硬盤的工作原理和內(nèi)部構(gòu)造

　　硬盤是電腦重要的儲(chǔ)存媒介，是電腦必不可少的組成部分，但很多人并不知道硬盤的工作原理，也不知道硬盤由哪些部件組成的。為了讓大家學(xué)通弄懂硬盤的工作原理，下面就給大家詳細(xì)介紹一下硬盤的工作原理和內(nèi)部構(gòu)造。

　　1.硬盤的工作原理

　　硬件存儲(chǔ)原理：

　　硬盤存儲(chǔ)數(shù)據(jù)是根據(jù)電、磁轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)的。硬盤由一個(gè)或幾個(gè)表面鍍有磁性物質(zhì)的金屬或玻璃等物質(zhì)盤片以及盤片兩面所安裝的磁頭和相應(yīng)的控制電路組成，其中盤片和磁頭密封在無塵的金屬殼中。

　　硬盤工作時(shí)，盤片以設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速高速旋轉(zhuǎn)，設(shè)置在盤片表面的磁頭則在電路控制下徑向移動(dòng)到指定位置然后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或讀取出來。

　　寫數(shù)據(jù)：系統(tǒng)向硬盤寫入數(shù)據(jù)時(shí)，磁頭中“寫數(shù)據(jù)”電流產(chǎn)生磁場使盤片表面磁性物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生改變，并在寫電流磁場消失后仍能保持，這樣數(shù)據(jù)就存儲(chǔ)下來了；

　　讀數(shù)據(jù)：系統(tǒng)從硬盤中讀數(shù)據(jù)時(shí)，磁頭經(jīng)過盤片指定區(qū)域，盤片表面磁場使磁頭產(chǎn)生感應(yīng)電流或線圈阻抗產(chǎn)生變化，經(jīng)相關(guān)電路處理后還原成數(shù)據(jù)。

　　上電啟動(dòng)過程：

　　計(jì)算機(jī)在按下power鍵以后，開始執(zhí)行主板bios程序。進(jìn)行完一系列檢測和配置以后。開始按bios中設(shè)定的系統(tǒng)引導(dǎo)順序引導(dǎo)系統(tǒng)。假定現(xiàn)在是硬盤。Bios執(zhí)行完自己的程序后如何把執(zhí)行權(quán)交給硬盤呢？交給硬盤后又執(zhí)行存儲(chǔ)在哪里的程序呢？

　　MBR位于整個(gè)硬盤的 0 柱面 0磁頭 1 扇區(qū)（可以看作是硬盤的第一個(gè)扇區(qū)），bios在執(zhí)行自己固有的程序以后就會(huì)jump到mbr中的第一條指令。將系統(tǒng)的控制權(quán)交由mbr來執(zhí)行。

　　磁盤的讀寫過程：

　　系統(tǒng)將文件存儲(chǔ)到磁盤上時(shí)，按柱面、磁頭、扇區(qū)的方式進(jìn)行，即最先是第1磁道的第一磁頭下（也就是第1盤面的第一磁道）的所有扇區(qū)，然后，是同一柱面的下一磁頭，……，一個(gè)柱面存儲(chǔ)滿后就推進(jìn)到下一個(gè)柱面，直到把文件內(nèi)容全部寫入磁盤。

　　步驟一、系統(tǒng)讀出數(shù)據(jù)時(shí)通過告訴磁盤控制器要讀出扇區(qū)所在的柱面號(hào)、磁頭號(hào)和扇區(qū)號(hào)（物理地址的三個(gè)組成部分）進(jìn)行。

　　步驟二、磁盤控制器則直接使磁頭部件步進(jìn)到相應(yīng)的柱面，選通相應(yīng)的磁頭，等待要求的扇區(qū)移動(dòng)到磁頭下。

　　步驟三、在扇區(qū)到來時(shí)，磁盤控制器讀出每個(gè)扇區(qū)的頭標(biāo)，把這些頭標(biāo)中的地址信息與期待檢出的磁頭和柱面號(hào)做比較（即尋道），然后，尋找要求的扇區(qū)號(hào)。

　　步驟四、待磁盤控制器找到該扇區(qū)頭標(biāo)時(shí)，根據(jù)其任務(wù)是寫扇區(qū)還是讀扇區(qū)，來決定是轉(zhuǎn)換寫電路， 還是讀出數(shù)據(jù)和尾部記錄。

　　步驟五、找到扇區(qū)后，磁盤控制器必須在繼續(xù)尋找下一個(gè)扇區(qū)之前對(duì)該扇區(qū)的信息進(jìn)行后處理。如果是讀數(shù)據(jù)，控制器計(jì)算此數(shù)據(jù)的ECC碼，然 后，把ECC碼與已記錄的ECC碼相比較。如果是寫數(shù)據(jù)，控制器計(jì)算出此數(shù)據(jù)的ECC碼，與數(shù)據(jù)一起存儲(chǔ)。在控制器對(duì)此扇區(qū)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行必要處理期間，磁盤繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。

　　斷電過程 ：

　　在斷電的時(shí)候由于電源的不穩(wěn)定，讀寫磁頭會(huì)不會(huì)不穩(wěn)定，造成數(shù)據(jù)的混亂呢？答案是會(huì)的。

　　但是為什么我們在遇到藍(lán)屏或緊急情況下直接斷電沒問題呢？

　　根據(jù)目前在網(wǎng)上胡亂找的資料來看，有兩種解釋具體的操作可能是需要根據(jù)具體廠家來定了。（非專業(yè)，僅供參考，求專家說明）

　　1）、當(dāng)系統(tǒng)檢測到電源送給系統(tǒng)的電壓下降信號(hào)時(shí)，立刻向硬盤發(fā)送指令，使磁頭返回，良好的電源可保證這一過程完成，在幾十毫秒后才使整機(jī)斷電。

　　2）、正常操作時(shí)磁頭懸浮在盤面上，如果突然斷電，控制磁頭的音圈馬達(dá)就會(huì)以為突然失電而失去動(dòng)力，磁頭就會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)由于一個(gè)永磁鐵的作用力而回到磁頭托架上面去，這就是為什么硬盤在經(jīng)受數(shù)次斷電而沒有損壞的原因。

　　目前市面上的硬盤無論是什么類型，大多數(shù)都采用溫徹斯特技術(shù)。主要特點(diǎn)如下：一是刺頭、盤片是封閉的，硬盤高速運(yùn)轉(zhuǎn)是，表面不起任何變化。硬盤運(yùn)行時(shí)，磁頭會(huì)向盤片的方向逐步移動(dòng)，停止工作后才會(huì)停止，工作狀態(tài)中不可能與盤片接觸。

　　2.硬盤的組成

　　硬盤最主要的構(gòu)成部分是盤片、盤體、電機(jī)。盤片就是將磁粉或玻璃依附在鋁合金的圓盤上，然后這些磁粉分為幾個(gè)不同區(qū)域，每個(gè)區(qū)域上都有很多小磁鐵，這些磁粉在磁頭的影響下發(fā)生變化，磁鐵的佩列順序發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)信息儲(chǔ)存。盤體。盤體是很多個(gè)盤片組成的，這些盤點(diǎn)通過特殊手段放在封閉的盤體中，電腦運(yùn)營中盤點(diǎn)在電機(jī)的帶動(dòng)下不同旋轉(zhuǎn)，且速度超快，通常情況下轉(zhuǎn)速分為3600、4500、5400、7200。電機(jī)。電腦硬盤的的電機(jī)屬于無刷電機(jī)，高速運(yùn)轉(zhuǎn)下摩擦很小，長時(shí)間工作也不成問題，不過該種電機(jī)在運(yùn)行過程中不要輕易移動(dòng)，若移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致電機(jī)損傷。

　　其實(shí)硬盤的工作原理非常深?yuàn)W，三言兩語說不清楚，只能簡單介紹下硬盤的工作方式和重要組成部分。不過非專業(yè)人士也沒必要太深入了解硬盤的工作原理，只需要大概掌握即可，如果計(jì)劃從事計(jì)算機(jī)行業(yè)，還是有必要詳細(xì)了解硬盤的工作原理。
責(zé)任編輯：YYX