2023學年完整公開課版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)動器的機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（馬達電機及軸承在其下方）硬盤的外部結(jié)構(gòu)51.金屬固定面板

硬盤外部總會有一個金屬的面板，用于保護整個硬盤，一般在硬盤金屬面板貼有產(chǎn)品標簽，標簽上會標注產(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固定一個電路板，這個電路板就是硬盤的控制電路板，在電路板上有幾個主要的芯片：主控芯片/BIOS芯片/緩存芯片/電機驅(qū)動芯片。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

在硬盤的頂端會有幾個不同的硬盤接口，這個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)動器的訪問順序，其設(shè)置方法一般標注在盤體外的標簽上，也有一些標注在接口處，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)動組件磁頭的移動式靠磁頭驅(qū)動組件實現(xiàn)的，硬盤的尋到時間的長短與磁頭驅(qū)動組件關(guān)系非常密切，磁頭的驅(qū)動機構(gòu)由電磁圈電機，磁頭驅(qū)動小車，防震動裝置構(gòu)成，高精度的輕型磁頭驅(qū)動機能夠?qū)Υ蓬^進行正確的驅(qū)動和定位。電磁圈電機包含著一塊用磁鐵，對于傳動手臂的運動起著關(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)存儲密度和所存儲數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，金屬盤片具有很高的存儲密度，高剩磁及高矯頑力：玻璃盤片比普通盤片在運行時具有更好的穩(wěn)定性。主軸組件包括主軸部件軸瓦和驅(qū)動電機等，隨著硬盤容量的擴大和速度的提高，主軸電機的速度也在不斷的提升，有廠商開始采用精密機械工業(yè)的液態(tài)軸承電機技術(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，主軸電機調(diào)速，磁頭驅(qū)動和伺服定位等，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，必須對它進行分區(qū)并進行格式化才能存儲數(shù)據(jù)源，經(jīng)過格式化分區(qū)之后，邏輯上每個盤片每一面都會被分為磁道，扇區(qū)和柱面這幾個虛擬的概念，并非像切豆腐一樣真的進行切割，不同的硬盤中的盤片數(shù)不同，一個盤片有倆面，這倆面都可進行數(shù)據(jù)存儲，每一面都會對應(yīng)一個磁頭，習慣上將盤的倆面技術(shù)為磁頭數(shù)，用來計算磁盤容量。存儲容量=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，一種是機械磁盤，另一種是固態(tài)硬盤，比較常見的機械硬