硬盤的工作原理參考模板

1、硬盤的工作原理關(guān)于eMule下載傷硬盤的話題先說一下現(xiàn)代硬盤的工作原理 現(xiàn)在的硬盤,無論是IDE還是SCSI,采用的都是"溫徹思特“技術(shù),都有以下特點(diǎn)：1。磁頭，盤片及運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)密封。2。固定并高速旋轉(zhuǎn)的鍍磁盤片表面平整光滑。3。磁頭沿盤片徑向移動(dòng)。4。磁頭對盤片接觸式啟停，但工作時(shí)呈飛行狀態(tài)不與盤片直接接觸。 盤片：硬盤盤片是將磁粉附著在鋁合金（新材料也有用玻璃）圓盤片的表面上.這些磁粉被劃分成稱為磁道的若干個(gè)同心圓，在每個(gè)同心圓的磁道上就好像有無數(shù)的任 意排列的小磁鐵，它們分別代表著0和1的狀態(tài)。當(dāng)這些小磁鐵受到來自磁頭的磁力影響時(shí)，其排列的方向會(huì)隨之改變。利用磁頭的磁力控制指定的

2、一些小磁鐵方 向，使每個(gè)小磁鐵都可以用來儲(chǔ)存信息。 盤體：硬盤的盤體由多個(gè)盤片組成，這些盤片重疊在一起放在一個(gè)密封的盒中，它們在主軸電機(jī)的帶動(dòng)下以很高的速度旋轉(zhuǎn)，其每分鐘轉(zhuǎn)速達(dá)3600，4500，5400，7200甚至以上。 磁頭：硬盤的磁頭用來讀取或者修改盤片上磁性物質(zhì)的狀態(tài)，一般說來，每一個(gè)磁面都會(huì)有一個(gè)磁頭，從最上面開始，從0開始編號。磁頭在停止工作時(shí)，與磁盤是接 觸的，但是在工作時(shí)呈飛行狀態(tài)。磁頭采取在盤片的著陸區(qū)接觸式啟停的方式，著陸區(qū)不存放任何數(shù)據(jù)，磁頭在此區(qū)域啟停，不存在損傷任何數(shù)據(jù)的問題。讀取數(shù)據(jù) 時(shí)，盤片高速旋轉(zhuǎn)，由于對磁頭運(yùn)動(dòng)采取了精巧的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)，此時(shí)磁頭處于離盤面數(shù)

3、據(jù)區(qū)0.2-0.5微米高度的”飛行狀態(tài)“。既不與盤面接觸造成 磨損，又能可靠的讀取數(shù)據(jù)。 電機(jī)：硬盤內(nèi)的電機(jī)都為無刷電機(jī)，在高速軸承支撐下機(jī)械磨損很小，可以長時(shí)間連續(xù)工作。高速旋轉(zhuǎn)的盤體產(chǎn)生了 明顯的陀螺效應(yīng)，所以工作中的硬盤不宜運(yùn)動(dòng)，否則將加重軸承的工作負(fù)荷。硬盤磁頭的尋道飼服電機(jī)多采用音圈式旋轉(zhuǎn)或者直線運(yùn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，在飼服跟蹤的調(diào)節(jié) 下精確地跟蹤盤片的磁道，所以在硬盤工作時(shí)不要有沖擊碰撞，搬動(dòng)時(shí)要小心輕放。 原理說到這里，大家都明白了吧？ 首先，磁頭和數(shù)據(jù)區(qū)是不會(huì)有接觸的，所以不存在磨損的問題。 其次，一開機(jī)硬盤就處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)可以達(dá)到4500或者7200轉(zhuǎn)每分鐘，這和你是否

4、使用FLASHGET或者ED都沒有關(guān)系，只要一通電，它們就在轉(zhuǎn).它們的磨損也和軟件無關(guān)。 再次，尋道電機(jī)控制下的磁頭的運(yùn)動(dòng)，是左右來回移動(dòng)的，而且幅度很小，從盤片的最內(nèi)層（著陸區(qū)）啟動(dòng)，慢慢移動(dòng)到最外層，再慢慢移動(dòng)回來，一個(gè)磁道再到另一個(gè)磁道來尋找數(shù)據(jù)。不會(huì)有什么大規(guī)模跳躍的（又不是青蛙）。所以它的磨損也是可以忽略不記的。 1 / 4那么，熱量是怎么來的呢？ 首先，是主軸電機(jī)和尋道飼服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，硬盤的溫度主要是因?yàn)檫@個(gè)。 其次，高速旋轉(zhuǎn)的盤體和空氣之間的摩擦。這個(gè)也是主要因素。而硬盤的讀寫？很遺憾，它的發(fā)熱量可以忽略不記！ 硬盤的讀操作，是盤片上磁場的變化影響到磁頭的電阻值,這個(gè)過程中盤片不

5、會(huì)發(fā)熱，磁頭倒是因?yàn)殡娏靼l(fā)生變化，所以會(huì)有一點(diǎn)熱量產(chǎn)生。寫操作呢？正好反過來， 通過磁頭的電流強(qiáng)度不斷發(fā)生變化，影響到盤片上的磁場，這一過程因?yàn)橛玫诫姶鸥袘?yīng)，所以磁頭發(fā)熱量較大。但是盤片本身是不會(huì)發(fā)熱的，因?yàn)楸P片上的永磁體是 冷性的，不會(huì)因?yàn)榇艌鲎兓l(fā)熱。 但是總的來說，磁頭的發(fā)熱量和前面兩個(gè)比起來，是小巫見大巫了。熱量是可以輻射傳導(dǎo)的，那么高熱量對盤片上的永磁體會(huì)不會(huì)有傷害呢？其實(shí)傷害是很小的，永磁體消磁的溫度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于硬盤正常情況下產(chǎn)生的溫度。當(dāng)然，要是你的機(jī)箱散熱不好，那可就怪不了別人了。 這里不得不說一下某人的幾個(gè)錯(cuò)誤： 一、高溫是影響到磁頭的電阻感應(yīng)靈敏度，所以才會(huì)產(chǎn)生讀寫錯(cuò)誤，和

6、永磁體沒有關(guān)系。 二、所謂的熱膨脹，不會(huì)拉近盤體和磁頭的距離，因?yàn)榇蓬^的飛行是空氣動(dòng)力學(xué)原理，在正常情況下始終和盤片保持一定距離。當(dāng)然要是你大力打擊硬盤，那么這個(gè)震動(dòng) 三、所謂尋道是指硬盤從初使位置移動(dòng)到指定磁道。所謂的復(fù)位動(dòng)作，并不是經(jīng)常發(fā)生的。因?yàn)榇诺赖奈锢砦恢檬谴娣旁贑MOS里面，硬盤并不需要移動(dòng)回0磁道再重新出發(fā)。只要磁頭一啟動(dòng)，所謂的復(fù)位動(dòng)作就完成了，除非你重新啟動(dòng)電腦，不然復(fù)位動(dòng)作就不會(huì)再發(fā)生。 四、IDE硬盤和SCSI硬盤的盤體結(jié)構(gòu)是差不多的。只是SCSI硬盤的接口帶寬比同時(shí)代的IDE硬盤要大，而且往往SCSI卡往往都會(huì)有一個(gè)類似CPU的東西來減緩主CPU的占用率。僅此而已，所以

7、希捷才會(huì)把它的SCSI硬盤的技術(shù)用在IDE硬盤上。 五、 硬盤的讀寫是以柱面的扇區(qū)為單位的。柱面也就是整個(gè)盤體中所有磁面的半徑相同的同心磁道，而把每個(gè)磁道劃分為若干個(gè)區(qū)就是所謂的扇區(qū)了。硬盤的寫操作，是 先寫滿一個(gè)扇區(qū)，再寫同一柱面的下一個(gè)扇區(qū)的，在一個(gè)柱面完全寫滿前，磁頭是不會(huì)移動(dòng)到別的磁道上的。所以文件在硬盤上的存儲(chǔ)，并不是像一般人的認(rèn)為，是 連續(xù)存放在一起的（從使用者來看是一起，但是從操作系統(tǒng)底層來看，其存放不是連續(xù)的）。所以FLASHGET或者ED開了再多的線程，磁頭的尋道一般都不 會(huì)比你一邊玩游戲一邊聽歌大。當(dāng)然，這種情況只是單純的下載或者上傳而已，但是其實(shí)在這個(gè)過程中，誰能保證自己

8、不會(huì)啟動(dòng)其它需要讀寫硬盤的軟件？可能很多 人都喜歡一邊下載一邊玩游戲或者聽歌吧？更不用說WINDOWS本身就需要頻繁讀寫虛擬內(nèi)存文件了。所以，用FG下載也好，ED也好，對硬盤的折磨和平時(shí) 相比不會(huì)太厲害的。 六、再說說FLASHGET為什么開太多線程會(huì)不好和ED為什么硬盤讀寫頻繁。首先，線程一多，cpu的占用率就高， 換頁動(dòng)作也就頻繁，從而虛擬內(nèi)存讀寫頻繁，至于為什么，學(xué)過操作系統(tǒng)原理的應(yīng)該都知道，我這里就不說了。ED呢？同時(shí)從幾個(gè)人那里下載一個(gè)文件，還有幾個(gè) 人同時(shí)在下載你的文件，這和FG開多線程是類似的。所以硬盤燈猛閃。但是，現(xiàn)在的硬盤是有緩存的，數(shù)據(jù)不是馬上就寫到硬盤上，而是先存放在緩存

9、里面,，然 后到一定量了再一次性寫入硬盤。在FG里面再怎么設(shè)置都好，其實(shí)是先寫到緩存里面的。但是這個(gè)過程也是需要CPU干預(yù)的，所以設(shè)置時(shí)間太短，CPU占用率 也高，所以硬盤燈也還是猛閃的，因?yàn)樘摂M文件在讀寫。 七、硬盤讀寫頻繁，磁頭臂在尋道伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下移動(dòng)頻繁，但是對機(jī)械來說這點(diǎn)耗損 雖有，其實(shí)不大。除非你的硬盤本身就有機(jī)械故障比如力臂變形之類的（水貨最常見的故障）。真正耗損在于磁頭，不斷變化的電流會(huì)造成它的老化，但是和它的壽 命相比。應(yīng)該也是在合理范圍內(nèi)的。除非因?yàn)檎饎?dòng)，磁頭撞擊到了盤體。 八、受高溫影響的最嚴(yán)重的是機(jī)械的電路，特別是硬盤外面的那塊電路板，上面的集成塊在高溫下會(huì)加速老化的

10、。所以IBM的某款玻璃硬盤，雖然有壞道，但是一用某個(gè)軟件，馬上就不見了。再嚴(yán)重點(diǎn)的，換塊線路板，也就正常了。就是這個(gè)原因。 總 之，硬盤會(huì)因?yàn)榄h(huán)境不好和保養(yǎng)不當(dāng)而影響壽命，但是這絕對不是軟件的錯(cuò)。FLASHGET也好,ED也好,FTP也好,它們雖然對硬盤的讀寫頻繁,但是還 不至于比你一般玩游戲一般聽歌對硬盤傷害大.說得更加明白的話,它們對硬盤的所謂耗損,其實(shí)可以忽略不記.不要因?yàn)榭匆娪脖P燈猛閃,就在那里瞎擔(dān)心.不然 那些提供WEB服務(wù)和FTP服務(wù)的服務(wù)器，它們的硬盤讀寫之大，可絕非平常玩游戲，下軟件的硬盤可比的。 硬盤有一個(gè)參數(shù)叫做連續(xù)無故障時(shí)間。它是指硬盤從開始運(yùn)行到出現(xiàn)故障的最長時(shí)間，單位

11、是小時(shí)，英文簡寫是MTBF。一般硬盤的MTBF至少在30000或40000小時(shí)。具體情況可以看 硬盤廠商的參數(shù)說明。這個(gè)連續(xù)無故障時(shí)間，大家可以自己除一下，看看是多少年。然后大家自己想想，自己的硬盤平時(shí)連續(xù)工作最久是多長時(shí)間。 目前我使用的機(jī)器，已經(jīng)連續(xù)開機(jī)1年了，除了中途有幾次關(guān)機(jī)十幾分鐘來清理灰塵外，從來沒有停過（使用金轉(zhuǎn)6代40G）。另外還有三臺使用SCSI硬盤的服 務(wù)器，是連續(xù)兩年沒有停過了，硬盤的發(fā)熱量絕非平常IDE硬盤可比（1萬轉(zhuǎn)的硬盤?。?。在這方面，我想我是有發(fā)言權(quán)的。 最后補(bǔ)充一下若干點(diǎn)： 一、硬盤最好不要買水貨或者返修貨。水貨在運(yùn)輸過程中是非常不安全的，雖然從表面上看來似乎無

12、損傷，但是有可能在運(yùn)輸過程中因?yàn)楦鞣N因素而對機(jī)械體造成損傷。返修貨就更加不用說了。老實(shí)說，那些埋怨硬盤容易損壞的人，你們應(yīng)該自己先看看，自己的硬盤是否就是這些貨色。 二、硬盤的工作環(huán)境是需要整潔的，特別是注意不要在頻繁斷電和灰塵很多的環(huán)境下使用硬盤。機(jī)箱要每隔一兩個(gè)月清理一下灰塵。 三、硬盤的機(jī)械最怕震動(dòng)和高溫。所以環(huán)境要好，特別是機(jī)箱要牢固，以免共震太大。電腦桌也不要搖搖晃晃的。 四、 要經(jīng)常整理硬盤碎片。這里有一個(gè)大多數(shù)人的誤解，一般人都以為硬盤碎片會(huì)加大硬盤耗損，其實(shí)不是這樣的。硬盤碎片的增多本身只是會(huì)讓硬盤讀寫所花時(shí)間比碎 片少的時(shí)候多而已，對硬盤的耗損是可以忽略的（我在這里只說一個(gè)事實(shí)，目前網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器，它們用得最多的操作系統(tǒng)是UNIX，但是在UNIX下面是沒有 磁盤碎片整理軟件的。就連微軟的NT4,本身也是沒有的）。不過，因?yàn)榇蓬^頻繁的移動(dòng)，造成讀寫時(shí)間的加大，所以CPU的換頁動(dòng)作也就頻繁了，而造