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第一結:硬盤的結構

破硬盤就這大點屁地方里面的東西也就這幾樣,但是請別小看了這幾樣東西,這可是整合了世界最先進技術.

硬盤由盤片、磁頭、盤片主軸、控制電機、磁頭控制器、數據轉換器、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，由磁頭控制器負責各個磁頭的運動。磁頭可沿盤片的半徑方向動作，而盤片以每分鐘數千轉的速度在高速旋轉，這樣磁頭就能對盤片上的指定位置進行數據的讀寫操作。硬盤是精密設備，塵埃是其大敵，所以必須完全密封。


外部結構

    　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品，也是用戶最經常接觸的。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簽，標簽上一般都標注著與硬盤相關的信息，例如產品型號、產地、出廠日期、產品序列號等。在硬盤的一端有電源接口插座、主從設置跳線器和數據線接口插座，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，硬盤外部結構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據接口插座兩部份，其中電源插座就是與主機電源相連接，為硬盤正常工作提供電力保證。數據接口插座則是硬盤數據與主板控制芯片之間進行數據傳輸交換的通道，使用時是用一根數據電纜將其與主板IDE接口或與其它控制適配器的接口相連接，經常聽說的40針、80芯的接口電纜也就是指數據電纜，數據接口可以分成IDE接口和SCSI接口兩大派系。

(2)、控制電路板。大多數的控制電路板都采用貼片式焊接，它包括主軸調速電路、磁頭驅動與伺服定位電路、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行硬盤的初始化，執行加電和啟動主軸電機，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據緩存芯片，在此塊硬盤內結合有2MB的高速緩存。

(3)、固定面板。就是硬盤正面的面板，它與底板結合成一個密封的整體，保證了硬盤盤片和機構的穩定運行。在面板上最顯眼的莫過于產品標簽，上面印著產品型號、產品序列號、產品、生產日期等信息，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部氣壓與大氣氣壓保持一致。


2、內部結構

    　　硬盤內部結構由固定面板、控制電路和板、磁頭、盤片、主軸、電機、接口及其它附件組成，其中磁頭盤片組件是構成硬盤的核心，它封裝在硬盤的凈化腔體內，包括有浮動磁頭組件、磁頭驅動機構、盤片、主軸驅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，內部結構即可一目了然。


磁頭組件及磁頭驅動機構

　　(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。磁頭是硬盤技術中最重要和關鍵的一環，實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、盤結構，加電后在高速旋轉的磁盤表面移動，與盤片之間的間隙只有0.1～0.3um，這樣可以獲得很好的數據傳輸率。現在轉速為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，提供數據傳輸率的可靠性。

    　　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據。磁頭在讀取數據時，將磁粒子的不同極性轉換成不同的電脈沖信號，再利用數據轉換器將這些原始信號變成電腦可以使用的數據，寫的操作正好與此相反。從中我們也可以看出，西數WD200BB硬盤采用單碟雙磁頭設計，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)、磁頭驅動機構。盤硬的尋道是靠移動磁頭，而移動磁頭則需要該機構驅動才能實現。磁頭驅動機構由電磁線圈電機、磁頭驅動小車、防震動裝置構成，高精度的輕型磁頭驅動機構能夠對磁頭進行正確的驅動和定位，并能在很短的時間內精確定位系統指令指定的磁道。

     其中電磁線圈電機包含著一塊永久磁鐵，這是磁頭驅動機構對傳動手臂起作用的關鍵，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，它的作用是當硬盤受動強裂震動時，對磁頭及盤片起到一定的保護使用，以避免磁頭將盤片刮傷等情況的發生。這也是為什么舊硬盤的防震能力比現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。盤片是硬盤存儲數據的載體，現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顆粒載體具有更高的存儲密度、高剩磁及高矯頑力等優點。另外，IBM還有一種被稱為“玻璃盤片”的材料作為盤片基質，玻璃盤片比普通盤片在運行時具有更好的穩定性。從圖中可以發現，硬盤盤片是完全平整的，簡直可以當鏡子使用。

　(4)、主軸組件。主軸組件包括主軸部件如軸承和驅動電機等。隨著硬盤容量的擴大和速度的提高，主軸電機的速度也在不斷提升，有廠商開始采用精密機械工業的液態軸承電機技術。例如希捷公司的酷魚ATA IV就是采用此電機技術，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的信號、主軸電機調速、磁頭驅動和伺服定位等，由于磁頭讀取的信號微弱，將放大電路密封在腔體內可減少外來信號的干擾，提高操作指令的準確性。

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