硬盘的结构、工作原理与维护.ppt

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1、硬盘HARDDISK一、硬盘发展综述二、硬盘的结构及工作原理三、硬盘的接口及各种技术四、硬盘的管理与维护硬盘简介硬盘的英文全称是（HardDisk），直译为“坚固的磁盘”，从外形看颇似一个四四方方的金属盒子，底层控制电路板裸露在腹部，尾部是与电脑主板连接的信息接口、电源接口和设置属性的跳线。盒子内部密封了硬质合金盘片（主要是铝，也有用玻璃材料的）、磁头、磁臂、磁臂伺服定位系统等部件。大小有5.25，3.5，2.5和1.8英寸（后两种常用于笔记本及部分袖珍精密仪器中）几种，现在台式机中常用3.5英寸的盘片。什么是硬盘？在发明磁盘系统之前，计算机使用穿孔纸带、磁带等来存储程序与数据，

2、这些存储方式不仅容量低、速度慢，而且有个大缺陷：它们都是顺序存储，为了读取后面的数据，必须从头开始读，无法实现随机存取数据。1956年9月，IBM的一个工程小组向世界展示了第一台磁盘存储系统IBM350RAMAC，其磁头可以直接移动到盘片上的任何一块存储区域，从而成功地实现了随机存储。这个重达上百公斤、由50片直径为24英寸的磁盘组成的庞然大物，其容量仅为5MB，但在当时却是划时代的产物。硬盘的发展历史---硬盘的发展历史---1973年，IBM又发明了Winchester（温氏）硬盘，其特点是工作时磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触，这便是现代硬盘的原型。“密封、

3、固定并高速旋转的镀磁盘片、磁头沿盘片径向移动”是“温彻斯特”硬盘技术的精髓。今天个人电脑中的硬盘容量虽然已经高达几十GB以上，但仍然没有脱离“温彻斯特”模式。硬盘的发展历史---1979年，IBM发明了薄膜磁头，为进一步减小硬盘体积、增大容量、提高读写速度提供了可能。上图是1982年用在IBM-XT上的一块10M的硬盘，除了外型略大，无论外观还是内部结构和现在最先进的硬盘并无大的差别。用七个字概括就是——更快、更大、更稳定1、更快的主轴电机转速和缓存技术2、更大的硬盘高速缓存和单碟容量3、新型磁头技术4、“湿盘”（wetdisk）技术5、ULTRADSP(超级数字信号处理器)的应

4、用6、PRML（PartialResponseMaximumLikelyhood，局部响应最大相似）读取通道技术。硬盘的发展方向---一、硬盘发展综述二、硬盘的结构及工作原理三、硬盘的接口及各种技术四、硬盘的管理与维护硬盘简介硬盘的结构---硬盘主要由：盘片，磁头，盘片转轴及控制电机，磁头控制器，数据转换器，接口，缓存等几个部分组成。　　硬盘中所有的盘片都装在一个旋转轴上，每张盘片之间是平行的，在每个盘片的存储面上有一个磁头，磁头与盘片之间的距离比头发丝的直径还小，所有的磁头联在一个磁头控制器上，由磁头控制器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向运动，加上盘片每分钟几千转的

5、高速旋转，磁头就可以定位在盘片的指定位置上进行数据的读写操作。硬盘作为精密设备，尘埃是其大敌，必须完全密封。硬盘的外部结构---包括电源插口和数据接口两部分大多采用贴片式元件焊接，包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路等就是硬盘的面板，和底板结合成一个密封的整体，保证硬盘盘片和机构的稳定运行硬盘的内部结构---硬盘内部结构由固定面板、控制电路板、盘头组件、接口及附件等几大部分组成，而盘头组件(HardDiskAssembly，HDA)是构成硬盘的核心，封装在硬盘的净化腔体内，包括浮动磁头组件、磁头驱动机构、盘片及主轴驱动机构、前置读写控制电路等。揭开外

6、盖后的硬盘，结构一目了然硬盘的内部结构---1.浮动磁头组件：由读写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成。磁头是硬盘技术最重要和关键的一环，实际上是集成工艺制成的多个磁头的组合，它采用了非接触式头、盘结构，加电后在高速旋转的磁盘表面飞行，飞高间隙只有0.1～0.3um，可以获得极高的数据传输率。现在转速5400rpm的硬盘飞高都低于0.3um，以利于读取较大的高信噪比信号，提供数据传输存储的可靠性。读写磁头传动轴传动手臂硬盘的内部结构---2.磁头驱动机构：由音圈电机和磁头驱动小车组成，新型大容量硬盘还具有高效的防震动机构。高精度的轻型磁头驱动机构能够对磁头进行正确的驱动和定位，并在

7、很短的时间内精确定位系统指令指定的磁道，保证数据读写的可靠性。硬盘的内部结构---3.盘片和主轴组件：盘片是硬盘存储数据的载体，现在的盘片大都采用金属薄膜磁盘，这种金属薄膜较之软磁盘的不连续颗粒载体具有更高的记录密度，同时还具有高剩磁和高矫顽力的特点。主轴组件包括主轴部件如轴瓦和驱动电机等。随着硬盘容量的扩大和速度的提高，主轴电机的速度也在不断提升，有不少厂商开始采用精密机械工业的液态轴承电机技术。硬盘的内部结构---4.前置控制电路：前置放大电路控制磁头感应的信号、主轴电机调速