《硬盘运作原理专业讲述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《硬盘运作原理专业讲述（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页 共1页n 当前文档修改密码：8362839硬盘运作原理 硬盘的储存原理是将数据用其控制电路透过硬盘读写头 (Read Write Head )去改变磁盘上表面上极细微的磁蕊的正负极性 ( )来加以储存， 使用久了，便可能出现各种各样的问题，而硬盘“坏轨”是这其中最常见的问题。 硬盘坏轨分为逻辑坏轨和物理坏轨两种，前者为软坏轨，通常为软件操作或使用不当造成的，可用软件修复；后者为真正的物理性坏轨，它表明你的硬盘磁道上产生了物理损伤，只能通过更改硬盘分区或扇区的使用情况来解决。救援、修复都是事后补救的方式，如何正确使用硬盘才
2、是减少硬盘坏轨发生的重要课题。以下是延长硬盘寿命的正确使用方法，提供大家作参考： 稳定的电源系统当硬盘开始工作时，一般都处于高速旋转之中，如果中途突然关闭电源，可能会导致磁头与盘片猛烈磨擦而损坏硬盘。因此最好不要突然关机，关机时一定要注意面板上的硬盘指示灯是否还在闪烁，只有当硬盘指示灯停止闪烁、硬盘结束读写后方可关闭计算机的电源开关。 防止灰尘进入在灰尘严重的环境下，硬盘很容易吸引空气中的灰尘颗粒，被吸引的灰尘长期积累在硬盘的内部电路、元器件上，会影响电子元器件的热量散发，使得电路板等元器件的温度上升，产生漏电而烧坏组件。另外灰尘也可能吸收水分，腐蚀硬盘内部的电子线路，造成一些莫名其妙的问题。
3、所以灰尘体积虽小，但对硬盘的危害是不可低估的。因此必须保持环境卫生，减少空气中的潮湿度和含尘量。注意！一般计算机用户不能自行拆开硬盘盖，否则空气中的灰尘进入硬盘内，在磁头进行读、写操作时划伤盘片或磁头。 保持良好的散热硬盘工作时会产生一定热量，使用中存在散热问题。温度以2025度为宜，温度过高或过低都会使晶体震荡器的时钟主频发生改变。温度还会造成硬盘电路组件失灵，磁介质也会因热胀效应而造成记录错误；温度过低，空气中的水分会被凝结在集成电路组件上，造成短路。 当湿度过高时，电子组件表面可能会吸附一层水膜，氧化、腐蚀电子线路，以致接触不良，甚至短路，还会使磁介质的磁力发生变化，造成数据的读写错误。
4、湿度过低，容易累积大量的因机器转动而产生的静电，这些静电会烧坏CMOS电路，吸附灰尘而损坏磁头、划伤磁盘片。机房内的湿度以4565%为宜。注意使空气保持干燥或经常给系统加电，靠自身发热将机内水汽蒸发掉。另外，尽量不要使硬盘靠近强磁场，如音箱、喇叭、电机、电台、手机等，以免硬盘所记录的数据因磁化而损坏。 定期整理硬盘上的信息在硬盘中，频繁地建立、删除文件会产生许多碎片，如果碎片累积了很多的话，我们日后在开启某个文件时，硬盘可能会需要花费很长的时间读取该文件，不但开启效率下降，而且还有可能损坏磁道。因此，我们应该经常使用操作系统下的扇区碎片整理程序对硬盘进行整理，整理完以后最好再使用硬盘修复程序来
5、修补那些有问题的磁道。 定期对硬盘进行扫毒现在的病毒攻击的范围是越来越广泛了，而硬盘作为计算机的信息存储基地，通常都是计算机病毒攻击的首选目标。为了保证硬盘的安全，我们应该时常更新病毒码，并定期对计算机进行扫毒，同时要注意将重要的数据进行保护和经常性的备份。 用手拿硬盘时要小心在用手拿硬盘时一定要做到以下两点： 要轻拿轻放，不要与其它坚硬物体相撞 不能用手随便地触摸硬盘背面的电路板 因此，我们在用手拿硬盘时应该抓住硬盘两侧，并避免与其背面的电路板直接接触。有的类型的硬盘会在其外部包上一层护膜，此护膜除具备防震功能外，更能把电路板保护于其中。 尽量不要使用硬盘压缩技术 我们以前在硬盘空间不大时，
6、总是想尽办法地节省硬盘空间，例如常见的措施是通过Doublespace、Drvspace命令来压缩硬盘空间，但当压缩文件逐渐增大时，这种方法就有一个很明显的缺点，那就是硬盘的读写数据大大地减慢了。 在工作中不能移动硬盘硬盘是一种高精密设备，工作时磁头在盘片表面的浮动高度只有几微米。当硬盘处于读写状态时，一旦发生较大的震动，就可能造成磁头与盘片的撞击，导致损坏。所以不要搬动运行中的微机。在硬盘的安装、拆卸过程中应多加小心，硬盘移动、运输时严禁碰撞，最好用泡沫或海绵包装保护一下，尽量减少震动。 硬盘故障原因问题症状 故障原因 成功率 软件DIR硬盘都是乱码CPU或主机板的问题,或是中毒导致99%
7、数据删除后又format or fdisk人为因素99% 数据误删除，又从资源回收桶删除人为因素99% 无法读取硬盘速度很慢硬盘坏轨 99% 硬件电路板PCBA烧毁 芯片裂开电路板烧毁95% 主机板侦测有硬盘ID 电路板可驱动内部芯片90% 主机板侦测没有硬盘但有怪声，(请立即断电防止继续磨损)读写头or内部芯片80% 主机板侦测没有硬盘电路板有驱动,会转动内部芯片电路故障70% 硬盘无声，电路板完全无法驱动(有些盘片已经全部被清除）全部都坏50% 需检查完全无声无反应须要检查是否是马达故障?30%无法修复需转国外盘片刮伤污染读写头弯曲掉落30%首页 / 硬盘常识 / 硬盘基本原理 硬盘(Ha
8、rd Disk or Fix Disk)是高科技、高精密产业，集电子半导体、雷射光学、精密机械、高等物理化学等科技。目前PC很多外围产品在许多国家均可制造，唯独CPU和硬盘只有美、日商有能力制造，可见制造难度。硬盘因其产业结构庞大涉及尖端科技，所以美国原厂对硬盘技术管制严格，一般无法轻易取得关键技术。硬盘是利用2进位磁性储存原理是将数据用其控制电路透过硬盘读写头(Read / Write Head )，去改变磁盘上表面上极细微的磁蕊的正负极性 ( )来加以储存，所以这几片磁盘就相当重要。而磁盘为储存更多的数据，则须将磁蕊制作的愈细愈小(类似相机底片的感光颗粒)，再Coating (溅镀)到磁盘
9、表面上，密度相当高，而硬盘读写头为了能在磁盘表面高速来回移动读取数据，则需漂浮在磁盘表面不可接触，但太高读取讯号会太弱，无法达到高容量要求，所以需尽可能压低，其飞行高度(Flying Height)约为 0.5 uin (可比喻成一架大型747客机其飞行高度须保持在1 Inch而不可坠毁)所以磁盘表面上须相当光滑平整，任何异物、尘埃均会造成硬盘读写头打伤磁面(限于发径的1 %以下)而造成硬盘数据永久性伤害。所以硬盘的装配修复全程需在Class 100高洁净度的Clean Room (无尘室)内进行。硬盘零件大致分为，磁盘(Media)、读写头(Read Write Head)、马达(Spind
10、le Motor & Voice Coil Motor)、底座(Base)、电路板(PCBA)等几大项组合而成。 Media的基板是金属或玻璃材质制成，为达到高密度高稳定的质量，基板要求表面光滑平整，不可有任何暇疵，将磁粉Coating 溅镀到基板表面上，最后再涂上保护润滑层。此处有2项高科技，一为如何制造出不含杂质极细微的磁粉；二为如何将磁粉均匀的Coating上去。 以3.5”Media计算，其内径为25mm，需扣掉最外及最内圈不储存Data的部分，实际只剩20mm。磁盘是以2进位磁性储存，涂布极细磁粉，一磁粉只呈带电or不带电，“+” or “”一粒磁粉=1Bit8Bit=1Byte1M
11、b=1024 x 1024=1,048,576Byte1GB=1,048,576 x 1,024=1,073,741,824Byte100GB=107,374,182,400Byte x 8Bit =858,993,459,200 Bit (磁粒) (1个Bit记录0或1，8Bit只可记录一个字符如A、B或C。事实上不是以Bit为单位，在此为求简单易懂，故以Bit形容。)可见其密度相当高，所以Media不可有任何污染，全程制造均需在Class 100高洁净度的Clean Room内，这也是硬盘机要求需在Clean Room才能拆解的原因。Media出厂时，是完全空白无任何数据讯号存在，需交由各
12、硬盘厂组装时自行编码(Servo Track Write)才可使用。 Head 是由上、下多片读写头固定在同一组Arm上，来回移动时是整组Arm一起移动，一般读写原理是，例如当10MB Data进来时，第1个Head先写4096 Byte(视规格各异)，第2 Head写4096 Byte，依此类推，呈垂直读写，所以1 支档案是被分成很多段存在各磁面上，读取时也是同理，如此多磁头同时读写可达到高速要求，但现在又有更先进的科技出现。Arm 因需高速来回移动，不可抖动，并精准移至原地址，各Head垂直度不可有分毫误差 (限于头发的0.001 宽度) 所以 Head、Media均不可松动或偏角，否则会
13、无法定轨。目前科技尚无法将误差的Head或Media调整回原址，因需以3D立体来看X、Y点及各Head的垂直点外，还需顾及外径与内径的公差，这也是硬盘怕碰撞的原因，更不可能去更换Head Spindle Motor上装有至多片Media，以7,200或10,000 RPM 定速旋转，为保持其Balance不可抖动，所以Bearing(分滚珠、液态)质量要求严谨，需能忍受24 H x 365 Days持续运转而不磨损、不产生高温噪音。硬盘组装时，是依序将Spindle Motor、Media、Voice Coil Motor、Head装上固定后，先测试各Head在其所处Media的Fly Hei
14、ght值，是否合格(约为0.5 uin)因为Head是利用气流漂浮在Media上不接触的原理，才可在各轨间高速来回移动，但太高读取讯号太弱，太低会磨损到Media表面，所以 Media表面上须相当光滑平整，任何异物、尘埃均会使得Head打伤磁面而造成Data永久性伤害。似车子在高速时轮胎去撞到大石头，后果严重。所以硬盘的装配修复全程需在高洁净度的无尘室内进行。此项安装作业需用雷射仪器完成，无法使用人工。 各大组件装毕后，此时Media因尚无任何Sector存在，硬盘还无法读取，需经各厂依其规格用专用的Servo Track Writer，透过其Head在Media进行一圈一圈 Embedded
15、 Servo 的编码动作。100GB=107,374,182,400 Byte / 512Byte=209,715,200 Sector。因太精细，Servo write 是以雷射控制，不得误差。因Media是圆形，内径较小所以所编出的Sector数量会比外径少，这是所谓的Zone Bit Recording编码法，这也是最困难的技术。 Embedded Servo 完成后，此时硬盘已可使用，接上计算机 Power On后，Head 已可正常定轨，BIOS 已可 Detect 其规格，出现 Sector 值。最后 BIOS 会将 Controller 交由操作系统，只需 Create New Partition 及 Format 就可正式储存 Data。以上基本原理介绍，读者应可得知几项问题需注意：Media不可污染，所以需在Class 100高洁净度的Clean Room拆解。Head 、Media两者唇齿相依，当初固定后，即用Servo Track Writer将各面Media作垂直性的Embedded Servo，就不容许再有误差，只要稍有碰撞
