动到指定磁道.所谓的复位动作,并不是经常发生的.因为磁道的物理位置是存放在CMOS里面,硬盘并不需要移动回0磁道再重新出发.只要磁头一启动,所谓的复位动作就完成了,除非你重新启动电脑,不然复位动作就不会再发生. 4、IDE硬盘和SCSI硬盘的盘体结构是差不多的.只是SCSI硬盘的接口带宽比同时代的IDE硬盘要大,而且往往SCSI卡往往都会有一个类似CPU的东西来减缓主CPU的占用率.仅此而已,所以希捷才会把它的SCSI硬盘的技术用在IDE硬盘上. 5、硬
8、盘的读写是以柱面的扇区为单位的.柱面也就是整个盘体中所有磁面的半径相同的同心磁道,而把每个磁道划分为若干个区就是所谓的扇区了.硬盘的写操作,是先写满一个扇区,再写同一柱面的下一个扇区的,在一个柱面完全写满前,磁头是不会移动到别的磁道上的.所以文件在硬盘上的存储,并不是像一般人的认为,是连续存放在一起的(从使用者来看是
