硬盤的工作原理和內部構造

　　硬盤是電腦重要的儲存媒介，是電腦必不可少的組成部分，但很多人并不知道硬盤的工作原理，也不知道硬盤由哪些部件組成的。為了讓大家學通弄懂硬盤的工作原理，下面就給大家詳細介紹一下硬盤的工作原理和內部構造。

　　1.硬盤的工作原理

　　硬件存儲原理：

　　硬盤存儲數據是根據電、磁轉換原理實現的。硬盤由一個或幾個表面鍍有磁性物質的金屬或玻璃等物質盤片以及盤片兩面所安裝的磁頭和相應的控制電路組成，其中盤片和磁頭密封在無塵的金屬殼中。

　　硬盤工作時，盤片以設計轉速高速旋轉，設置在盤片表面的磁頭則在電路控制下徑向移動到指定位置然后將數據存儲或讀取出來。

　　寫數據：系統向硬盤寫入數據時，磁頭中“寫數據”電流產生磁場使盤片表面磁性物質狀態發生改變，并在寫電流磁場消失后仍能保持，這樣數據就存儲下來了；

　　讀數據：系統從硬盤中讀數據時，磁頭經過盤片指定區域，盤片表面磁場使磁頭產生感應電流或線圈阻抗產生變化，經相關電路處理后還原成數據。

　　上電啟動過程：

　　計算機在按下power鍵以后，開始執行主板bios程序。進行完一系列檢測和配置以后。開始按bios中設定的系統引導順序引導系統。假定現在是硬盤。Bios執行完自己的程序后如何把執行權交給硬盤呢？交給硬盤后又執行存儲在哪里的程序呢？

　　MBR位于整個硬盤的 0 柱面 0磁頭 1 扇區（可以看作是硬盤的第一個扇區），bios在執行自己固有的程序以后就會jump到mbr中的第一條指令。將系統的控制權交由mbr來執行。

　　磁盤的讀寫過程：

　　系統將文件存儲到磁盤上時，按柱面、磁頭、扇區的方式進行，即最先是第1磁道的第一磁頭下（也就是第1盤面的第一磁道）的所有扇區，然后，是同一柱面的下一磁頭，……，一個柱面存儲滿后就推進到下一個柱面，直到把文件內容全部寫入磁盤。

　　步驟一、系統讀出數據時通過告訴磁盤控制器要讀出扇區所在的柱面號、磁頭號和扇區號（物理地址的三個組成部分）進行。

　　步驟二、磁盤控制器則直接使磁頭部件步進到相應的柱面，選通相應的磁頭，等待要求的扇區移動到磁頭下。

　　步驟三、在扇區到來時，磁盤控制器讀出每個扇區的頭標，把這些頭標中的地址信息與期待檢出的磁頭和柱面號做比較（即尋道），然后，尋找要求的扇區號。

　　步驟四、待磁盤控制器找到該扇區頭標時，根據其任務是寫扇區還是讀扇區，來決定是轉換寫電路， 還是讀出數據和尾部記錄。

　　步驟五、找到扇區后，磁盤控制器必須在繼續尋找下一個扇區之前對該扇區的信息進行后處理。如果是讀數據，控制器計算此數據的ECC碼，然 后，把ECC碼與已記錄的ECC碼相比較。如果是寫數據，控制器計算出此數據的ECC碼，與數據一起存儲。在控制器對此扇區中的數據進行必要處理期間，磁盤繼續旋轉。

　　斷電過程 ：

　　在斷電的時候由于電源的不穩定，讀寫磁頭會不會不穩定，造成數據的混亂呢？答案是會的。

　　但是為什么我們在遇到藍屏或緊急情況下直接斷電沒問題呢？

　　根據目前在網上胡亂找的資料來看，有兩種解釋具體的操作可能是需要根據具體廠家來定了。（非專業，僅供參考，求專家說明）

　　1）、當系統檢測到電源送給系統的電壓下降信號時，立刻向硬盤發送指令，使磁頭返回，良好的電源可保證這一過程完成，在幾十毫秒后才使整機斷電。

　　2）、正常操作時磁頭懸浮在盤面上，如果突然斷電，控制磁頭的音圈馬達就會以為突然失電而失去動力，磁頭就會在極短的時間內由于一個永磁鐵的作用力而回到磁頭托架上面去，這就是為什么硬盤在經受數次斷電而沒有損壞的原因。

　　目前市面上的硬盤無論是什么類型，大多數都采用溫徹斯特技術。主要特點如下：一是刺頭、盤片是封閉的，硬盤高速運轉是，表面不起任何變化。硬盤運行時，磁頭會向盤片的方向逐步移動，停止工作后才會停止，工作狀態中不可能與盤片接觸。

　　2.硬盤的組成

　　硬盤最主要的構成部分是盤片、盤體、電機。盤片就是將磁粉或玻璃依附在鋁合金的圓盤上，然后這些磁粉分為幾個不同區域，每個區域上都有很多小磁鐵，這些磁粉在磁頭的影響下發生變化，磁鐵的佩列順序發生變化，實現信息儲存。盤體。盤體是很多個盤片組成的，這些盤點通過特殊手段放在封閉的盤體中，電腦運營中盤點在電機的帶動下不同旋轉，且速度超快，通常情況下轉速分為3600、4500、5400、7200。電機。電腦硬盤的的電機屬于無刷電機，高速運轉下摩擦很小，長時間工作也不成問題，不過該種電機在運行過程中不要輕易移動，若移動會導致電機損傷。

　　其實硬盤的工作原理非常深奧，三言兩語說不清楚，只能簡單介紹下硬盤的工作方式和重要組成部分。不過非專業人士也沒必要太深入了解硬盤的工作原理，只需要大概掌握即可，如果計劃從事計算機行業，還是有必要詳細了解硬盤的工作原理。
責任編輯：YYX