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硬盘结构的组成部分是什么

编辑:宝哥软件园 来源:互联网 时间:2021-09-04

我们都很清楚,电脑的组件主要分为主机和显示器,主机中的配件又分为主板、CPU、内存、硬件等。主板的CPU内存决定了电脑的运行速度,硬盘决定了工作中的存储容量。不同的硬盘性能不同。比如同样的500G硬盘也有不同的速度来决定读写速度,所以一定要了解硬盘的结构。硬盘结构的组成部分是什么?今天我们。

我们先来看看硬盘结构图

硬盘的结构图

1.浮动磁头组件2、磁头驱动机构3、磁盘4、磁盘轴驱动机构5和前读/写控制电子电路

接下来,我们将详细解释硬盘的组成。硬盘基本由控制电路板和盘体组成。

一、硬盘控制电路板

控制电路板由接口、DSP处理器、ROM、缓存、磁头驱动电路和磁盘电机驱动电路组成,如图所示:

硬盘控制电路板

1.接口:包括硬盘内部的电源接口和数据接口、磁盘电机接口和磁头接口。

2.DSP处理器用于控制信号和数据的转换和编码。

3.硬盘初始化操作的部分程序存储在ROM中,部分是独立芯片(EPROM、Flash等)。),有的集成到DSP中。

4.缓存用于临时存储盘体与接口之间交换的数据,以解决接口速度与硬盘内部读写速度的差异。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加。

5.磁头驱动电路负责驱动磁头精确定位,并对磁头信号进行整形和放大。

6.电机驱动电路负责精确控制光盘的转速。

二、硬盘本体

盘体由盘腔、上盖、盘电机、盘、磁头、音圈电机等辅助部件组成。为了保证硬盘的正常运行,盘体的清洁度非常高。为了防止灰尘进入,托盘本体处于相对密封的状态。由于硬盘在工作时会发热,为了保证盘腔内的气压与外界平衡,盘体上有呼吸孔,呼吸孔内安装有小型空气过滤器。硬盘的设计不同,呼吸孔的位置和结构也不同。同时,由于伺服信息应该在组装后写入光盘,所以光盘上有一个伺服信息写入入口。在工厂的无尘车间里,专门的写入设备会伸入光盘中写入伺服信息。写完后用铝箔封好。

硬盘盘体结构图

(1)盘腔

盘腔一般由铸造铝合金加工而成,盘体的其他部件直接或间接安装在盘腔上,盘腔上还设有用于将硬盘安装到其他设备上的螺孔。

(2)上盖

上盖一般由铝合金或软磁金属材料制成,有的为单层,有的由多层材料粘接而成。其主要作用是与盘腔形成一个相对密封的整体,基本上是通过螺钉与盘腔连接。为了保证密封,上盖与盘腔的结合面一般都设有密封垫。

(3)盘式电机

磁盘电机的主要功能是驱动磁盘旋转。在控制电路板上的磁盘电机驱动芯片的控制下,磁盘电机驱动磁盘以设定的速度旋转。磁盘马达的速度从低于4000转/分增加到10000转/分甚至15000转/分。磁盘速度的提高直接决定了硬盘的寻道时间。当然,在提高转速的同时,硬盘的发热量、振动和噪音也会对硬盘的稳定运行产生影响。因此,从最初的滚珠轴承电机到现在的液体轴承电机,一些新技术不断应用于盘式电机。

通常,磁盘的电机是一个恒定转速的无刷DC电机,为thr供电

磁盘是硬盘的核心部件之一,不同的硬盘可能有不同数量的磁盘。所有的数据都存储在磁盘上,磁盘是由铝合金或玻璃基板上涂上不同功能的磁性材料、防护材料和润滑材料的薄层制成的。磁性材料的物理性质和磁层结构直接影响存储数据的存储密度和稳定性。为了提高存储密度,防止超顺磁效应的发生,各相关机构做了大量的研究工作,不断完善磁层的物理性质和结构。磁记录层的记录方式也从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部件,其性能对硬盘的数据存储密度和内部传输速率有很大影响。铁磁材料首先用于磁头。薄膜磁头发明于1979年,这使得进一步减小尺寸、增加容量和提高硬盘读写速度成为可能。20世纪80年代末,IBM开发了MR磁阻磁头,后来又开发了GMR巨磁阻磁头。现在的硬盘都采用GMR磁头,利用特殊材料的电阻值随磁场变化的原理来读取磁盘上的数据。磁头在工作过程中不与磁盘接触,而是在磁盘高速旋转带动的空气动力作用下,在磁盘上方很低的高度飞行。为了提高磁头的灵敏度,磁头的飞行高度不断降低。通常,磁头和金属磁头臂、音圈电机的线圈和前置放大器电路形成一个组件。磁头由音圈电机驱动,根据读写数据的需要往复运动,定位数据所在的磁道。

因为磁头需要通过磁盘旋转驱动的空气动力飞行,所以当硬盘不工作或磁盘电机转速没有达到预定值时,磁头就不能飞行。但是磁头和磁盘的读写表面非常光滑,如果直接接触,必然会导致粘连,阻碍磁盘启动或造成磁头和磁盘损坏。因此,磁头在不工作时需要停放在数据区外。硬盘有两种方法可以满足这一要求:

第一种方法是在磁盘内部打开一个环形磁头停放区,磁头不工作时停放在这里。为了防止粘连,停放区域被有意加工成具有一定粗糙度的区域,使得当磁头停放在这里时,磁头和盘之间有一定量的空气。但是这必然会导致硬盘启停时磁头与磁盘之间产生严重的摩擦,从而损坏磁头,所以硬盘会有启停次数的索引。

第二种方式是在磁盘外安装一个磁头停放架,当磁头不工作时,它会停放在停放架上,这样正常情况下磁头就永远不会接触到磁盘表面,不会出现启停次数的问题。

(6)音圈电机

音圈电机由一个或两个高磁场强度的磁铁、外围磁钢组成的闭合磁场和音圈电机组成,在磁头驱动电路的控制下控制磁头的运动,并根据读写数据的要求驱动磁头在磁盘上方往复运动,使磁头位于所需的数据磁道上。流经线圈的电流控制磁头的移动方向:当磁头需要移动时,大电流通过线圈,磁头偏转;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。以类似的方式,磁头一步一步地接近指定位置,直到它被正确定位。在静止状态下,磁头不断校正其位置,以避免定位误差。

为了防止硬盘不工作时发生意外,不同的硬盘也设计了不同的磁头锁定机构。当硬盘不工作或磁盘损坏时

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