硬盘的工作原理简述下硬盘的工作原理？

硬盘工作原理

想必大家都知道硬盘的用途与重要性吧!大家都知道,只要一开电脑,硬盘就在不停的工作着,如启动打开文件/软件,用Flashget/BT等工具下载文件等等.但硬盘的工作原理到底如何,知道的人又有多少?大家不妨看看以下的文章,希望能給大家带来一些帮助!看完后,觉得还好或者过得去的请支持以下,谢谢!

概括地说，硬盘的工作原理是利用特定的磁粒子的极性来记录数据。

磁头在读取数据时，将磁粒子的不同极性转换成不同的电脉冲信号，再利用数据转换器将这些原始信号变成电脑可以使用的数据，写的操作正好与此相反。

另外，硬盘中还有一个存储缓冲区，这是为了协调硬盘与主机在数据处理速度上的差异而设的。

由于硬盘的结构比软盘复杂得多，所以它的格式化工作也比软盘要复杂，分为低级格式化，硬盘分区，高级格式化并建立文件管理系统。

硬盘驱动器加电正常工作后，利用控制电路中的单片机初始化模块进行初始化工作，此时磁头置于盘片中心位置，初始化完成后主轴电机将启动并以高速旋转，装载磁头的小车机构移动，将浮动磁头置于盘片表面的00道，处于等待指令的启动状态。

当接口电路接收到微机系统传来的指令信号，通过前置放大控制电路，驱动音圈电机发出磁信号，根据感应阻值变化的磁头对盘片数据信息进行正确定位，并将接收后的数据信息解码，通过放大控制电路传输到接口电路，反馈给主机系统完成指令操作。

结束硬盘操作的断电状态，在反力矩弹簧的作用下浮动磁头驻留到盘面中心。

还不懂吗？那我再说详细点~~~

现在的硬盘,无论是IDE还是SCSI,采用的都是"温彻思特“技术,都有以下特点：1。

磁头，盘片及运动机构密封。

2。

固定并高速旋转的镀磁盘片表面平整光滑。

3。

磁头沿盘片径向移动。

4。

磁头对盘片接触式启停，但工作时呈飞行状态不与盘片直接接触。

盘片：硬盘盘片是将磁粉附着在铝合金（新材料也有用玻璃）圆盘片的表面上.这些磁粉被划分成称为磁道的若干个同心圆，在每个同心圆的磁道上就好像有无数的任意排列的小磁铁，它们分别代表着0和1的状态。

当这些小磁铁受到来自磁头的磁力影响时，其排列的方向会随之改变。

利用磁头的磁力控制指定的一些小磁铁方向，使每个小磁铁都可以用来储存信息。

盘体：硬盘的盘体由多个盘片组成，这些盘片重叠在一起放在一个密封的盒中，它们在主轴电机的带动下以很高的速度旋转，其每分钟转速达3600，4500，5400，7200甚至以上。

磁头：硬盘的磁头用来读取或者修改盘片上磁性物质的状态，一般说来，每一个磁面都会有一个磁头，从最上面开始，从0开始编号。

磁头在停止工作时，与磁盘是接触的，但是在工作时呈飞行状态。

磁头采取在盘片的着陆区接触式启停的方式，着陆区不存放任何数据，磁头在此区域启停，不存在损伤任何数据的问题。

读取数据时，盘片高速旋转，由于对磁头运动采取了精巧的空气动力学设计，此时磁头处于离盘面数据区0.2---0.5微米高度的”飞行状态“。

既不与盘面接触造成磨损，又能可靠的读取数据。

电机：硬盘内的电机都为无刷电机，在高速轴承支撑下机械磨损很小，可以长时间连续工作。

高速旋转的盘体产生了明显的陀螺效应，所以工作中的硬盘不宜运动，否则将加重轴承的工作负荷。

硬盘磁头的寻道饲服电机多采用音圈式旋转或者直线运动步进电机，在饲服跟踪的调节下精确地跟踪盘片的磁道，所以在硬盘工作时不要有冲击碰撞，搬动时要小心轻放。

原理说到这里，大家都明白了吧？

首先，磁头和数据区是不会有接触的，所以不存在磨损的问题。

其次，一开机硬盘就处于旋转状态，主轴电机的旋转可以达到4500或者7200转每分钟，这和你是否使用FLASHGET或者ED都没有关系，只要一通电，它们就在转.它们的磨损也和软件无关。

再次，寻道电机控制下的磁头的运动，是左右来回移动的，而且幅度很小，从盘片的最内层（着陆区）启动，慢慢移动到最外层，再慢慢移动回来，一个磁道再到另一个磁道来寻找数据。

不会有什么大规模跳跃的（又不是青蛙）。

所以它的磨损也是可以忽略不记的。

那么，热量是怎么来的呢？

首先是主轴电机和寻道饲服电机的旋转，硬盘的温度主要是因为这个。

其次，高速旋转的盘体和空气之间的摩擦。

这个也是主要因素。

而硬盘的读写？很遗憾，它的发热量可以忽略不记！

硬盘的读操作，是盘片上磁场的变化影响到磁头的电阻值,这个过程中盘片不会发热，磁头倒是因为电流发生变化，所以会有一点热量产生。

写操作呢？正好反过来，通过磁头的电流强度不断发生变化，影响到盘片上的磁场，这一过程因为用到电磁感应，所以磁头发热量较大。

但是盘片本身是不会发热的，因为盘片上的永磁体是冷性的，不会因为磁场变化而发热。

但是总的来说，磁头的发热量和前面两个比起来，是小巫见大巫了。

热量是可以辐射传导的，那么高热量对盘片上的永磁体会不会有伤害呢？其实伤害是很小的，永磁体消磁的温度，远远高于硬盘正常情况下产生的温度。

当然，要是你的机箱散热不好，那可就怪不了别人了。

我这里不得不说一下某人的几个错误：

一、高温是影响到磁头的电阻感应灵敏度，所以才会产生读写错误，和永磁体没有关系。

二、所谓的热膨胀，不会拉近盘体和磁头的距离，因为磁头的飞行是空气动力学原理，在正常情况下始终和盘片保持一定距离。

当然要是你大力打击硬盘，那么这个震动。

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三、所谓寻道是指硬盘从初使位置移动到指定磁道。

所谓的复位动作，并不是经常发生的。

因为磁道的物理位置是存放在CMOS里面，硬盘并不需要移动回0磁道再重新出发。

只要磁头一启动，所谓的复位动作就完成了，除非你重新启动电脑，不然复位动作就不会再发生。

四、IDE硬盘和SCSI硬盘的盘体结构是差不多的。

只是SCSI硬盘的接口带宽比同时代的IDE硬盘要大，而且往往SCSI卡往往都会有一个类似CPU的东西来减缓主CPU的占用率。

仅此而已，所以希捷才会把它的SCSI硬盘的技术用在IDE硬盘上。

五、硬盘的读写是以柱面的扇区为单位的。

柱面也就是整个盘体中所有磁面的半径相同的同心磁道，而把每个磁道划分为若干个区就是所谓的扇区了。

硬盘的写操作，是先写满一个扇区，再写同一柱面的下一个扇区的，在一个柱面完全写满前，磁头是不会移动到别的磁道上的。

所以文件在硬盘上的存储，并不是像一般人的认为，是连续存放在一起的（从使用者来看是一起，但是从操作系统底层来看，其存放不是连续的）。

所以FLASHGET或者ED开了再多的线程，磁头的寻道一般都不会比你一边玩游戏一边听歌大。

当然，这种情况只是单纯的下载或者上传而已，但是其实在这个过程中，谁能保证自己不会启动其它需要读写硬盘的软件？可能很多人都喜欢一边下载一边玩游戏或者听歌吧？更不用说WINDOWS本身就需要频繁读写虚拟内存文件了。

所以，用FG下载也好，ED也好，对硬盘的折磨和平时相比不会太厉害的。

六、再说说FLASHGET为什么开太多线程会不好和ED为什么硬盘读写频繁。

首先，线程一多，cpu的占用率就高，换页动作也就频繁，从而虚拟内存读写频繁，至于为什么，学过操作系统原理的应该都知道，我这里就不说了。

ED呢？同时从几个人那里下载一个文件，还有几个人同时在下载你的文件，这和FG开多线程是类似的。

所以硬盘灯猛闪。

但是，现在的硬盘是有缓存的，数据不是马上就写到硬盘上，而是先存放在缓存里面,，然后到一定量了再一次性写入硬盘。

在FG里面再怎么设置都好，其实是先写到缓存里面的。

但是这个过程也是需要CPU干预的，所以设置时间太短，CPU占用率也高，所以硬盘灯也还是猛闪的，因为虚拟文件在读写。

七、硬盘读写频繁，磁头臂在寻道伺服电机的驱动下移动频繁，但是对机械来说这点耗损虽有，其实不大。

除非你的硬盘本身就有机械故障比如力臂变形之类的（水货最常见的故障）。

真正耗损在于磁头，不断变化的电流会造成它的老化，但是和它的寿命相比。

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应该也是在合理范围内的。

除非因为震动，磁头撞击到了盘体。

八、受高温影响的最严重的是机械的电路，特别是硬盘外面的那块电路板，上面的集成块在高温下会加速老化的。

所以IBM的某款玻璃硬盘，虽然有坏道，但是一用某个软件，马上就不见了。

再严重点的，换块线路板，也就正常了。

就是这个原因.

总之，硬盘会因为环境不好和保养不当而影响寿命，但是这绝对不是软件的错。

FLASHGET也好,ED也好,FTP也好,它们虽然对硬盘的读写频繁,但是还不至于比你一般玩游戏一般听歌对硬盘伤害大.说得更加明白的话,它们对硬盘的所谓耗损,其实可以忽略不记.不要因为看见硬盘灯猛闪,就在那里瞎担心.不然那些提供WEB服务和FTP服务的服务器，它们的硬盘读写之大，可绝非平常玩游戏，下软件的硬盘可比的。

硬盘有一个参数叫做连续无故障时间。

它是指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间，单位是小时，英文简写是MTBF。

一般硬盘的MTBF至少在30000或40000小时。

具体情况可以看硬盘厂商的参数说明。

这个连续无故障时间，大家可以自己除一下，看看是多少年。

然后大家自己想想，自己的硬盘平时连续工作最久是多长时间。

目前我使用的机器，已经连续开机1年了，除了中途有几次关机十几分钟来清理灰尘外，从来没有停过（使用金转6代40G）。

另外还有三台使用SCSI硬盘的服务器，是连续两年没有停过了，硬盘的发热量绝非平常IDE硬盘可比（1万转的硬盘啊）。

在这方面，我想我是有发言权的。

最后补充一下若干点：

一、硬盘最好不要买水货或者返修货。

水货在运输过程中是非常不安全的，虽然从表面上看来似乎无损伤，但是有可能在运输过程中因为各种因素而对机械体造成损伤。

返修货就更加不用说了。

老实说，那些埋怨硬盘容易损坏的人，你们应该自己先看看，自己的硬盘是否就是这些货色。

二、硬盘的工作环境是需要整洁的，特别是注意不要在频繁断电和灰尘很多的环境下使用硬盘。

机箱要每隔一两个月清理一下灰尘。

三、硬盘的机械最怕震动和高温。

所以环境要好，特别是机箱要牢固，以免共震太大。

电脑桌也不要摇摇晃晃的。

四、要经常整理硬盘碎片。

这里有一个大多数人的误解，一般人都以为硬盘碎片会加大硬盘耗损，其实不是这样的。

硬盘碎片的增多本身只是会让硬盘读写所花时间比碎片少的时候多而已，对硬盘的耗损是可以忽略的（我在这里只说一个事实，目前网络上的服务器，它们用得最多的操作系统是UNIX，但是在UNIX下面是没有磁盘碎片整理软件的。

就连微软的NT4,本身也是没有的）。

不过，因为磁头频繁的移动，造成读写时间的加大，所以CPU的换页动作也就频繁了，而造成虚拟文件（在这里其实准确的说法是换页文件）读写频繁，从而加重硬盘磁头寻道的负荷。

这才是硬盘碎片的坏处。

五、在硬盘读写时尽量避免忽然断电，冷启动和做其他加重CPU负荷的事情（比如在玩游戏时听歌，或者在下载时玩大型3D游戏），这些对硬盘的伤害比一般人想象中还要大。

总之，只要平常注意使用硬盘，硬盘是不会那么快就和我们说BYEBYE的。

当然，如果是硬盘本身的质量就不行，那我就无话可说了。

磁盘的工作原理

最老早的唱片见过吧，电影里中的那种，磁盘工作原理跟这个差不多，通过指针滑动到某个部位然后读取这个部位的数据

硬盘的工作原理

硬盘发明于20世纪50年代。

最初这些直径达20英寸的宽大磁盘只能保存几兆的数据。

它们先是被称为“固定磁盘”或“温彻斯特盘”（IBM公司一种流行产品的代号），后来又被称为“硬盘”以区别于“软盘”。

硬盘使用附有磁性介质的硬质盘片，而磁带和软盘使用的是柔软的塑料薄片。

在最为基本的层面上看，硬盘与卡式磁带并无太大不同。

它们都使用磁带录音机工作原理一文中介绍的磁记录技术。

硬盘与卡式磁带共享磁存储带来的最大好处在于：磁介质很容易被擦除和重写，并可将存于其上的磁通模式“记忆”许多年。

硬盘的工作原理及使用寿命

硬盘没有明确的使用寿命，生产厂家都没有给出寿命，用户怎么能妄下定论。

硬盘厂商有的描述平均无故障时间为120万小时（如西数RE4硬盘），有的根本不说平均无故障时间，只说加载卸载周期为30万次（如西数鱼子酱黑盘、希捷酷鱼7200.12硬盘），还有的说通电次数五万次（如希捷酷鱼7200.12硬盘）。

但质保年限都有，一般是3年或5年。

具体参数需要具体型号，看属于哪个系列，不同系列的硬盘，厂商给出的参数表都不相同。

硬盘工作原理过于冗长，此处无法详述，大致如下： 硬盘里有盘片、读写磁头，盘片上存储数据的位置称为磁道，磁道是由外向里排的不同半径的同心圆。

一张盘片正反面有两个磁头，盘片高速旋转时，两个磁头同时沿盘片半径移动，对准磁道读写数据。

简述下硬盘的工作原理？

当硬盘读取数据时，盘面高速旋转，使得磁头处于“飞行状态”，并未与盘面发生接触，在这种状态下，磁头既不会与盘面发生磨损，又可以达到读取数据的目的。

由于盘体高速旋转，产生很明显的陀螺效应，因此硬盘在工作时不易运动，否则会加重轴承的工作负荷;而硬盘磁头的寻道伺服电机在伺服跟踪调节下可以精确地跟踪磁道，因此在硬盘工作过程中不要有冲击碰撞，搬动时要小心轻放。

　　硬盘的工作原理结构。

　　硬盘的物理结构包括磁头、磁道、扇区和柱面。

其中，磁头是硬盘最关键的部分，是硬盘进行读写的“笔尖”，每一个盘面(若将磁头比喻作“笔”的话，那盘面即是“笔”下的“纸”)都有自己的一个磁头。

磁道是指磁盘旋转时由于磁头始终保持在一个位置上而在磁盘表面划出的圆形轨迹，这些磁道是肉眼看不到的，它们只是磁盘面上的一些磁化区，使信息沿这种轨道存放。

扇区是指磁道被等分为的若干弧段，是磁盘驱动器向磁盘读写数据的基本单位，其中每个扇区可以存放512字节的信息。

而柱面，顾名思义，为一个圆柱形面，由于磁盘是由一组重叠的盘片组成的，每个盘面都被划分为等量的磁道并由外到里依此编号，具有相同编号的磁道形成的便是柱面，因此磁盘的柱面数与其一盘面的磁道数是相等的。