2023學(xué)年完整公開課版HDD硬盤結(jié)構(gòu)

HDD硬盤結(jié)構(gòu)目錄硬盤的外部結(jié)構(gòu)硬盤邏輯結(jié)構(gòu)硬盤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)硬盤的種類2硬盤技術(shù)3盡管這些年硬盤接口協(xié)議（SCSI、SATA、SAS）發(fā)生了很多的變化，但是硬盤驅(qū)動(dòng)器的機(jī)制并沒有太大的變化。硬盤的外部結(jié)構(gòu)4盤片控制電路讀/寫磁頭磁頭臂磁盤接口主軸（馬達(dá)電機(jī)及軸承在其下方）硬盤的外部結(jié)構(gòu)51.金屬固定面板

硬盤外部總會(huì)有一個(gè)金屬的面板，用于保護(hù)整個(gè)硬盤，一般在硬盤金屬面板貼有產(chǎn)品標(biāo)簽，標(biāo)簽上會(huì)標(biāo)注產(chǎn)品的型號產(chǎn)地設(shè)置數(shù)據(jù)等。2.控制電路板

在硬盤的金屬蓋板上會(huì)固定一個(gè)電路板，這個(gè)電路板就是硬盤的控制電路板，在電路板上有幾個(gè)主要的芯片：主控芯片/BIOS芯片/緩存芯片/電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。對于不同的硬盤，其電路板上的主要芯片種類也是不同的。硬盤的外部接口63.接口

在硬盤的頂端會(huì)有幾個(gè)不同的硬盤接口，這個(gè)接口主要包括電源插座接口，數(shù)據(jù)接口和主從條線接口，其中電源插口與主機(jī)相連，為硬盤工作提供電力保證，數(shù)據(jù)接口則是硬盤數(shù)據(jù)和主板控制器之間進(jìn)行傳輸交換的紐帶，中間的主從盤條線接口用以設(shè)置主從硬盤，即設(shè)置硬盤驅(qū)動(dòng)器的訪問順序，其設(shè)置方法一般標(biāo)注在盤體外的標(biāo)簽上，也有一些標(biāo)注在接口處，早期的硬盤可能印在電路板上。硬盤的內(nèi)部接口7打開硬盤的外殼，硬盤的內(nèi)部接口一覽無余，仔細(xì)觀察和了解后，總結(jié)出硬盤的內(nèi)部主要包括磁頭組件，磁頭驅(qū)動(dòng)組件，盤片，主軸組件，前控制電路等。磁盤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)81.

磁頭指的是通過磁性原理讀取磁性介質(zhì)上數(shù)據(jù)的部件。常見的磁頭包括硬盤磁頭，磁帶錄音機(jī)磁頭等。硬盤磁頭，是硬盤讀取數(shù)據(jù)的關(guān)鍵部件，它的主要作用就是將存儲(chǔ)在硬盤盤片上的磁信息轉(zhuǎn)化為電信號向外傳輸，而它的工作原理則是利用特殊材料的電阻值會(huì)隨著磁場變化的原理來讀寫盤片上的數(shù)據(jù)，磁頭的好壞在很大程度上決定著硬盤盤片的存儲(chǔ)密度。目前比較常用的是GMR（GiantMagnetoResistive）巨磁阻磁頭。磁盤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)9磁頭驅(qū)動(dòng)組件磁頭的移動(dòng)式靠磁頭驅(qū)動(dòng)組件實(shí)現(xiàn)的，硬盤的尋到時(shí)間的長短與磁頭驅(qū)動(dòng)組件關(guān)系非常密切，磁頭的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由電磁圈電機(jī)，磁頭驅(qū)動(dòng)小車，防震動(dòng)裝置構(gòu)成，高精度的輕型磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)能夠?qū)Υ蓬^進(jìn)行正確的驅(qū)動(dòng)和定位。電磁圈電機(jī)包含著一塊用磁鐵，對于傳動(dòng)手臂的運(yùn)動(dòng)起著關(guān)鍵作用，防震裝置是為了避免磁頭將盤片刮傷等情況的發(fā)生而設(shè)計(jì)的。磁盤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)103.盤片與主軸組件

盤片是硬盤存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的載體，盤片是在鋁合金或玻璃基層上涂抹很薄的磁性材料保護(hù)材料和潤滑材料等多種不同作用的材料加工而成，其中磁性材料的物理性能和磁層結(jié)構(gòu)直接影響著數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度和所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，金屬盤片具有很高的存儲(chǔ)密度，高剩磁及高矯頑力：玻璃盤片比普通盤片在運(yùn)行時(shí)具有更好的穩(wěn)定性。主軸組件包括主軸部件軸瓦和驅(qū)動(dòng)電機(jī)等，隨著硬盤容量的擴(kuò)大和速度的提高，主軸電機(jī)的速度也在不斷的提升，有廠商開始采用精密機(jī)械工業(yè)的液態(tài)軸承電機(jī)技術(shù)，這種技術(shù)的應(yīng)用有效降低了硬盤的工作噪音。磁盤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)114.前控制電路

前控制電路控制磁頭感應(yīng)的信號，主軸電機(jī)調(diào)速，磁頭驅(qū)動(dòng)和伺服定位等，由于磁頭讀取的信號微弱，將放大電路密封在腔體內(nèi)可減少外來信號的干擾，提高操作指令的準(zhǔn)確性。硬盤邏輯結(jié)構(gòu)12新買來的硬盤是不能直接使用的，必須對它進(jìn)行分區(qū)并進(jìn)行格式化才能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)源，經(jīng)過格式化分區(qū)之后，邏輯上每個(gè)盤片每一面都會(huì)被分為磁道，扇區(qū)和柱面這幾個(gè)虛擬的概念，并非像切豆腐一樣真的進(jìn)行切割，不同的硬盤中的盤片數(shù)不同，一個(gè)盤片有倆面，這倆面都可進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，每一面都會(huì)對應(yīng)一個(gè)磁頭，習(xí)慣上將盤的倆面技術(shù)為磁頭數(shù)，用來計(jì)算磁盤容量。存儲(chǔ)容量=磁頭數(shù)*磁道（柱面）數(shù)*每道扇區(qū)數(shù)*每扇區(qū)字節(jié)數(shù)磁盤的種類13磁盤的種類比較多，若是按照磁盤的接口類型的不同來分，大致可分為IDE磁盤，SATA磁盤，SCSI磁盤，移動(dòng)硬盤，固態(tài)磁盤，硬盤按照其工作形式的不同可以分為兩種，一種是機(jī)械磁盤，另一種是固態(tài)硬盤，比較常見的機(jī)械硬