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第一結(jié):硬盤的結(jié)構(gòu)

破硬盤就這大點(diǎn)屁地方里面的東西也就這幾樣,但是請別小看了這幾樣?xùn)|西,這可是整合了世界最先進(jìn)技術(shù).

硬盤由盤片、磁頭、盤片主軸、控制電機(jī)、磁頭控制器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、接口、緩存等幾個部份組成.所有的盤片都必須固定在一個旋轉(zhuǎn)軸上，這個軸即盤片主軸。而所有盤片之間是絕對平行的，在每個盤片的存儲面上都有一個磁頭，磁頭與盤片之間的距離比頭發(fā)絲的直徑還小。所有的磁頭連在一個磁頭控制器上，由磁頭控制器負(fù)責(zé)各個磁頭的運(yùn)動。磁頭可沿盤片的半徑方向動作，而盤片以每分鐘數(shù)千轉(zhuǎn)的速度在高速旋轉(zhuǎn)，這樣磁頭就能對盤片上的指定位置進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫操作。硬盤是精密設(shè)備，塵埃是其大敵，所以必須完全密封。


外部結(jié)構(gòu)

    　圖上所示的WD200BB硬盤是3.5英寸的普通IDE硬盤，它是屬于比較常見的產(chǎn)品，也是用戶最經(jīng)常接觸的。除此，硬盤還有許多種類，例如老式的普通IDE硬盤是5.25英寸，高度有半高型和全高型。除此，還有體積小巧玲瓏的筆記本電腦，塊頭巨大的高端SCSI硬盤及非常特殊的微型硬盤。

    　　在硬盤的正面都貼有硬盤的標(biāo)簽，標(biāo)簽上一般都標(biāo)注著與硬盤相關(guān)的信息，例如產(chǎn)品型號、產(chǎn)地、出廠日期、產(chǎn)品序列號等。在硬盤的一端有電源接口插座、主從設(shè)置跳線器和數(shù)據(jù)線接口插座，而硬盤的背面則是控制電路板。圖中可以清楚地看出各部件的位置。總得來說，硬盤外部結(jié)構(gòu)可以分成以下幾個部份


(1)、接口。接口包括電源接口插座和數(shù)據(jù)接口插座兩部份，其中電源插座就是與主機(jī)電源相連接，為硬盤正常工作提供電力保證。數(shù)據(jù)接口插座則是硬盤數(shù)據(jù)與主板控制芯片之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸交換的通道，使用時是用一根數(shù)據(jù)電纜將其與主板IDE接口或與其它控制適配器的接口相連接，經(jīng)常聽說的40針、80芯的接口電纜也就是指數(shù)據(jù)電纜，數(shù)據(jù)接口可以分成IDE接口和SCSI接口兩大派系。

(2)、控制電路板。大多數(shù)的控制電路板都采用貼片式焊接，它包括主軸調(diào)速電路、磁頭驅(qū)動與伺服定位電路、讀寫電路、控制與接口電路等。在電路板上還有一塊ROM芯片，里面固化的程序可以進(jìn)行硬盤的初始化，執(zhí)行加電和啟動主軸電機(jī)，加電初始尋道、定位以及故障檢測等。在電路板上還安裝有容量不等的高速數(shù)據(jù)緩存芯片，在此塊硬盤內(nèi)結(jié)合有2MB的高速緩存。

(3)、固定面板。就是硬盤正面的面板，它與底板結(jié)合成一個密封的整體，保證了硬盤盤片和機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定運(yùn)行。在面板上最顯眼的莫過于產(chǎn)品標(biāo)簽，上面印著產(chǎn)品型號、產(chǎn)品序列號、產(chǎn)品、生產(chǎn)日期等信息，這在上面已提到了。除此，還有一個透氣孔，它的作用就是使硬盤內(nèi)部氣壓與大氣氣壓保持一致。


2、內(nèi)部結(jié)構(gòu)

    　　硬盤內(nèi)部結(jié)構(gòu)由固定面板、控制電路和板、磁頭、盤片、主軸、電機(jī)、接口及其它附件組成，其中磁頭盤片組件是構(gòu)成硬盤的核心，它封裝在硬盤的凈化腔體內(nèi)，包括有浮動磁頭組件、磁頭驅(qū)動機(jī)構(gòu)、盤片、主軸驅(qū)動裝置及前置讀寫控制電路這幾個部份。

    　　將硬盤面板揭開后，內(nèi)部結(jié)構(gòu)即可一目了然。


磁頭組件及磁頭驅(qū)動機(jī)構(gòu)

　　(1)、磁頭組件。這個組件是硬盤中最精密的部位之一，它由讀寫磁頭、傳動手臂、傳動軸三部份組成。磁頭是硬盤技術(shù)中最重要和關(guān)鍵的一環(huán)，實(shí)際上是集成工藝制成的多個磁頭的組合，它采用了非接觸式頭、盤結(jié)構(gòu)，加電后在高速旋轉(zhuǎn)的磁盤表面移動，與盤片之間的間隙只有0.1～0.3um，這樣可以獲得很好的數(shù)據(jù)傳輸率。現(xiàn)在轉(zhuǎn)速為7200RPM的硬盤飛高一般都低于0.3um，以利于讀取較大的高信噪比信號，提供數(shù)據(jù)傳輸率的可靠性。

    　　至于硬盤的工作原理，它是利用特定的磁粒子的極性來記錄數(shù)據(jù)。磁頭在讀取數(shù)據(jù)時，將磁粒子的不同極性轉(zhuǎn)換成不同的電脈沖信號，再利用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器將這些原始信號變成電腦可以使用的數(shù)據(jù)，寫的操作正好與此相反。從中我們也可以看出，西數(shù)WD200BB硬盤采用單碟雙磁頭設(shè)計(jì)，但該磁頭組件卻能支持四個磁頭，注意其中有兩個磁頭傳動手臂沒有安裝磁頭。



(2)、磁頭驅(qū)動機(jī)構(gòu)。盤硬的尋道是靠移動磁頭，而移動磁頭則需要該機(jī)構(gòu)驅(qū)動才能實(shí)現(xiàn)。磁頭驅(qū)動機(jī)構(gòu)由電磁線圈電機(jī)、磁頭驅(qū)動小車、防震動裝置構(gòu)成，高精度的輕型磁頭驅(qū)動機(jī)構(gòu)能夠?qū)Υ蓬^進(jìn)行正確的驅(qū)動和定位，并能在很短的時間內(nèi)精確定位系統(tǒng)指令指定的磁道。

     其中電磁線圈電機(jī)包含著一塊永久磁鐵，這是磁頭驅(qū)動機(jī)構(gòu)對傳動手臂起作用的關(guān)鍵，如圖10所示，磁鐵的吸引力足起吸住并吊起拆硬盤使用的螺絲刀。防震動裝置在老硬盤中沒有，它的作用是當(dāng)硬盤受動強(qiáng)裂震動時，對磁頭及盤片起到一定的保護(hù)使用，以避免磁頭將盤片刮傷等情況的發(fā)生。這也是為什么舊硬盤的防震能力比現(xiàn)在新硬秀盤差多的緣故。


磁盤片、主軸組件及前置控制電路

　　(3)、磁盤片。盤片是硬盤存儲數(shù)據(jù)的載體，現(xiàn)在硬盤盤片大多采用金屬薄膜材料，這種金屬薄膜較軟盤的不連續(xù)顆粒載體具有更高的存儲密度、高剩磁及高矯頑力等優(yōu)點(diǎn)。另外，IBM還有一種被稱為“玻璃盤片”的材料作為盤片基質(zhì)，玻璃盤片比普通盤片在運(yùn)行時具有更好的穩(wěn)定性。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，硬盤盤片是完全平整的，簡直可以當(dāng)鏡子使用。

　(4)、主軸組件。主軸組件包括主軸部件如軸承和驅(qū)動電機(jī)等。隨著硬盤容量的擴(kuò)大和速度的提高，主軸電機(jī)的速度也在不斷提升，有廠商開始采用精密機(jī)械工業(yè)的液態(tài)軸承電機(jī)技術(shù)。例如希捷公司的酷魚ATA IV就是采用此電機(jī)技術(shù)，這樣有利于降低硬盤工作噪音。

　(5)、前置控制電路。前置電路控制磁頭感應(yīng)的信號、主軸電機(jī)調(diào)速、磁頭驅(qū)動和伺服定位等，由于磁頭讀取的信號微弱，將放大電路密封在腔體內(nèi)可減少外來信號的干擾，提高操作指令的準(zhǔn)確性。

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