电脑硬盘的工作原理

2024-05-18 13:53

1. 电脑硬盘的工作原理

1.硬盘的磁头 
  一块硬盘存取数据的工作完全都是依靠 磁头来进行,换句话说 ,没有磁头 ,也就没 有实际意义上的硬盘。那么,究竟什么是磁 头呢?磁头就是硬盘进行读写的“笔尖”,通 过全封闭式的磁阻感应读写,将信息记录在 硬盘内部特殊的介质上。硬盘磁头的发展先 后经历了亚铁盐类磁头(Monolithic Head)、 MIG(Metal In Gap)磁头和薄膜磁头(Thin Film Head)、MR 磁头等几个阶段。前3 种传统的磁 头技术都是采取了读写合一的电磁感应式磁 头,在设计方面因为同时需要兼顾读/写两 种特性,因此也造成了硬盘在设计方面的局限性。 
  第4 种磁阻磁头在设计方面引入了全新的分离式磁头结构,写入磁头仍沿用传统的磁感应磁头,而读取磁头则应用了新型的MR 磁头,即所 谓的感应写、磁阻读,针对读写的不同特性分别进行优化,以达到最好的读写性能。
  除上述几种磁头技术外,技术更为创新、采用多层结构、磁阻效应更好的材料制作的G MR 磁头 (Giant Magneto Resistive heads,巨磁阻磁头),可以使目前硬盘的容量在此基础上再提高10 倍 以上。
  2.硬盘的盘面 
  如果把硬盘磁头比喻作“笔”的形容成立,那么所谓硬盘的盘面自然就是这“笔”下的“纸”。如 果您曾经有幸打开过自己的硬盘,可以发现硬盘内部是由金属磁盘组成的 ,有单碟片的 ,有双碟片的,也有多碟片的。它们通过表面的磁物质结 合在一起。 与平时使用的那些普通软磁盘存储介 质的不连续颗粒相比,这种特殊物质的金 属磁盘具有更高的记录密度和更强的安全 性能。
  目前市场上主流硬盘的盘片大都是采 用了金属薄膜磁盘构成,这种金属薄膜磁 盘较之普通的金属磁盘具有更高的剩磁 (Remanence:经消磁后,残留在磁介质上的磁感应)和高矫顽力(Coercive Force:作用于磁化材料以去除剩磁的反向磁通强度),因此也被硬盘厂 商普遍采用。
  与金属薄膜磁盘相比,用玻璃做为新的盘片,有利于把硬盘盘片做得更平滑,单位磁盘密度也会 更高。 同时由于玻璃的坚固特性,新一代的玻璃硬磁盘在性能方面也会更加稳定。不过也有一点问题,如 果一旦把玻璃材质作为硬盘基片,玻璃材质较之金属材质的脆弱性就会表现出来。
  3.硬盘的马达
  有了“笔”和“纸”,要让“笔”能够在“纸”上顺利地写字,当然还要有“手”的控制,而这双 控制磁头在磁片上高速工作的“手”就应该是硬盘主轴上的马达了。硬盘正因为有了马达,才可以带 动磁盘片在真空封闭的环境中高速旋转,马达高速运转时所产生的浮力使磁头飘浮在盘片上方进行工 作。硬盘在工作时,通过马达的连动将需要存取资料的扇区带到磁头下方,马达的转速越快,等待存 取记录的时间也就越短。从这个意义上讲,硬盘马达的转速在很大程度上决定了硬盘最终的速度。
  在当今硬盘不断向着超大容量迈进的同时,硬盘的速度也在不断提高,这当然就要求硬盘的马达 也必须能够跟上技术时代飞速发展的步伐。进入2000 年后,5400rpm 的硬盘即将成为历史,7200rpm 势 必成为2000 年乃至今后一段时间的主流产品。速度方面的提升对于硬盘的马达而言,自然也是提出了 更高的要求。7200rpm 、10000rpm 甚至15000rpm 的硬盘马达自然不会再是传统意义上的普通滚珠轴承马达,因 为硬盘转速的不断提高会带来诸如磨损加剧、温度升高、噪声增大等一系列负面问题。传统的普通滚珠轴承马达自然无法妥善解决这些问题,于是曾广泛应用在精密机械工业上的液态轴承马达(F l u id dynamic bearing motors)被引入到硬盘技术中。 与传统的滚珠轴承马达不同,液态轴承马达使用的是黏膜液油轴承,这种特殊的轴承以油膜代替 了原先的滚珠,一方面避免了与金属面的直接磨擦,将传统马达所带来的噪声及高温降至最低;另一方 面,油膜可以有效地吸收外来的震动 ,使硬盘的抗震能力由以往的150G 提高至1200G ;再一个方面,从 理论上讲,液态轴承马达无磨损,使用寿命可以达到无限长,虽然我们无法通过这一点就奢想自己的新硬盘能够“长生不老”,但最起码可以延长使用寿命。
  4.硬盘的转速
  硬盘的转速(Rotate Speed),正像我们上文所述,硬盘的马达直接决定了硬盘的转速。理论上讲, 硬盘的转速越快越好,因为较高的硬盘转速可以极大地缩短硬盘的平均寻道时间和实际读写时间。但 是,硬盘的高转速带给硬盘的负面影响就是转速越快,硬盘表面的发热量越大,如果再加上机箱散热 不佳和其他周边散热过多的原因,很可能造成机器运行不稳定。也正是这个原因,目前市场上绝大多 数笔记本电脑中的专用硬盘,其转速一般都不会超过4500rpm 。
  5.硬盘的平均寻道时间、平均访问时间和平均潜伏时间
  所谓硬盘的平均寻道时间(Average Seek Time),其实就是指硬盘在盘面上移动读写头至指定磁 道寻找相应目标数据所用的时间。我们在描述硬盘读取数据能力时,目前主要以毫秒为计算单位,而 硬盘读取数据一次大多在6 ~14ms 之间。当硬盘的单碟容量增大时,磁头的寻道动作和移动距离会相 应减少,这样也就导致硬盘本身的平均寻道时间减少,从而提高了硬盘传输数据的速度。
  而平均访问时间(Average Access Time),指的就是平均寻道时间与平均潜伏时间的总和。平均访问时间基本上也就能够代表硬盘找到某一数据所用的时间。平均访问时间越短越好,一般情况下应 该控制在11 ~18ms 之间,建议用户选择那些平均访问时间在15ms 以下的硬盘。
  所谓平均潜伏时间(Average Latency Time) ,其准确的概念定位就是指相应磁道旋转到磁头下方 的时间,一般情况下在2 ~6ms 之间。
  6.硬盘的外部传输率和内部传输率
  所谓硬盘的外部数据传输率 (External Transfer Rate)就是指电脑通过接口将数据交给硬盘的传 输速度,而内部数据传输率(Internal Transfer Rate)就是指硬盘将这些数据记录在自身盘片上的速 度,也称最大或最小持续传输率(Sustained Transfer Rate)。从实际应用方面分析,硬盘的外部数 据传输率比其内部传输率速度要快很多,在它们之间有一块缓冲区可以缓解二者的速度差距。而从硬 盘缓冲区读取数据的速度又称之为突发数据传输率(Burst data Transfer Rate)。
  普通的EIDE 硬盘理论上的传输速率,都已达到了17.5MB/s 左右,而采用Ultra DMA/33 、Ultra DMA/ 66 技术后,传输率瞬间速度便可以达到33.3MB/s 和66MB/s,至于Ultra DMA/100 和Ultra DMA/160, 也是指在这个速度上的提升。
  7.硬盘的缓冲区
  所谓硬盘的缓冲区(硬件缓冲)就是指硬盘本身的高速缓存(Cache),它能够大幅度地提高硬盘整体 性能。高速缓存其实就是指硬盘控制器上的一块存取速度极快的DRAM 内存,分为写通式和回写式。所 谓写通式,就是指在读硬盘时系统先检查请求,寻找所要求的数据是否在高速缓存中。如果在则称为 被命中,缓存就会发送出相应的数据,磁头也就不必再向磁盘访问数据,从而大幅度改善硬盘的性能。
  所谓回写式,指的是在内存中保留写数据,当硬盘空闲时再次写入。从这一点上而言,回写式具有高于写通式的系统性能。 较早期的硬盘大多带有128KB 、256KB 、512KB 等高速缓存,目前的高档硬盘高速缓存大多已经达到 1MB 、2MB 甚至更高,在高速缓存的取材上也采用了速度比DRAM 更快的同步内存SDRAM,确保硬盘性能 更为卓越。
硬盘技术
  硬盘所采用的技术,目前主要包括3 个方面,一是磁头技术,二是防震技术,三是数据保护技术。 随着各大制造厂商的技术竞争,目前这3 个方面的技术要点也逐渐走向融合。
  1.磁头技术
  (1)磁阻磁头技术(Magneto-Resistive Head)
  磁阻磁头技术是一种比较传统的硬盘磁头技术 ,是完全基于磁电阻效应工作的,其核心就是一片金属材料,其电阻随磁场的变化而 变化。应用这种磁阻磁头技术的原 理就是:通过磁阻元件连着的一个 十分敏感的放大器可以测出微小的 电阻变化。所以越先进的MR 技术可 以提高记录密度来记录数据,增加 单碟片容量即硬盘的最高容量,进 而提高数据传输率。
  (2 )巨型磁阻磁头(G M R)
  这是MR 磁阻磁头技术的换代技术,目前绝大多数的硬盘产品都应用了这种技术。采用了巨 型磁阻磁头技术的硬盘,其读、写工作是分别由不同的磁头来完成的,这种变化从而可以有效地 提高硬盘的工作效率,并使增大磁道密度成为可能。
  (3 )O A W(光学辅助温式技术)
  O AW 是美国希捷公司新研制技术代号,很可能是未来磁头技术的发展方向。应用这种O AW 技 术,未来的硬盘可以在1 英寸面积内写入1 0 5 0 00 以上的磁道,单碟容量更是有望突破3 6 GB 。
  2.防震技术
  (1)SPS 防震保护系统
  这是昆腾公司在其火球7 代(EX)系列之后普遍采用的硬盘防震动保护系统。其设计思路就是分散外 来冲击能量,尽量避免硬盘磁头和盘片之间的意外撞击,使硬盘能够承受1000G 以上的意外冲击力。
  (2)ShockBlock 防震保护系统
  虽然这是Maxtor 公司的专利技术,但其设计思路与防护风格与昆腾公司的SPS 技术有着异曲同工 之妙,也是为了分散外来的冲击能量,尽量避免磁头和盘片相互撞击,但它能承受的最大冲击力却可 以达到1500G 甚至更高。
  3.数据保护技术
  (1)S.M.A.R.T 技术
  S.M.A.R.T 技术是目前绝大多数硬盘已经普遍采用的通用安全技术,而应用S.M.A.R.T 技术,用户 们能够预先测量出某些硬盘的特性。举个例子,如监测硬盘磁头的飞行高度。因为一旦磁头开始出现 飞得太高或太低的情况,硬盘在运行中就极有可能报错,S.M.A.R.T 技术就是一种对硬盘故障预先发出 报警的廉价数据保护。
  当然,利用S.M.A.R.T 技术可预测的硬盘故障一般是硬盘性能恶化的结果,其中约60%为机械性质 的,40%左右则是对软性故障的有效预测。应用S.M.A.R.T 技术可以有效地防止并减少硬盘数据丢失, 而预先报警系统更能够让电脑用户及时掌握自己硬盘的性能和实际使用状况。
  (2)数据卫士
  西部数据(WD)公司的数据卫士能够在硬盘工作的空余时间里,每8 个小时便自动执行硬盘扫描、检 测、修复盘片的各扇区等步骤。以上操作完全是自动运行,无需用户干预与控制,特别是对初级用户 与不懂硬盘维护的用户十分适用。
  (3)DPS(数据保护系统)
  昆腾公司在推出火球7 代硬盘以后,从8 代开始的所有硬盘中,都内建了所谓的DPS(数据保护系统)系统模式。D PS 系统模式的工作原理是在其硬盘的前3 0 0 MB 内,存放操作系统等重要信息,D PS可在系统出现问题后的9 0s 内自动检测恢复系统数据,如果不行,则启用随硬盘附送的D PS 软盘, 进入程序后D PS 系统模式会自动分析造成故障的原因,尽量保证用户硬盘上的数据不受损失。
  (4)MaxSafe 技术
  M a x S a fe 技术是迈拓公司在其金钻2 代以后普遍采用的技术。M a x S a fe 技术的核心就是将附加的E CC 校验位保存在硬盘上,使硬盘在读写过程中,每一步都要经过严格的校验,以此来保证硬 盘数据的完整性。
  4.其他综合技术方面
  (1)PRML(Partial Response Maximum Likelihood,硬盘最大相似性技术)读取技术 利用PRML 读取技术可以使单位硬盘盘片存储更大量的信息。在增加硬盘容量的同时,还可以有效 地提高硬盘数据的读取和传输率。
  (2)Ultra DSP(超级数字信号处理器)技术及接口技术
  应用Ultra DSP 进行数学运算,其速度较一般CPU 快10 ~50 倍。采用Ultra DSP 技术,单个的DSP 芯片可以同时提供处理器及驱动接口的双重功能,以减少其他电子元件的使用,可大幅度地提高硬盘 的速度和可靠性。
  接口技术可以极大地提高硬盘的最大外部传输率,最大的益处在于,可以把数据从硬盘直接传输 到主内存而不占用更多的CPU 资源,提高系统性能。Maxtor 公司2000 年最新的钻石9 代和金钻4 代都 采用了双DSP 芯片技术,将硬盘的系统性能提升到极致。
  (3)3D Defense System(3D 保护系统)
  3D Defense System 是美国希捷公司独有的一种硬盘保护技术。3D Defense System 中主要包括了Drive Defense(磁盘保护)、Data Defense(数据保护)及Diagnostic Defense(诊断保护)等3 个方面 的内容。
  Drive Defense(磁盘保护)。这里面又包括:G-Force 保护,可帮助希捷硬盘承受业界内最高的非 工作状态下的震动 ,即在2ms 内震动力即使达到350G,也不会使硬盘损坏;SeaShield 保护,提供ESD 及安全处理,特别是对PCBA(Printed Circuit Board Assembly,印刷电路集成板);SeaShell 保护, 这是一种可以替换原有ESD(Elestro-Static Discharge)的硬盘工具包,通过这一保护系统可为硬盘 提供更多的保护。
  Data Defense(数据保护)。这里面又包括了希捷独创的Multidrive 系统(SAMS)。所谓S A MS 就是 通过减小硬盘的旋转振动来最大程度地减少对硬盘的损坏;ECC(Error Correction Code,错误检正代 码),即为高性能硬盘提供on-the-fly 检正,还有就是对数据恢复提供最大限度Firmware(固件)检正, 因此可以正确完整地进行读、恢复数据;Safe Saring,当硬盘断电及重新来电后,利用Safe Saring 技术可以确保硬盘磁头回到同样的扇区,保证数据不丢失;End-to-End Path Protection,确保数据 在主机与磁盘之间传输的完整性。
  Diagnostic Defense(诊断保护)。这里面也包括了SeaTools ——诊断工具软件,可以帮助用户诊 断系统是否存在问题,以及诊断错误是否由其他硬件及软件产生。另外,SeaTools 还可以在ATA 及SCSI 产品中工作,可以应用于所有老旧的希捷硬盘;增强型的S.M.A.R.T 功能,可以在硬盘发生错误与问题 之前作为预测并向用户发出警告 ;Web-Based Tools(基于Web 的工具),允许用户标识及解决一些非硬 盘相关错误,如病毒等,也可以检正文件系统,解决硬件冲突以避免不必要的硬盘返修;D L D (D r i ve Logging Diagnostics)——捕获不可恢复性数据错误,实质上就是交互性的诊断工作。
硬盘的工作模式
  从主板的支持度来看,目前硬盘的工作模式主要有3 种:NORMAL 、LBA 和LARGE 模式。
  NORMAL 即我们平时讲的普通模式,也是最早的IDE 方式。在此方式下对硬盘访问时,BIOS 和IDE 控 制器对参数不作任何转换。该模式支持的最大柱面数为1 0 24,最大磁头数为16,最大扇区数为 63,每扇区字节数为5 1 2 KB 。因此支持最大硬盘容量为:5 1 2 KB ×63 ×16 ×1 0 2 4 =5 2 8 MB 。在此模 式下即使硬盘的实际物理容量很大,但可访问的硬盘空间也只能是5 2 8 MB 。
  L B A (L o g i c a l B l o c k A d d r e s s i n g)即逻辑块寻址模式。应用这种模式所管理的硬盘空间突破 了5 2 8 MB 的瓶颈,可达8 .4 GB 。在L BA 模式下,设置的柱面、磁头、扇区等参数并不是实际硬盘 的物理参数。在访问硬盘时,由I DE 控制器把由柱面、磁头、扇区等参数确定的逻辑地址转换为 实际硬盘的物理地址。在L BA 模式下,可设置的最大磁头数为2 55,其余参数与普通模式相同。
  由此可计算出可访问的硬盘容量为:5 1 2 KB ×63 ×2 55 ×1 0 2 4 =8 .4 GB 。 LARGE 又称为大硬盘管理模式。当硬盘的柱面超过1024 而又不为LBA 支持时可采用此种模式。LARGE 模式采取的方法是把柱面数除以2,把磁头数乘以2,其结果总容量不变。例如,在NORMAL 模式下柱面 数为1220,磁头数为16,进入LARGE 模式则柱面数为610,磁头数为32 。这样在DOS 中显示的柱面数 小于1024,即可正常工作。

电脑硬盘的工作原理

2. 电脑硬盘是由什么做成的?请用学过的物理知识解释原理

由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外覆盖有铁磁性材料。
绝大多数硬盘都是固定硬盘,被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。早期的硬盘存储媒介是可替换的,不过今日典型的硬盘是固定的存储媒介,被封在硬盘里 (除了一个过滤孔,用来平衡空气压力)。

扩展资料
硬盘的转速:是指硬盘主轴电机的转动速度,一般以每分钟多少转来表示(RpM),硬盘的主轴马达带动盘片高速旋转,产生浮力使磁头飘浮在盘片上方。要将所要存取资料的扇区带到磁头下方,转速越快,等待时间也就越短。
硬盘的数据传输率:数据传输率,它又包括了外部数据传输率,和内部数据传输率两种,常说的ATA100中的100就代表着这块硬盘的外部数据传输率理论值是100MB/s,指的是电脑通过数据总线从硬盘内部缓存区中所读取数据的最高速率。

3. 电脑上的硬盘工作原理?请高手回答

硬盘是外存储器,根据冯诺依曼原理:
键盘输入的信息(字符串)进入内存,如果保存为文件,则可以存到外存储器:硬盘上。
1.内存储器又称随机存储器(RAM),断电消失,硬盘是属于外存储器,断电永久保存
2.硬盘是由许多磁盘片组成的磁柱,每个盘片又划分为多个扇区,每个扇区包含
  512字节
3.当读写是,磁头转动,寻找柱面、扇区、磁道位置,读入或写入数据
4.硬盘是个接近真空的密封体,每分钟转速7200转,所以突然停电容易造成
  硬盘划伤,出现坏道。
不知回答满意否。

电脑上的硬盘工作原理?请高手回答

4. 硬盘的详细结构是什么样的?

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5. 电脑硬盘的结构

硬盘(hard disk)是计算机中最重要的存储器之一。计算机需要正常运行所需的大部分软件都存储在硬盘上。因为硬盘存储的容量较大,区别于内存、光盘。硬盘是电脑上使用使用坚硬的旋转盘片为基础的存储设备。它在平整的磁性表面存储和检索数字数据。 磁头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(Magnetoresistive 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 Magnetoresistive heads)也逐渐普及。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。磁盘表面涂有做为纪录使用的磁性介质,其在显微镜下呈现出来的便是一个个磁颗粒。微小的磁颗粒极性可以被磁头快速的改变,并且在改变之后可以稳定的保持,系统通过磁通量以及磁阻的变化来分辨二进制中的0或者1。也正是因为所有的操作均是在微观情况下进行,所以如果硬盘在高速运行的同时受到外力的震荡,将会有可能因为磁头拍击磁盘表面而造成不可挽回的数据损失。除此之外,磁颗粒的单轴异向性和体积会明显的磁颗粒的热稳定性,而热稳定性的高低则决定了磁颗粒状态的稳定性,也就是决定了所储存数据的正确性和稳定性。但是,磁颗粒的单轴异向性和体积也不能一味地提高,它们受限于磁头能提供的写入场以及介质信噪比的限制。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面上的磁道数是相等的。由于每个盘面都有自己的磁头,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。 硬盘参数释疑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). 既磁头数(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);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 = 8024 GB ( 1M =1048576 Bytes )或硬盘厂商常用的单位:255 * 1023 * 63 * 512 / 1000000 = 8414 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)。基本 Int 13H 调用简介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)。

电脑硬盘的结构

6. 硬盘的详细结构是什么样的?

硬盘的结构: 硬盘的结构和软盘差不多,是由磁道 (Tracks)、扇区(Sectors)、柱面 (Cylinders)和磁头(Heads)组成的。  拿一个盘片来讲,它和软盘类似,上面被分成若干个同心圆磁道,每个磁道被分成若干个扇区,每扇区通常是512字节。  硬盘的磁道数一般介于300-3000之间,每磁道的扇区数通常是63,而早期的硬盘只有17个。  和软盘不同的是,硬盘由很多个磁片叠在一起,柱面指的就是多个磁片上具有相同编号的磁道,它的数目和磁道是相同的。  硬盘的容量如下计算: 硬盘容量=柱面数×扇区数×每扇区字节数×磁头数 标准IDE接口最多支持1024个柱面,63个扇区,16个磁头,这个最大容量为1024×63×16×512= 528,482,304字节,即528M;  增强型IDE最多可支持256个逻辑磁头,容量最大可达到8.4GB。 前面我们提到过簇的概念,它是文件存储的最小单位,软盘的簇只有一个扇区。在硬盘上,簇的大小和分区大小有关: 比如,当分区容量介于64M和128M之间时,每个簇有4个扇区;介于128M和256M之间时,每簇有8个扇区;而当分区容量大于1024M时,每簇的扇区数目将超过64,容量达到32KB以上。在此时一个1字节的文件在硬盘上也会占用32KB的空间。 所以,你要根据具体情况来进行合理分区,以免浪费很多的硬盘空间。如果您使用的Windows 95 OSR2或者Windows 98的话,可以利用它们提供的FAT32分区,使硬盘的每一个簇小到4K。

7. 电脑中机械硬盘内部构造是啥样的?


电脑中机械硬盘内部构造是啥样的?

8. 电脑硬盘的内部结构

总得来说,硬盘主要包括:盘片、磁头、盘片主轴、控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部份。所有的盘片都固定在一个旋转轴上,这个轴即盘片主轴。而所有盘片之间是绝对平行的,在每个盘片的存储面上都有一个磁头,磁头与盘片之间的距离比头发丝的直径还小。所有的磁头连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动作,而盘片以每分钟数千转到上万转的速度在高速旋转,这样磁头就能对盘片上的指定位置进行数据的读写操作。由于硬盘是精密设备,尘埃是其大敌,所以必须完全密封。