机械硬盘基础知识

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1、整体設計觀念1*1概論想成就一件事情，整体觀是非常重要的，因此，在進入硬碟机設計及各獨立章節前，我們特別安排此章，主要目的，即在幫助讀者，在研究此書進能隨時掌握此書之重點。觀念一：整体設計之最高准則為，這時進入市場(TimetotheMarket),价格(Cost),功能(Performance)，品質(Quality)觀念二：一切設計的開始進行，一定是基于於市場的評估，已被充份肯定，而設計之精神，又一定是無時無刻，環繞在，如何將資料籍者磁頭有效無誤地寫入磁碟中。1・2基本理論從上節概論中，讀者應該很清楚，全書

2、之精神，其實就在研究如何將資料，從電腦主机存入硬碟机中，現在，我們即將從硬体(肉眼看得見的)与軟体(肉眼看不見的)之理論，展開一連串的定義与研究。首先，我們先介紹主要之硕体結构，并簡單扼要地說明其功能，至於，詳細之功能將在以后各章節中說明。重點如下：•硬碟机之硬体結构•碟碟机之軟体結构•碟片瑕疵之處理A.硬碟机之硬体結构電路板部分(俗稱PCBA，PCBAssembly)1.介面控制器(InterfaceController):⑴將電腦中之資料接收，再經同讀寫通道IC.(Read/WriteChannel)寫入磁

3、碟中。(2)將磁碟中之資料，藉由讀定通道IC讀出，再將之傳回電腦主机。2.讀寫通道IC(Read/WriteChannelChip):負責接收Controller過來的命令，將資料寫入磁碟中或將磁碟中之資料讀岀。3.特制基体電路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，簡稱ASIC)-處理或辨別特殊訊號，如磁軌訊號(GrayCode)、磁區訊號(SectorID)等，然后再將這些資料，傳中央處理單位(CPU)使用。4.中央處理單位(CentralProcessingUnit,^

4、稱CPU):硬碟机之頭腦，負責指揮整体碟机。5•主軸馬達(SpindleMotor)及音圈馬達(VoiceCoilMotor，簡稱VCM)之啟動器(Driver):負責將磁頭送到适當的磁區(Sector)机构部分(俗稱HAD>HeadDiskAssembly)1.主軸馬達(SpindleMotor):負責帶動磁碟的旋轉，使磁頭以在特定磁上任意地點，存放資料。2•音圈馬達(VoiceCoilMotor):負責帶動磁頭的徑向轉動，使磁頭得以任意更換磁軌。3.磁頭(Head):磁頭籍著少許的電流，創造特定的磁場。4.

5、磁碟(DiskorMedia):磁碟被磁頭所產生之磁場磁化，而在磁碟表面上產生了很多的小磁場，這就是我們所謂的電腦資料。5•底板及蓋子(Baseplate&TopCover):這就是硬碟机的外設，設計時，要特別注意，受外力時不變形，不共振。6•制動臂(ActuatorAnn):籍著音圈馬達的控制，制動臂將磁頭送到特定的磁軌去。7•气密墊圈(Gasket):用以防止面不干淨的气体，進入HAD內。&重复循環過濾网(RecirculatingFilter):用以保持HAD內部之清洁。1•軟性電路系統(俗稱FPCsys

6、tem‘FlexibleprintedCircuitsystem)目的是將磁頭訊號傳出，除此，它所以被設計成“軟性”主要因為減少磁頭運動之阻力。主要目的是，將磁頭記號傳出，除此，它所以被設計成“軟性”主要因為減少磁頭運動時之阻力。2•前置放大器(PRE-Amplifier):磁頭由法拉第效應(Faradayeffect)將磁片上之資料讀出，一般訊號不夠大，所以，通常需要一個前置放大器，將訊號放大，供讀寫通道(ReadWriteChannel)來使用。B.硬碟机之軟体結构了解硬碟机之硬体結构后，馬上就想要思考下一

7、個問題了，人們到底是如何將電腦資料籍著這些存入碟机？應籍的科學原理又是什么呢？以下是將要討論之重點：1.寫与讀之原理。2.磁碟上之郵政系統。3.例題說明。一、寫与讀之原理什么是寫？在經驗世界里，當然需要筆和紙，而在硬碟机屮則需要磁頭和磁碟，其中磁頭就如同筆，磁碟就如同紙，磁頭的材料是一种特殊的合金(Premalloy),磁碟的材料則是-种特殊的氧化氟(SuperGammaFenicOxide),當磁頭通電時，便會將磁碟中之材料磁化，而因些創造出無數小磁場，這些小磁場便是所謂的“電腦資料”。(請參考圖一)圖一之說

8、明：1•當C點(或D點)通入電流時'則A點(或B點)的磁通(Flux)便欲跳往B點（或A點）1.當A點的磁通欲跳往B點時，由於磁頭飛時非常低，磁通頓然發覺，它被磁碟的材料吸引了，於是產生了磁漏，無意中便把磁碟給磁化了，這就是是為什么在磁碟上創造了好多小磁場的原因。2.至於磁碟上之小磁場方向性，則全由電流之通入點（C點或D點）來決定。什么是讀呢？在經驗世界里，當然需要眼睛了，而在硬碟机中