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●硬盘的主要部件
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个任意排列的小磁铁,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来指定这些小磁铁方向,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。
磁头:
现在的磁头大多由多组磁头组合而成。一般分读取组和写入组。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,所以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--0.3um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:
硬盘内电机有主轴电机和寻道电机。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(或振动),否则将加重轴承的工作负荷。硬盘磁头的寻道电机多采用音圈式旋转或者直线运动步进电机,能精确地跟踪并定位盘片的磁道,所以在硬盘工作时不要有冲击碰撞,搬动时要小心轻放。
●硬盘的工作原理
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。因而磁头和数据区是不会有接触的,所以不存在因磁头的停启而损伤数据问题。
5.主轴电机转速。一开机硬盘就处于旋转状态。主轴电机的旋转,将用户需要存取的资料所在的扇区带到磁头下方,所以转速在很大程度上决定着硬盘的最终速度,它是根据硬盘的各种技术参数决定的,现在笔记本的在5400圈每分钟及以上。家用台式机在7200圈每分钟及以上,服务器类的在10000圈左右。不论你使用什么操作系统或软件,只要一通电,它们就在转。即使使用某些软件后。数据读写量加大,但硬盘的最大转速上限是固定的。
6.寻道电机支持磁头的读取数据运动,呈悬浮状,是左右来回移动的,而且幅度很小,从盘片的最内层(着陆区)启动,慢慢移动到最外层,再慢慢移动回来,一个磁道再到另一个磁道来寻找数据。寻道时间越短读取速度自然就快,但这个时间不是由系统或软件来最终决定,而同样是硬盘的固定技术参数,有上限值。用毫秒(ms)计。5ms--10ms之间的主流产品其性能差异不大。不会存在有人理解的什么大幅度跳跃(又不是青蛙)。所以它的磨损几乎是可以忽略不记的。不论用什么软件,都不可能突破他的上限值,从而就保证硬盘在技术允许的安全状态下工作。也就不存在软件损坏硬盘之说。
7.缓存大小。单位MB。也是硬盘固定参数。其主要作用是平衡内部与外部的传输速率。为了减少主机等待时间,硬盘会将读取的资料先存入缓冲区,等缓冲区填满后,再以接口速率快速向主机发送一次写入硬盘。现在主流硬盘的缓存在2MB--8MB之间,并且有了预读,写缓存,读缓存,分段式缓存等功能。
三、热量的产生
1.是由主轴电机和寻道电机的旋转产生,更主要的是寻道电机。硬盘的温度主要是来自这里。而噪音基本由寻道电机产生。
2.高速旋转的盘体和空气之间的摩擦。这个也是主要因素。而硬盘的读写?很遗憾,它的发热量是完全可以忽略不记!
3.硬盘的读操作,是盘片上磁场的变化影响到磁头的电阻值,这个过程中盘片不会发热,磁头倒是因为电流发生变化,所以会有一点热量产生。但也很小。
4.写操作呢?正好反过来,通过磁头的电流强度不断发生变化,影响到盘片上的磁场,这一过程因为用到电磁感应,所以磁头发热量较大。但是盘片本身是不会发热的,因为盘片上的永磁体是冷性的,不会因为磁场变化而发热。但是总的来说,磁头的发热量和前面两个比起来,是小巫见大巫了。热量是可以辐射传导的,那么高热量对盘片上的永磁体会不会有伤害呢?其实伤害是很小的,永磁体消磁的温度,远远高于硬盘正常情况下产生的温度。当然,要是你的机箱散热不好,那可就是另外一回事了。
●几个说法质疑
1.“高温将损伤永磁体,导致读写错误”。情况应该是:高温影响到磁头的电阻感应灵敏度,所以才会产生读写错误,和永磁体没有关系。
2.“高温产生热膨胀,拉近盘片和磁头的距离”。情况应该是:磁头所呈现的飞行状态是空气动力学原理,在正常情况下始终和盘片保持一定距离。如真有那么高的温度让磁头和盘片因膨胀而接近,那么在它们接近之前,机箱已熔化。
3.“某些软件的使用导致硬盘在读写时的磁头反复寻道和复位操作,从而损伤硬盘”。所谓寻道是指硬盘从初使位置移动到指定磁道。所谓的复位动作,并不是经常发生的。因为磁道的物理位置是存放在CMOS里面,硬盘并不需要移动回0磁道再重新出发。除非你重新启动电脑,不然复位动作就不会再发生。
4.“某某硬盘与某某硬盘的差别太大”。SCSI,IDE,SATA,ATA,CF卡等指的是硬盘的接口类型,虽然硬盘接口类型有多种,但个人电脑中使用较为广泛的是IDE,ATA,SATA接口硬盘。而SCSI这种接口则主要用在中高端服务器/工作站领域。CF卡用于超微小硬盘。由于各种接口硬盘所面向的领域不同,就不宜简单比较。倒是SATA接口的硬盘比IDE接口的硬盘具备一些优势。IDE硬盘和SCSI硬盘的盘体结构是差不多的。只是SCSI硬盘的接口带宽比同时代的IDE硬盘要大,而且SCSI会有一个类似CPU的东西来减缓主CPU的占用率。SCSI硬盘的转速在10000圈每分钟左右。仅此而已,所以希捷才会把它的SCSI硬盘的技术用在IDE硬盘上。
5.“某些下载软件(P2P技术)或播放软件会损伤硬盘”。硬盘的读写是以柱面的扇区为单位的。柱面也就是整个盘体中所有磁面的半径相同的同心磁道,而把每个磁道划分为若干个区就是所谓的扇区了。硬盘的写操作,是先写满一个扇区,再写同一柱面的下一个扇区的,在一个柱面完全写满前,磁头是不会移动到别的磁道上的。所以文件在硬盘上的存储,
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