盘片移动硬盘工作原理

硬盘英文名称是Hard disk发明于1950年。开始的时候它的直径长达20英寸并且只能容纳几MB兆字节的信息。最初的时候它并不称为Hard disk 而是叫做“fixed disk"或者"Winchester" IBM产品流行的代码名称 如果在某些文献里提到这些名词我们知道它们是硬盘就可以了。随后为了把硬盘的名称与"floppy disk" 软盘区分开来它的名称就演变成了"harddisk"。硬盘的内部有磁碟作为保存信息的磁介质而磁带和软盘里面则使用柔韧的塑料薄膜作为磁介质。

在简单的标准上硬盘与盒式磁带并没有太大的区别。所有的硬盘和盒式磁带都使用相同的磁性技术录制信息这点将在“磁带录音机是怎么工作的有介绍”但这已经不是属于IT硬件的范畴了。硬盘和磁带录音机都从磁存储技术获得最大的效益--磁介质可以轻易地进行擦除和复写并且信息将记录在磁道里储存的信息可以永久保存。

想明白硬盘工作原理的最好途径是看清楚它的内部结构。注意打开硬盘会损坏硬件因此朋友们不要自己尝试 当然你有一个损坏的硬盘就另当别论了。

硬盘使用了铝片把表面给密封了起来而另外的一边则布满了控制用的电子元件。电子控制器控制硬盘的读/写机制还有转动盘片的马达。 电子元件还把硬盘磁区域的信息汇编成byte(读 并把bytes转化为磁区域写 。这些电子元件被装配在与硬盘盘片分开的小电路板上。

在电路板下面是连接盘片的马达还有采用了高度过滤的通风孔以便维持硬盘内部和外部的空气压力平衡。

移开了硬盘的顶盖之后展现在大家眼前的是非常简单但却精密的内部结构。盘片--当硬盘在工作的时候它可以转动5,400或者72,00 rpm(通常的情况下当然最快也有10,000rpm,SCSI硬盘甚至达到了15,000rpm)。这些盘片制造的时候有惊人的精确度并且表面如镜子般光滑。 你甚至还在盘片里看到了作者的肖像

臂--位于左上角是用来保持磁头的读/写控制机制能够把磁头从盘片的中心移动到硬盘的边缘。臂和它的移动机制相当的轻并且速度飞快。普通的硬盘每秒可以在盘片中心和边缘之间来会移动50次如果用肉眼看的话速度真的是非常惊人。

为了增加硬盘储存的信息量很多硬盘都使用了多盘片的设计。我们打开的硬盘有三个盘片和6个读/写的磁头。

硬盘里面保持臂的移动速度和精确度都达到了不可置信的地步它使用了高速的线性马达。

很多硬盘使用了音圈Voice coi l)的方法来移动臂部--与你的立体声系统中扬声器使用的技术类似。

数据的储存

数据储存在盘片表面的扇区(Sector)和磁道(track)里磁道是一系列的同心圆而扇区则是磁道组成的圆状表面如下

上图黄色部分展示的就是典型的磁道而蓝色部分则是扇区。扇区包括了固定数量的byte---例如 256或者512byte。无论是在硬盘还是在操作系统水平扇区都通常组成群集(cluster)。

硬盘的低级格式化过程在盘片上建立了扇区和磁道每个扇区的开始和结束部分都被写到了盘片上这个处理使硬盘准备开始以byte的形式保持数据。高级格式化则写入文件储存的结构例如把文件分配表写入到扇区这个过程使硬盘

准备保持文件。