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硬盘的工作原理介绍

Admin | 2010-6-15 12:44:19 | 被阅次数 | 6347

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  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。

  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的任 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指定的一些小磁铁方 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,其每分钟转速达3600,4500,5400,7200甚至以上。

  磁头: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,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---0.5微米高度的”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,否则将加重轴承的工作负荷。硬盘磁头的寻道饲服电机多采用音圈式旋转或者直线运动步进电机,在饲服跟踪的调节 下精确地跟踪盘片的磁道,所以在硬盘工作时不要有冲击碰撞,搬动时要小心轻放。 

  应该注意如下几个问题:

  首先,磁头和数据区是不会有接触的,所以不存在磨损的问题。

  其次,一开机硬盘就处于旋转状态,主轴电机的旋转可以达到4500或者7200转每分钟,这和你是否使用FLASHGET或者ED都没有关系,只要一通电,它们就在转.它们的磨损也和软件无关。

  再次,寻道电机控制下的磁头的运动,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。不会有什么大规模跳跃的(又不是青蛙)。所以它的磨损也是可以忽略不记的。

  那么,热量是怎么来的呢?

  首先,是主轴电机和寻道饲服电机的旋转,硬盘的温度主要是因为这个。

  其次,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,它的发热量可以忽略不记!

  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。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,那可就怪不了别人了。


该杂文来自: 基础知识杂文

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