目前市場(chǎng)上的硬盤除昆騰公司的Bigfoot（大腳）系列為5.25英寸結(jié)構(gòu)外，其他都為3.25英寸產(chǎn)品，其中5.25英寸又有半高型和全高型之分。采用5.25設(shè)計(jì)的昆騰BigfootTX4.0硬盤的外部結(jié)構(gòu)，3.25英寸硬盤結(jié)
構(gòu)與此相似。
1、接口
包括電源插口和數(shù)據(jù)接口兩部分，其中電源插口與主機(jī)電源相聯(lián)，為硬盤工作提供電力保證。數(shù)據(jù)接口則是硬盤數(shù)據(jù)和主板控制器之間進(jìn)行傳輸交換的紐帶，根據(jù) 聯(lián)接方式的差異，分為EIDE接口和SCSI接口。EIDE接口由于造價(jià)低廉、使用方便，為多數(shù)硬盤采用。而采用SCSI接口則必須另配SCSI卡才能使 用，雖然其價(jià)格相對(duì)較高，但卻具有優(yōu)良的傳輸性能，多在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和高檔圖形工作站等設(shè)備中使用。
2、控制電路板
采用貼片式元件焊接，包括主軸調(diào)速電路、磁頭驅(qū)動(dòng)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高效的單片機(jī)ROM芯片，其固化的軟 件可以進(jìn)行硬盤的初始化，執(zhí)行加電和啟動(dòng)主軸電機(jī)，加電初始尋道、定位以及故障檢測(cè)等。基于穩(wěn)定運(yùn)行和加強(qiáng)散熱的原因，控制電路板都是裸露在硬盤表面的。 在電路板上還安裝有高速緩存芯片，通常為128KB或256KB，而目前最新產(chǎn)品為了獲得更高的傳輸效率，已逐步使用215KB的數(shù)據(jù)緩存。
3、固定蓋板
實(shí)際上它是硬盤的面板，用以標(biāo)注產(chǎn)品的型號(hào)、產(chǎn)地、設(shè)置數(shù)據(jù)等，和底板結(jié)合成一個(gè)密封的整體，保證硬盤盤片和機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定運(yùn)行。
4、安裝螺孔
用于硬盤的安裝，對(duì)于3.25英寸的產(chǎn)品，固定蓋板和側(cè)面都具有安裝孔，可以方便靈活地放置。
硬盤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
硬盤內(nèi)部結(jié)構(gòu)由固定面板、控制電路板、盤頭組件、接口及附件等幾大部分組成，而盤頭組件（Hard Disk Assembly，HDA）是構(gòu)成硬盤的核心，封裝在硬盤的凈化腔體內(nèi)，包括浮動(dòng)磁頭組件、磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、盤片及主軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、前置讀寫控制電路等。
1、浮動(dòng)磁頭組件
由讀寫磁頭、傳動(dòng)手臂、傳動(dòng)軸三部分組成。磁頭是硬盤技術(shù)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(gè)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)的磁盤表面飛行，飛高間隙只有 0.1-0.3μm，可以獲得極高的數(shù)據(jù)傳輸率?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)速達(dá)5400rpm的硬盤飛高都低于0.3μm，以利于讀取較大 的高信噪比信號(hào)，提供數(shù)據(jù)傳輸存儲(chǔ)的可靠性。由于早期硬盤采用的磁感應(yīng)磁頭在讀寫使用和設(shè)計(jì)上的局限 性，新型大容量的硬盤產(chǎn)品都采用了新型MR（Magnetoresistive heads） 磁阻磁頭。
MR磁阻磁頭采用了讀寫分離的磁頭結(jié)構(gòu)，寫操作時(shí)使用傳統(tǒng)的磁感應(yīng)磁頭，讀操作則采用MR磁頭。分離設(shè)計(jì)可以針對(duì)磁頭的不同特性分別進(jìn)行優(yōu)化，以得到最佳的讀寫性能。
由于MR磁頭采用特殊材料制成，在磁場(chǎng)作用下可改變MR元件的電阻值和電流，當(dāng)盤片飛過磁頭表面時(shí)通過阻值變化去感應(yīng)信號(hào)，因而信號(hào)變化相當(dāng)敏感，數(shù)據(jù) 讀取的準(zhǔn)確性也非常高。同時(shí)MR磁頭具有極窄的道密度，可以把盤片磁道做得很則相應(yīng)整體密度將提高，從而使硬盤的單碟容量可以達(dá)到以GB為單位。隨著技術(shù) 的發(fā)展，具備更窄的道密度，采用多層結(jié)構(gòu)、磁阻效應(yīng)更好的材制作的GMR（Giant Magnetoresistive heads）磁頭也已在超大容量的硬盤中使用。
2、磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
由音圈電機(jī)和磁頭驅(qū)動(dòng)小車組成，新型大容量硬盤 還具有高效的防震動(dòng)機(jī)構(gòu)。高精度的輕型磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠?qū)Υ蓬^進(jìn)行正確的驅(qū)動(dòng)和定位，并在很短的時(shí)間內(nèi)精確定位到系統(tǒng)指令指定的磁道上，保證數(shù)據(jù)讀寫的可 靠性。磁頭機(jī)構(gòu)的電機(jī)有步進(jìn)電機(jī)、力矩電機(jī)和音圈電機(jī)三種，前兩種應(yīng)用在低容量硬盤中，現(xiàn)已被淘汰，大容量硬盤多采用音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
音圈是中間插有與磁頭相連的磁棒的的線圈，當(dāng)電流通過線圈時(shí)，磁棒就會(huì)發(fā)生位移，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)裝載磁頭的小車，并根據(jù)控制器在盤面上磁頭位置的信息編碼來得 到磁頭移動(dòng)的距離，達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。音圈電機(jī)是密封型的控制系統(tǒng)，能夠自動(dòng)調(diào)整，速度比早期的驅(qū)動(dòng)電機(jī)要快而且安全系數(shù)高。
3、盤片和主軸組件
盤片是硬盤存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的載體，現(xiàn)在的盤片大都采用金屬薄膜磁盤，這種金屬薄膜較之軟磁盤的不連續(xù)顆粒載體具有更高的記錄密度，同時(shí)還具有高剩磁和高矯頑力的特點(diǎn)。
主軸組件包括主軸部件如軸瓦和驅(qū)動(dòng)電機(jī)等。隨著硬盤容量的擴(kuò)大，主軸電機(jī)的速度也在不斷提升，主軸電機(jī)的速度也在不斷提升，導(dǎo)致了傳統(tǒng)滾珠軸承電機(jī)磨損 加劇、溫度升高、噪聲增大的弊病，對(duì)速度的提高帶來了負(fù)面影響。因而生產(chǎn)廠商開始采用精密機(jī)械工業(yè)的液態(tài)軸電機(jī)（Fluid dynamic bearing motors）技術(shù)，液態(tài)軸承電機(jī)使用黏膜液油軸承，以油膜代替滾珠可以避免金屬面的直接磨擦，噪聲和溫度減小到最低。而油膜具有有效吸收震動(dòng)的能力，可 以提高主軸部件的抗震能力，以理論上講液態(tài)軸承電機(jī)無磨損，壽命無限長(zhǎng)，是目前超高速硬盤的發(fā)展趨勢(shì)。
4、前置控制電路
前置放大電路控制磁頭感應(yīng)的信號(hào)、主軸電機(jī)調(diào)速、磁頭驅(qū)動(dòng)和伺服定位等，由于磁頭讀取的信號(hào)微弱，將放大電路密封在腔體內(nèi)可減少外來信號(hào)的干擾，提高操作指令的準(zhǔn)確性。
5、其他新技術(shù)
PRML（Partial Response Maximum Likelyhood，局部響應(yīng)最大相似）讀取通道技術(shù)。PRML技術(shù)應(yīng)用于硬盤信號(hào)讀取時(shí)，能避免因磁道過窄造成的信號(hào)干擾，大幅度地提高盤片的密度。 同時(shí)由于磁盤密度的增大，磁頭在相同時(shí)間內(nèi)可以讀取到更多的信號(hào)，使得讀取速度得以提高。而通過最大相似原理的多點(diǎn)采樣可以把磁頭讀取到的信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào) 進(jìn)行對(duì)比，以得出最匹配的信號(hào)再傳送出去，從而大大地提高了數(shù)據(jù)讀取的 準(zhǔn)確性。PRML技術(shù)的普通采用，使硬盤的容量、速度、可靠性都有了不同程度的提高。
S.M.A.R.T.技術(shù)。 S.M.A.R.T.（Self-Monitor-ing，Analysis and Reporting Technology）即自我監(jiān)測(cè) 、分析及報(bào)告技術(shù)，它可以監(jiān)控磁頭、磁盤、電機(jī)、電路等，由硬盤的監(jiān)測(cè)電路和主機(jī)上的監(jiān)測(cè)軟件對(duì)被監(jiān)對(duì)象的運(yùn)行情況與歷史記錄和預(yù)設(shè)的安全值進(jìn)行分析、比 較，當(dāng)出現(xiàn)安全值范圍以外的情況時(shí)，會(huì)自動(dòng)向用戶發(fā)出警告。而更先進(jìn)的技術(shù)還可以自動(dòng)降低硬盤的運(yùn)行速度，把重要數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)存到其它安全扇區(qū)， 通過S.M.A.R.T.技術(shù)可以對(duì)硬盤潛在故障進(jìn)行有效預(yù)測(cè)，提高數(shù)據(jù)的安全性。
硬盤的工作原理
硬盤驅(qū)動(dòng)器加電正常工作后，利用控制電路中的單機(jī)初始化模塊進(jìn)行初始化工作，此時(shí)磁頭置于盤片中心位置，初始化完成后主軸電機(jī)將啟動(dòng)并以高速旋轉(zhuǎn)，裝載 磁頭的小車機(jī)構(gòu)移動(dòng)，將浮動(dòng)磁頭置于盤片表面的00道，處于等待指令的啟動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)接口電路接收到微機(jī)系統(tǒng)傳來的指令信號(hào)，通過前置放大控制電路，驅(qū)動(dòng)音 圈電機(jī)發(fā)出磁信號(hào)，根據(jù)感應(yīng)阻值變化的磁頭對(duì)盤片數(shù)據(jù)信息進(jìn)行正確定位，并將接收后的數(shù)據(jù)信息解碼，通過放大控制電路傳輸?shù)浇涌陔娐?，反饋給主機(jī)系統(tǒng)完成 指令操作。結(jié)束硬盤操作的斷電狀態(tài)，在反力矩彈簧的作用下浮動(dòng)磁頭駐留到盤面中心。
硬盤的三種控制模式
LBA模式 邏輯塊設(shè)置方式，最大可管理的硬盤容量為8.4GB，大容量硬盤的最佳設(shè)置方式。
Large模式 模式設(shè)置方式，最大可管理的硬盤容量為1GB，不支持LBA模式的硬盤控制器可選擇使用。
Normal模式 普通設(shè)置方式，原始的硬盤管理模式，可管理硬盤容量?jī)H為504M。大容量硬盤如采用此方式設(shè)置，只能管理到504M。
硬盤的維護(hù)
硬盤的高速讀取和有效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)性能是其他任何載體都無法比擬的，相對(duì)而言，由于技術(shù)的先進(jìn)和精密性，硬盤的故障率通常低于其他存儲(chǔ)設(shè)備。但只有正確的維護(hù)和使用才能保證硬盤發(fā)揮最佳的性能。
1、保證正常的工作環(huán)境，震動(dòng)、潮濕、電壓不穩(wěn)定都可能導(dǎo)致硬盤損壞。
2、不要輕易進(jìn)行硬盤的低級(jí)格式化操作，避免對(duì)盤片性能帶來不必要的影響。
3、避免頻繁的高級(jí)格式化操作，它同樣對(duì)盤片性能帶來影響，在不重新分區(qū)的情況下，可采用加參數(shù)“Q”的快速格式化命令。
4、硬盤中如出現(xiàn)壞道，即使是一個(gè)簇都可能具有擴(kuò)散的破壞性，在保修期內(nèi)應(yīng)盡快找商家和廠家更換或維修，已過保修期則盡可能減少格式化硬盤，減少壞簇的擴(kuò)散。
5、由于硬盤是在無塵的超凈化車間里裝配的，切記不要打開硬盤的蓋板，高速低飛的磁頭組件旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)的灰塵或污物都可能使磁頭或盤片損壞，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，即使仍可繼續(xù)使用，硬盤壽命也會(huì)大大縮短。
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