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二、硬盘储存数据的原理
硬盘包括一至数片高速转动的磁盘以及放在执行器悬臂上的磁头。
在平整的磁性表面存储和检索数字数据,信息通过离磁性表面很近的磁头,由电磁流来改变极性方式被写到磁盘上,信息可以通过相反的方式读取,例如读头经过纪录数据的上方时磁场导致线圈中电气信号的改变。
三、磁盘的物理结构
硬盘的物理结构一般由磁头与碟片、电动机、主控芯片与排线等部件组成。
当主电动机带动碟片旋转时,副电动机带动一组磁头到相对应的碟片上并确定读取正面还是反面的碟面,磁头悬浮在碟面上画出一个与碟片同心的圆形轨道(磁轨或称柱面),这时由磁头的磁感线圈感应碟面上的磁性与使用硬盘厂商指定的读取时间或数据间隔定位扇区,从而得到该扇区的数据内容。
- 磁道:Track。当磁盘旋转时,磁头若保持在一个位置上,则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹,这些圆形轨迹就叫做磁道;
- 柱面:Cylinder。在有多个盘片构成的盘组中,由不同盘片的面,但处于同一半径圆的多个磁道组成的一个圆柱面;
- 扇区:Sector。磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段,这些弧段便是硬盘的扇区(Sector)。硬盘的第一个扇区,叫做引导扇区;
- 磁头:Head。硬盘读取数据的关键部件,它的主要作用就是将存储在硬盘盘片上的磁信息转化为电信号向外传输,而它的工作原理则是利用特殊材料的电阻值会随着磁场变化的原理来读写盘片上的数据,磁头的好坏在很大程度上决定着硬盘盘片的存储密度;
- 盘片:Platter。硬盘中承载数据存储的介质。硬盘盘片是以坚固耐用的材料为盘基,将磁粉附着在铝合金(新材料也有用玻璃)圆盘片的表面上,表面被加工的相当平滑。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。硬盘是由多个盘片叠加在一起,互相之间由垫圈隔开。
每个盘片都有两面,因此相对应每盘片有 2 个磁头。