当前所在位置: 首页 > 数码科技 > 正文

硬盘的结构都有哪些组成

2024-09-05 本站作者 【 字体:

我们都非常清楚电脑的组成部分主要分为主机和显示器,而主机里面的配件又分为主板、CPU、内存、硬件等,主板CPU内存决定电脑的运行速度,硬盘决定工作中存储的容量,不同的硬盘性能也有所不同,例如:同样是500G的硬盘也有转速的不同而决定读写的的速度,所以硬盘具体怎么你就必须了解硬盘的结构,那么硬盘的结构都有哪些组成呢,今天我们就来详细讲讲硬盘的具体构成。

我们先来看看硬盘结构图

硬盘的结构都有哪些组成

1、浮动磁头组件

2、磁头驱动机构

3、盘片

4、盘片主轴驱动机构

5、前置读写控制电子线路

接下来我们来详细讲解硬盘的构成,硬盘基本上由控制电路板和盘体两大部分组成。

一、硬盘控制电路板

控制电路板是由接口、DSP处理器、ROM、缓存、磁头驱动电路和盘片电机驱动电路等组成,如图所示:

硬盘的结构都有哪些组成

1、接口:包括电源接口和数据接口及硬盘内部的盘片电机接口、磁头接口。

2、DSP处理器用于控制信号和数据的转换、编码等操作。

3、ROM中存储了硬盘初始化操作的部分程序,有的ROM为独立的芯片可能是EPROM、Flash等,有的集成到了DSP中。

4、缓存用于暂存盘体和接口交换的数据,以解决接口速度和硬盘内部读写速度的差别。缓存的大小对硬盘的数据传输速率有一定的影响,随着硬盘的不断发展,缓存的容量也在不断增大。

5、磁头驱动电路负责驱动磁头准确定位和对磁头信号进行整形放大等。

6、电机驱动电路负责精确控制盘片的转速。

二、硬盘盘体

盘体由盘腔、上盖、盘片电机、盘片、磁头、音圈电机和其他的辅助组件组成。为保证硬盘正常工作,盘体内的洁净度很高。为防止灰尘进入,盘体处于相对密封的状态。由于硬盘工作的过程中发热,为了保证盘腔的空气压力与外界平衡,在盘体上有呼吸孔,呼吸孔的内侧安装有一个小的空气过滤器,硬盘的设计不同,呼吸孔的位置和结构也有所差别。同时由于盘体在装配完成后,要写入伺服信息,所以盘体上有伺服信息的写入口,在工厂无尘车间里将专用的写入设备从这个孔伸入盘体内写入伺服信息,写入完成后,会用铝箔将其封闭。

硬盘的结构都有哪些组成

1 盘腔

盘腔一般由铝合金铸造后机加工而成,盘体的其他组件都直接或间接安装在盘腔上面,盘腔上还有将硬盘安装到其他设备上的螺丝孔。

2 上盖

上盖一般由铝合金或软磁金属材料加工而成,有的是单层的,有的是由多层材料粘合而成。它的主要作用是与盘腔一起构成一个相对密封的整体,基本上都是用螺钉与盘腔连接,为了保证密封,上盖与盘腔的结合面一般都有密封垫圈。

3 盘片电机

盘片电机的主要作用就是带动盘片旋转,在控制电路板上的盘片电机驱动芯片的控制下,盘片电机带动盘片以设定的速度转动,盘片电机的转速由原来低于4000转/分,发展到现在的10000转/分,甚至15000转/分,盘片转速的提高直接决定着硬盘的寻道时间。当然,在提高转速的同时,硬盘的发热量、振动、噪声等也会对硬盘的稳定工作产生影响。所以一些新的技术也不断地应用到盘片电机上,由最初的滚珠轴承电机发展到现在的液态轴承电机。

盘片的电机一般为转速恒定的直流无刷电机,为三相直流供电。线圈的绕法分为三角形连接、星形无中线和星形有中线三种,这种电机可以比较精确地控制转速,让盘片稳定地旋转。

4 盘片

盘片是硬盘的核心组件之一,不同的硬盘可能有不同的盘片数量。所有的数据都是存储在盘片上的,盘片是在铝合金或玻璃基底上涂敷很薄的磁性材料、保护材料和润滑材料等多种不同功能的材料层加工而成,其中磁性材料的物理性能和磁层结构直接影响着数据的存储密度和所存储数据的稳定性。为了提高存储密度,防止超顺磁效应的发生,各相关机构进行了大量的研究工作,不断改进磁层的物理性能和磁层结构。磁记录层的记录方式也由以前的纵向磁记录发展到现在的垂直磁记录。

5 磁头

磁头也是硬盘的核心组件,磁头的性能对硬盘的数据存储密度和内部传输率有很大的影响。磁头最早应用的是铁磁物质,1979年发明了薄膜磁头,使硬盘进一步减小体积、增大容量、提高读写速度成为了可能。20世纪80年代末期IBM研发了MR磁阻磁头,后来又研发了GMR巨磁阻磁头。现在的硬盘都是采用GMR磁头,它利用特殊材料的电阻值随磁场变化的原理来读取盘片上的数据。磁头在工作的过程中并不与盘片接触,而是在盘片高速旋转带动的空气动力的作用下以很低的高度在盘片上面飞行。为了提高磁头的灵敏度,磁头的飞行高度在不断降低。磁头一般跟金属磁头臂、音圈电机线圈和预放电路等组成一个组件,磁头在音圈电机的带动下根据读写数据的需要做往复运动来定位数据所在的磁道。

由于磁头需要靠盘片旋转带动的空气动力来飞行,那么在硬盘不工作或盘片电机的转速还没有达到预定值时,磁头就无法飞行。而磁头的读写面和盘片都很光滑,如果它们直接接触必然导致粘连而妨碍盘片起转或导致磁头和盘片损伤。为此,磁头在不工作时需要停泊在数据区以外的区域。硬盘有两种方式来满足这个要求:

第一种方式是在盘片内侧开辟一个环形的磁头停泊区,磁头不工作时停泊在这个地方,为了防止粘连,停泊区被有意加工成带有一定粗糙度的区域,以便磁头停泊在这里时磁头和盘片之间有一定的空气。但这样必然导致硬盘启停时磁头和盘片要发生较严重的摩擦而损伤磁头,所以硬盘会有一个启停次数的指标。

第二种方式是在盘片的外面安装一个磁头停泊架,当磁头不工作时停泊在停泊架上,这样正常情况下磁头永远也不会和盘片表面接触,也就不存在启停次数的问题。

6 音圈电机

音圈电机由一到两个高磁场强度的磁体及外围的磁钢组成的封闭磁场和音圈电机线圈组成,在磁头驱动电路的控制下控制磁头的运动,依读写数据的要求带动磁头在盘片上方作往复运动使磁头定位在需要的数据磁道上。线圈中流过的电流控制磁头的运动方向:当磁头需要移动位置时线圈中被通过很大电流,磁头发生偏转;当磁头接近指定位置时,线圈中的电流减弱甚至反向流动,磁头开始减速。通过类似的方式,磁头一级一级地靠近指定位置,直到正确定位。而在静止状态下,磁头也在不停地修正自己的位置,以免定位错误。

为了防止硬盘不工作时发生意外,不同的硬盘还设计了不同的磁头锁定机构,当硬盘不工作或盘片没有达到预定转速时,磁头锁定机构将磁头锁定在停泊位置,有时晃动硬盘时硬盘里有响声,就是由磁头锁定机构发出的。

为了防止磁头工作时出现意外而导致磁头撞击盘片电机的主轴或移动到盘片/停泊架以外,还设计有磁头限位装置。

阅读全文
相关推荐

2024去云南旅游最佳路线 云南旅游的最佳路线安排

2024去云南旅游最佳路线 云南旅游的最佳路线安排
如果你是第一次来云南旅游,推荐最经典的线路是:昆明→大理→丽江→泸沽湖→香格里拉。这条线路经典的经典比较多,比较集中,都是在一条线,每个地方都有机场,全国好多城市都有直飞的航班。交通也很方便,可以根据自己的时间随意搭配。

2024最适合穷游的12个地方 一个人穷游去哪里好

2024最适合穷游的12个地方 一个人穷游去哪里好
1、哈尔滨:要想体验冬季游玩乐趣的朋友,那可一定不要错过哈尔滨这座城市了,绝对是让你来了还想再来。除了好玩的滑雪、冰雕以外,其实哈尔滨也是非常适合拍照写真的,因为哈尔滨临近俄罗斯这个国家,其有的建筑也是非常有国外欧美建筑的风格。2、苏州:苏州的每一角落,都有着江南水乡的风韵。必打卡景点有:平江路:先有平江路,后有苏州城,一条历史老街,一条沿河的小路。白天就来平江路感受原汁原味的苏州。拙政园:中国四大园林之一,亭台楼阁,奇石古树,园区以水为中心,山木环绕。苏州博物馆:需要提前预约,整个博物馆宛若一座小园林。

2024桂林必去五个景点 桂林旅游必看景点

2024桂林必去五个景点 桂林旅游必看景点
来桂林旅游,漓江是必游的。漓江景区是世界上规模最大、风景最美的岩溶山水游览区,集中了桂林山水的精华。一般游漓江的主要方式有坐船、竹筏及徒步,包括漓江三星、四星游船,漓江竹筏游和兴坪渔村大船游等。

2024清明家庭旅游最佳去处 清明节去哪里玩比较好

2024清明家庭旅游最佳去处 清明节去哪里玩比较好
带着父母或者爷爷奶奶来厦门,在鼓浪屿上度过一个悠闲下午,身心都可以得到放松。厦门是很多人旅游必去的城市之一,这里有很多出名的景点,比如说鼓浪屿、中山路步行街等等。厦门位于福建省,因此这里一年四季的气候都是比较合适的。鼓浪屿是一个小岛,需要乘船上岛哦。岛上有日光岩、菽庄花园、风琴博物馆等景点,在日光岩内,可以俯视全岛,将景色尽收眼底。这里还有著明经典打卡地《最美转角》。

张家界旅游必去景区 张家界旅游景点推荐

张家界旅游必去景区 张家界旅游景点推荐
张家界旅游必去景区,指的是张家界的核心景区武陵源风景区,也就是通常所说的“张家界国家森林公园”。张家界国家森林公园和武陵源风景区其实是同一片景区,只需要买一张门票即可,可从五处门票站进景区。第二个打卡景点是天门山,通过乘坐天门山索道,你可以欣赏到绝美的风景,山顶森林和各种珍稀植物让人叹为观止。天门山景区与张家界国家森林公园不在同一个地方,门票也是分开购买的。其最著名地标是天门洞,出火车站抬头就能看到天门山索道。天门山国家森林公园内处处古树参天,藤蔓缠绕。景区分为天门洞、中线、东线和西线景区等几个主要区域。

2024重庆旅游攻略 2024年重庆旅游景点

2024重庆旅游攻略 2024年重庆旅游景点
重庆旅游住宿建议住在解放碑附近,神仙选择,地理位置优越,离各大景点都近,出行便利,公交,地铁,打车都方便,好吃的多,八一好吃街,包括一些有名的小吃都在附近。而且是商业中心,购物也方便,适合逛吃逛吃。

西安旅游攻略自由行路线推荐 第一次去西安旅游攻略

西安旅游攻略自由行路线推荐 第一次去西安旅游攻略
第一天洒金桥和西羊市吃早点,西安本地人一般选择的洒金桥和西羊市。吃完早饭步行前往钟鼓楼,鼓楼可以看到各种类型的鼓,以及一些关于鼓的背景和知识,还有一些表演。钟楼鼓楼其实都是夜景好看。下午就去碑林博物馆和西安城墙。碑林博物馆很多喜欢历史和石刻的一定要来。傍晚就去城墙,建议女孩子穿汉服,拍照很出片。晚上可以去永兴坊转转,可以在这儿吃吃逛逛。

2024昆明旅游攻略景点大全 昆明有什么好玩的地方推荐

2024昆明旅游攻略景点大全 昆明有什么好玩的地方推荐
冬天旅游的话一定要去滇池,这里会有成群的海鸥栖息在这里。拍照超级好看。3月份之后海鸥就会飞走,一定要留意时间,不要跑空。滇池周围有大小数十个山峰,在湖畔,您可以欣赏到云南民族村、云南民族博物馆、西山华亭寺、太华寺、三清阁、龙门、筇竹寺、大观楼及晋宁盘龙寺、郑和公园等风景名胜区。在滇池可以看到很多海鸥。天气特别晴朗,滇池周边的柳树摇曳,加上阳光照射,堪称为一副美景。可以去买点面包喂海鸥,抓拍几张漂亮的照片。

成都旅游必去十大景点推荐 四川成都最值得去的十大景点

成都旅游必去十大景点推荐 四川成都最值得去的十大景点
1、锦里:夜间的锦里更加热闹,人来人往的街道,水榭亭台间点缀着红红的灯笼,让夜晚的锦里更具古典韵味,十分适合拍照打卡。锦里的店铺都很有川蜀地区老房子的特色,古色古香,还可以淘到各种小玩意。2、宽窄巷子:宽窄巷子是一条清朝遗留下来的古街道,由宽巷子、窄巷子和井巷子三条古朴街道和其间院落组成。在这里还可以体验碗茶、掏耳朵、川剧变脸等特色民俗项目。可以穿汉服来,很有感觉。其实井巷子是非常有看点,而且适合拍照的一条街。

2024山西旅游必去十大景点 山西必去景点攻略地

2024山西旅游必去十大景点 山西必去景点攻略地
1、云冈石窟:中国四大石窟之一,是历史古迹类的景点。第20窟是云冈石窟的代表作,游客们游览云冈石窟都会来这里拍照留念。云冈石窟一共有四十多个洞窟,时间有限的话可以选部分来看。尤其是第五窟和第六窟。这两个洞窟非常精美,洞窟里面密密麻麻的雕像,太壮观太震撼了。比较传统的参观路线是从东部的第1窟开始,依次往西直到第45窟结束。
本文Tag