硬盘的工作原理硬盘的工作原理?是怎样存取数据的?

硬盘的工作原理  时间:2021-01-26  阅读:()

硬盘的内部结构和工作原理??

硬盘的内部结构:内部密闭的,不允许拆卸。

是由很多个磁性金属盘片组成的,根据磁原理由磁头把数据写在上面的。

在断电时也不会消失。

工作原理:磁头具有读和写的功能,根CPU的指令进行读写操作。

电脑硬盘的工作原理是什么?

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。

什么是“硬盘”工作原理是什么啊!

硬盘内部结构 磁头是硬盘中最昂贵的部件,也是硬盘技术中最重要和最关键的一环。

传统的磁头是读写合一的电磁感应式磁头,但是,硬盘的读、写却是两种截然不同的操作,为此,这种二合一磁头在设计时必须要同时兼顾到读/写两种特性,从而造成了硬盘设计上的局限。

而MR磁头(oresistive heads),即磁阻磁头,采用的是分离式的磁头结构:写入磁头仍采用传统的磁感应磁头(MR磁头不能进行写操作),读取磁头则采用新型的MR磁头,即所谓的感应写、磁阻读。

这样,在设计时就可以针对两者的不同特性分别进行优化,以得到最好的读/写性能。

另外,MR磁头是通过阻值变化而不是电流变化去感应信号幅度,因而对信号变化相当敏感,读取数据的准确性也相应提高。

而且由于读取的信号幅度与磁道宽度无关,故磁道可以做得很窄,从而提高了盘片密度,达到200MB/英寸2,而使用传统的磁头只能达到20MB/英寸2,这也是MR磁头被广泛应用的最主要原因。

MR磁头已得到广泛应用,而采用多层结构和磁阻效应更好的材料制作的GMR磁头(Giant oresistive heads)也逐渐开始普及。

磁道 当磁盘旋转时,磁头若保持在一个位置上,则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹,这些圆形轨迹就叫做磁道。

这些磁道用肉眼是根本看不到的,因为它们仅是盘面上以特殊方式磁化了的一些磁化区,磁盘上的信息便是沿着这样的轨道存放的。

相邻磁道之间并不是紧挨着的,这是因为磁化单元相隔太近时磁性会相互产生影响,同时也为磁头的读写带来困难。

一张1.44MB的3.5英寸软盘,一面有80个磁道,而硬盘上的磁道密度则远远大于此值,通常一面有成千上万个磁道。

扇区 磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段,这些弧段便是磁盘的扇区,每个扇区可以存放512个字节的信息,磁盘驱动器在向磁盘读取和写入数据时,要以扇区为单位。

1.44MB3.5英寸的软盘,每个磁道分为18个扇区。

柱面 硬盘通常由重叠的一组盘片构成,每个盘面都被划分为数目相等的磁道,并从外缘的“0”开始编号,具有相同编号的磁道形成一个圆柱,称之为磁盘的柱面。

磁盘的柱面数与一个盘单面上的磁道数是相等的。

无论是双盘面还是单盘面,由于每个盘面都只有自己独一无二的磁头,因此,盘面数等于总的磁头数。

所谓硬盘的CHS,即Cylinder(柱面)、Head(磁头)、Sector(扇区),只要知道了硬盘的CHS的数目,即可确定硬盘的容量,硬盘的容量=柱面数*磁头数*扇区数*512B。

3D参数 很久以前,硬盘的容量还非常小的时候,人们采用与软盘类似的结构生产硬盘。

也就是硬盘盘片的每一条磁道都具有相同的扇区数。

由此产生了所谓的3D参数(Disk Geometry),即磁头数(Heads),柱面数(Cylinders),扇区数(Sectors),以及相应的寻址方式。

其中: 磁头数(Heads)表示硬盘总共有几个磁头,也就是有几面盘片, 最大为255 (用8 个二进制位存储) 柱面数(Cylinders) 表示硬盘每一面盘片上有几条磁道,最大为1023(用 10 个二进制位存储) 扇区数(Sectors) 表示每一条磁道上有几个扇区,最大为63(用 6个二进制位存储) 每个扇区一般是512个字节, 理论上讲这不是必须的,但好像没有取别的值的。

所以磁盘最大容量为: 255 * 1023 * 63 * 512 / 1048576 = 7.837 GB (1M =1048576 Bytes) 或硬盘厂商常用的单位: 255 * 1023 * 63 * 512 / 1000000 = 8.414 GB (1M =1000000 Bytes) 在CHS寻址方式中,磁头,柱面,扇区的取值范围分别为0到 Heads - 1。

0 到Cylinders - 1。

1 到Sectors (注意是从1 开始)。

Int 13H 调用 BIOS Int 13H 调用是BIOS提供的磁盘基本输入输出中断调用,它可以完成磁盘(包括硬盘和软盘)的复位,读写,校验,定位,诊,格式化等功能。

它使用的就是CHS 寻址方式,因此最大识能访问 8 GB 左右的硬盘(本文中如不作特殊说明,均以 1M = 1048576 字节为单位)。

现代硬盘结构 在老式硬盘中,由于每个磁道的扇区数相等,所以外道的记录密度要远低于内道,因此会浪费很多磁盘空间 (与软盘一样)。

为了解决这一问题,进一步提高硬盘容量,人们改用等密度结构生产硬盘。

也就是说,外圈磁道的扇区比内圈磁道多,采用这种结构后,硬盘不再具有实际的3D参数,寻址方式也改为线性寻址,即以扇区为单位进行寻址。

为了与使用3D寻址的老软件兼容(如使用BIOSInt13H接口的软件), 在硬盘控制器内部安装了一个地址翻译器,由它负责将老式3D参数翻译成新的线性参数。

这也是为什么硬盘的3D参数可以有多种选择的原因(不同的工作模式,对应不同的3D参数 保养 读写忌断电 硬盘的转速大都是5400转和7200转,SCSI硬盘更在10000到15000转,在进行读写时,整个盘片处于高速旋转状态中,如果忽然切断电源,将使得磁头与盘片猛烈磨擦,从而导致硬盘出现坏道甚至损坏,也经常会造成数据流丢失。

所以在关机时,一定要注意机箱面板上的硬盘指示灯是否没有闪烁,即硬盘已经完成读写操作之后才可以按照正常的程序关闭电脑。

硬盘指示灯闪烁时,一定不可切断电源。

如果是移动硬盘,最好要先执行硬件安全删除,成功后方可拔掉。

保持良好的环境 硬盘对环境的要求比较高,有时候严重集尘或是空气湿度过大,都会造成电子元件短路或是接口氧化,从而引起硬盘性能的不稳定甚至损坏。

防止受震动 硬盘是十分精密的存储设备,进行读写操作时,磁头在盘片表面的浮动高度只有几微米;即使在不工作的时候,磁头与盘片也是接触的。

硬盘在工作时,一旦发生较大的震动,就容易造成磁头与资料区相撞击,导致盘片资料区损坏或刮伤磁盘,丢失硬盘内所储存的文件数据。

因此,在工作时或关机后主轴电机尚未停顿之前,千万不要搬动电脑或移动硬盘,以免磁头与盘片产生撞击而擦伤盘片表面的磁层。

此外,在硬盘的安装、拆卸过程中也要加倍小心,防止过分摇晃或与机箱铁板剧烈碰撞。

减少频繁操作 如果长时间运行一个程序(如大型软件或玩游戏),或是长期使用BT等下载软件,这时就要注意了,这样磁头会长时间频繁读写同一个硬盘位置(即程序所在的扇区),而使硬盘产生坏道。

另外,如果长时间使用一个操作系统,也会使系统文件所在的硬盘扇区(不可移动)处于长期读取状态,从而加快该扇区的损坏速度。

当然,最好是安装有两个或以上的操作系统交替使用,以避免对硬盘某个扇区做长期的读写操作。

恰当的使用时间 在一天中,特别是夏天高温环境下。

最好不要让硬盘的工作时间超过10个小时,而且不要连续工作超过8个小时,应该在使用一段时间之后就关闭电脑,让硬盘有足够的休息时间。

定期整理碎片 硬盘工作时会频繁地进行读写操作,同时程序的增加、删除也会产生大量的不连续的磁盘空间与磁盘碎片。

当不连续磁盘空间与磁盘碎片数量不断增多时,就会影响到硬盘的读取效能。

如果数据的增删操作较为频繁或经常更换软件,则应该每隔一定的时间(如一个月)就运行Windows系统自带的磁盘碎片整理工具,进行磁盘碎片和不连续空间的重组工作,将硬盘的性能发挥至最佳。

对于Linux系统用户(Ext文件系统)或MAC OS 用户,基本不需要清理(因为Linux的文件写入方式于Win不同)。

稳定的电源供电 一定要使用性能稳定的电源,如果电源的供电不纯或功率不足,很容易就会造成资料丢失甚至硬盘损坏。

不要强制性关机 强制关机会使硬盘与指针产生强烈的摩擦,长期这样的话,硬盘会丢失信息,所以,一定要正确关机。

硬盘的工作原理?

硬盘的主要构件包括马达、盘片、磁头和控制系统等等。

其中,盘片和磁头是硬盘最为核心的部件,它们负担着数据的存储以及读取和写入的重任。

我们俗称的“玻璃盘片”或者“铝盘片”仅仅指的是盘片基体材料,盘片的结构其实并不简单。

为了能够记录大量的信息,并且快速准确地被磁头读取和写入,需要先进的磁记录物质和辅助涂层。

一张硬盘盘片的单面由多个不同的层复合而成,最上层是有机氟高分子材料组成的润滑层,保证磁头更加平稳地运行;接下来是由坚硬的碳材料构成的保护层,保护数据层不受物理损坏。

再下面的磁记录层呈三明治结构,在两层钴-铂-铬-硼磁记录介质层(反铁磁性耦合介质,AFC)中间夹有厚度仅有0.6nm的金属钌层(仙女之尘技术)。

磁记录层之下还有铬底层,然后才是盘片基体材料。

硬盘存储密度的飞速发展离不开磁头技术的配合。

磁头技术也经历了多次革命,为了满足越来越高的存储需要,磁畴的尺寸越来越小,因此磁头的尺寸也变得越来越小,但同时效率却越来越高。

从老式的锰铁磁体磁头到磁阻磁头,目前大量使用的巨磁阻磁头也已历经数代,未来还将出现隧道磁阻磁头和电流垂直平面磁头等更加先进的磁头。

硬盘的工作原理?是怎样存取数据的?

计算机存储数据是,用的都二进制码 也就是 0和1 ,也就是通常说的计算机语言。

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。

达到存储目的。

读写硬盘是也是一样,通过磁头读取 0或1 的数据,然后通过计算机编码这些原始数据,变成可视数据显出来。

百驰云(19/月),高性能服务器,香港三网CN2 2核2G 10M 国内、香港、美国、日本、VPS、物理机、站群全站7.5折,无理由退换,IP免费换!

百驰云成立于2017年,是一家新国人IDC商家,且正规持证IDC/ISP/CDN,商家主要提供数据中心基础服务、互联网业务解决方案,及专属服务器租用、云服务器、云虚拟主机、专属服务器托管、带宽租用等产品和服务。百驰云提供源自大陆、香港、韩国和美国等地骨干级机房优质资源,包括BGP国际多线网络,CN2点对点直连带宽以及国际顶尖品牌硬件。专注为个人开发者用户,中小型,大型企业用户提供一站式核心网络云端...

野草云99元/月 ,香港独立服务器 E3-1230v2 16G 30M 299元/月 香港云服务器 4核 8G

野草云月末准备了一些促销,主推独立服务器,也有部分云服务器,价格比较有性价比,佣金是10%循环,如果有时间请帮我们推推,感谢!公司名:LucidaCloud Limited官方网站:https://www.yecaoyun.com/香港独立服务器:CPU型号内存硬盘带宽价格购买地址E3-1230v216G240GB SSD或1TB 企盘30M299元/月点击购买E5-265016G240GB SS...

华纳云-618大促3折起,18元/月买CN2 GIA 2M 香港云,物理机高防同享,10M带宽独享三网直连,无限流量!

官方网站:点击访问华纳云活动官网活动方案:一、香港云服务器此次推出八种配置的香港云服务器,满足不同行业不同业务规模的客户需求,同时每种配置的云服务都有不同的带宽选择,灵活性更高,可用性更强,性价比更优质。配置带宽月付6折季付5.5折半年付5折年付4.5折2年付4折3年付3折购买1H1G2M/99180324576648直达购买5M/17331556710081134直达购买2H2G2M892444...

硬盘的工作原理为你推荐
敬汉卿姓名被抢注为什么最近b站up主都被问是否注册了商标?rawtools佳能单反照相机的RAW、5.0M 是什么意思?www.gegeshe.comSHE个人资料16668.com香港最快开奖现场直播今晚开彪言彪语寻找一个电影和里面的一首歌,国产的,根据真实故事改编的校园爱情电影,里面的男主角是个屌丝但很会弹钢铂金血痕仇家血痕是个成语吗?铂金血痕“斑斑的血痕”是什么意思?xyq.cbg.163.com梦幻西游藏宝阁怎么开通怎么用www.5566.com.cn大家在哪里在线看动漫?关键字工具网站seo关键词软件工具有哪些
黑龙江域名注册 godaddy域名解析教程 已备案域名出售 火山主机 赵容 pw域名 googleapps 512m 免费名片模板 京东商城双十一活动 京东商城0元抢购 dux 有益网络 200g硬盘 新家坡 免费吧 国外代理服务器软件 福建铁通 常州联通宽带 移动服务器托管 更多