深入了解硬盘内部结构

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1、一深入了解硬盘内部结构Tags:DISK,IBM追溯历史　　从1956年9月，IBM的一个工程小组向世界展示了第一台磁盘存储系统IBM350RAMAC（RandomAccessMethodofAccountingandControl）至今，磁盘存储系统已经历了近半个世纪的发展。经历了这45年，磁盘的变化可以说是非常巨大得，最早的那台RAMAC容量只有5MB，然而却需要使用50个直径为24英寸的磁盘。但现在一块容量高达100GB的硬盘只需要3张磁盘片即可。　　当然，IBM350RAMAC与现在的硬盘有很大的差距，它只能算是硬盘的开山鼻祖。现代硬盘的真正原形，可以追

2、溯到1973年，那时IBM公司推出的Winchester（温氏）硬盘，它的特点是：“工作时，磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触。使用时，磁头沿高速旋转的盘片上做径向移动”，这便是现在所有硬盘的雏形。今天高端硬盘容量虽然高达上百GB，但它却仍然没有脱离“温彻斯特”的动作模式。　　下面是两张IBM公司于1980年在IBM-XT上的一块10M的硬盘图，可以看出，除了外型略大，无论外观还是内部结构和现在最先进的硬盘并无大的差别。图1：IBM10MB硬盘的内部结构图图2：IBM10MB硬盘的外观图　　技术的前进，总是将电脑系统朝人们喜欢的方面发展，而体积更小

3、、速度更快、容量更大、使用更安全就是广大用户对硬盘的最大期望。出于这样的目的，硬盘工程师们为其做出了许多努力，例如研究读写更灵敏的磁头、更先进的接口类型、存储密度更高的磁盘盘片及更有效的数据保持技术等。这些技术上的突破使得硬盘不仅越来越先进，而且也更加稳定，这些也就是现在的硬盘与图1中所示硬盘的最大区别。深入了解硬盘之外部结构二、深入了解硬盘　　平时我们了解硬盘，多是从产品外观、产品特征及磁盘性能等方面去认识，而硬盘的内部到底是什么呢？相信许多用户都不是很清楚，因为了解硬盘内部结构的机会实在太少了。我们经常听说磁头、盘片、接口等，但它们都长怎么样我们却不是很清楚

4、？还有所谓的玻璃盘片，主轴电机等又是什么呢？带着这些问题，接下来笔者将对硬盘进行一次大解剖，使大家能更深入地了解硬盘。　　在实际动手之前，还是先了解一些硬盘结构理论知识。总得来说，硬盘主要包括：盘片、磁头、盘片主轴、控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部份。所有的盘片都固定在一个旋转轴上，这个轴即盘片主轴。而所有盘片之间是绝对平行得，在每个盘片的存储面上都有一个磁头，磁头与盘片之间的距离比头发丝的直径还小。所有的磁头连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动作，而盘片以每分钟数千转的速度在高速旋转，这样磁头就能对

5、盘片上的指定位置进行数据的读写操作。硬盘是精密设备，尘埃是其大敌，所以必须完全密封。　　此次，笔者非常有幸从西部数据（WesternDigital）公司哪拿到了一块最新硬盘，产品型号为WD200BB，如图3、4所示。从型号上可以判断，它是一款容量为20GB的7200RPM高速硬盘，产品序列号为WMA9L1203351，产地为马来西亚，出厂日期是2001年8月15日。在接下来的说明中，笔者就以此块硬盘为例进行深入解剖及说明。图3：待拆的西数WD200BB硬盘图4：硬盘的具体产品信息1、外部结构　　图3所示的WD200BB硬盘是3.5英寸的普通IDE硬盘，它是属于比

6、较常见的产品，也是用户最经常接触的。除此，硬盘还有许多种类，例如老式的普通IDE硬盘是5.25英寸，高度有半高型和全高型。除此，还有体积小巧玲珑的笔记本电脑，块头巨大的高端SCSI硬盘及非常特殊的微型硬盘。　　在硬盘的正面都贴有硬盘的标签，标签上一般都标注着与硬盘相关的信息，例如产品型号、产地、出厂日期、产品序列号等，图4所示的就是WD200BB的产品标签。在硬盘的一端有电源接口插座、主从设置跳线器和数据线接口插座，而硬盘的背面则是控制电路板。从图5中可以清楚地看出各部件的位置。总得来说，硬盘外部结构可以分成如下几个部份：图5：硬盘背面及各部件名称硬盘接口、控制

7、电路板及固定面板(1)、接口。接口包括电源接口插座和数据接口插座两部份，其中电源插座就是与主机电源相连接，为硬盘正常工作提供电力保证。数据接口插座则是硬盘数据与主板控制芯片之间进行数据传输交换的通道，使用时是用一根数据电缆将其与主板IDE接口或与其它控制适配器的接口相连接，经常听说的40针、80芯的接口电缆也就是指数据电缆，数据接口可以分成IDE接口和SCSI接口两大派系。(2)、控制电路板。大多数的控制电路板都采用贴片式焊接，它包括主轴调速电路、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ROM芯片，里面固化的程序可以进行硬盘的初始化

8、，执行加电和启动主轴电机