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硬盘的工作原理

来源: 发布时间:2011-3-18 点击量:   【返回
硬盘的工作原理是利用特定的磁粒子的极性来记录数据。磁头在读取数据时,将磁粒子的不同极性转换成不同的电脉冲信号,再利用数据转换器将这些原始信号变成计算机可以使用的数据,写操作正好与此相反。另外,硬盘中还有一个存储缓冲区,这是为协调硬盘与主机在数据处理速度上的差异而设置的。由于硬盘的结构比软盘复杂的多,所以它的格式化工作也比软盘要复杂,可分为低级格式化、硬盘分区、高级格式化以及建立文件管理系统。

硬盘作为一种磁表面存储器,在非磁性的合金材料表面涂上一层很薄的磁性材料,通过磁层的磁化来存储信息。磁盘主要由磁盘、磁头及控制电路组成,信息存储在磁盘上,磁头负责读出或写入。硬盘一开机,其磁盘就开始高速旋转。硬盘充分利用了空气动力学原理,盘片在高速旋转下产生的气流浮力迫使磁头离开盘面悬浮在盘片上方,浮力与磁头座架弹簧的反向弹力迫使磁头保持平衡。这样的非接触式磁头可以有效地减小磨损当硬盘和由摩擦产生的热量及阻力。
 
当硬盘接到一个系统读取数据指令后,磁头根据给出的地址首先按磁道号产生驱动信号进行定位,然后再通过盘片的转动找到具体的扇区,最后由磁头读取指定位置的信息并传送到硬盘自带的高速缓存中。
 
长期以来,人们对硬盘盘体内的认识一直存在误解,其实硬盘盘体内并不是“真空”,也不是什么“特殊气体”。盘体内就是纯净的空气。从上面的介绍我们可以知道,硬盘充分利用了空气动力学原理,使磁头离开盘面悬浮在盘片上方,硬盘盘体内如果是“真空”,那么磁头就不会悬浮。同时也没有必要在盘体内注入“特殊气体”,但是盘体内的纯净空气一般至少要达到Class100,即一立方米空间内的空气直径为1埃(百亿分之一米)的尘粒不得超过100颗。
 
那么为什么硬盘盘体内要有如此纯净的空气呢?这是因为磁头相对于磁盘盘片表面的飞行高度只有亿分之三米左右,而灰尘颗粒的直径要远大于这个高度,在硬盘盘片高速旋转时,一旦有灰尘颗粒进入盘体,它就会在盘体内空气的带动下,像乒乓球一样乱撞,这样就极容易损坏硬盘盘片和磁头,使硬盘的寿命大大降低。


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