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| 菜鸟学电脑之硬盘篇 |
| enet |
| 2004-9-17 8:42:00文/电脑报 |
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目前市场上的硬盘除昆腾公司的Bigfoot（大脚）系列为5.25英寸结构外，其他都为3.25英寸产品，其中5.25英寸又有半高型和全高型之分。采用5.25设计的昆腾BigfootTX4.0硬盘的外部结构，3.25英寸硬盘结
构与此相似。
1、接口
包括电源插口和数据接口两部分，其中电源插口与主机电源相联，为硬盘工作提供电力保证。数据接口则是硬盘数据和主板控制器之间进行传输交换的纽带，根据联接方式的差异，分为EIDE接口和SCSI接口。EIDE接口由于造价低廉、使用方便，为多数硬盘采用。而采用SCSI接口则必须另配SCSI卡才能使用，虽然其价格相对较高，但却具有优良的传输性能，多在计算机网络服务器和高档图形工作站等设备中使用。
2、控制电路板
采用贴片式元件焊接，包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路等。在电路板上还有一块高效的单片机ROM芯片，其固化的软件可以进行硬盘的初始化，执行加电和启动主轴电机，加电初始寻道、定位以及故障检测等。基于稳定运行和加强散热的原因，控制电路板都是裸露在硬盘表面的。在电路板上还安装有高速缓存芯片，通常为128KB或256KB，而目前最新产品为了获得更高的传输效率，已逐步使用215KB的数据缓存。
3、固定盖板
实际上它是硬盘的面板，用以标注产品的型号、产地、设置数据等，和底板结合成一个密封的整体，保证硬盘盘片和机构的稳定运行。
4、安装螺孔
用于硬盘的安装，对于3.25英寸的产品，固定盖板和侧面都具有安装孔，可以方便灵活地放置。
硬盘的内部结构
硬盘内部结构由固定面板、控制电路板、盘头组件、接口及附件等几大部分组成，而盘头组件（Hard Disk Assembly，HDA）是构成硬盘的核心，封装在硬盘的净化腔体内，包括浮动磁头组件、磁头驱动机构、盘片及主轴驱动机构、前置读写控制电路等。
1、浮动磁头组件
由读写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成。磁头是硬盘技术最重要和关键的一环，实际上是集成工艺 制成的多个磁头的组合，它采用了非接触式头、盘结构，加电后在高速旋转的磁盘表面飞行，飞高间隙只有 0.1-0.3μm，可以获得极高的数据传输率。现在转速达5400rpm的硬盘飞高都低于0.3μm，以利于读取较大 的高信噪比信号，提供数据传输存储的可靠性。由于早期硬盘采用的磁感应磁头在读写使用和设计上的局限 性，新型大容量的硬盘产品都采用了新型MR（Magnetoresistive heads） 磁阻磁头。
MR磁阻磁头采用了读写分离的磁头结构，写操作时使用传统的磁感应磁头，读操作则采用MR磁头。分离设计可以针对磁头的不同特性分别进行优化，以得到最佳的读写性能。
由于MR磁头采用特殊材料制成，在磁场作用下可改变MR元件的电阻值和电流，当盘片飞过磁头表面时通过阻值变化去感应信号，因而信号变化相当敏感，数据读取的准确性也非常高。同时MR磁头具有极窄的道密度，可以把盘片磁道做得很则相应整体密度将提高，从而使硬盘的单碟容量可以达到以GB为单位。随着技术的发展，具备更窄的道密度，采用多层结构、磁阻效应更好的材制作的GMR（Giant Magnetoresistive heads）磁头也已在超大容量的硬盘中使用。
2、磁头驱动机构
由音圈电机和磁头驱动小车组成，新型大容量硬盘还具有高效的防震动机构。高精度的轻型磁头驱动机构能够对磁头进行正确的驱动和定位，并在很短的时间内精确定位到系统指令指定的磁道上，保证数据读写的可靠性。磁头机构的电机有步进电机、力矩电机和音圈电机三种，前两种应用在低容量硬盘中，现已被淘汰，大容量硬盘多采用音圈电机驱动。
音圈是中间插有与磁头相连的磁棒的的线圈，当电流通过线圈时，磁棒就会发生位移，进而驱动装载磁头的小车，并根据控制器在盘面上磁头位置的信息编码来得到磁头移动的距离，达到准确定位的目的。音圈电机是密封型的控制系统，能够自动调整，速度比早期的驱动电机要快而且安全系数高。
3、盘片和主轴组件
盘片是硬盘存储数据的载体，现在的盘片大都采用金属薄膜磁盘，这种金属薄膜较之软磁盘的不连续颗粒载体具有更高的记录密度，同时还具有高剩磁和高矫顽力的特点。
主轴组件包括主轴部件如轴瓦和驱动电机等。随着硬盘容量的扩大，主轴电机的速度也在不断提升，主轴电机的速度也在不断提升，导致了传统滚珠轴承电机磨损加剧、温度升高、噪声增大的弊病，对速度的提高带来了负面影响。因而生产厂商开始采用精密机械工业的液态轴电机（Fluid dynamic bearing motors）技术，液态轴承电机使用黏膜液油轴承，以油膜代替滚珠可以避免金属面的直接磨擦，噪声和温度减小到最低。而油膜具有有效吸收震动的能力，可以提高主轴部件的抗震能力，以理论上讲液态轴承电机无磨损，寿命无限长，是目前超高速硬盘的发展趋势。
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