计算机中的硬盘

  作为计算机中最主要的存储设备,电脑硬盘(Hard Disk Drive)是由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外覆盖有铁磁性材料。

1、硬盘的组成(磁头,磁道,柱面)

(1)磁头

  磁头是硬盘中最昂贵的部件,也是硬盘技术中最重要和最关键的一环。传统的磁头是读写合一的电磁感应式磁头,但是,硬盘的读、写却是两种截然不同的操作,为此,这种二合一磁头在设计时必须要同时兼顾到读/写两种特性,从而造成了硬盘设计上的局限。而MR磁头(Magnetoresistive heads),即磁阻磁头,采用的是分离式的磁头结构:写入磁头仍采用传统的磁感应磁头(MR磁头不能进行写操作),读取磁头则采用新型的MR磁头,即所谓的感应写、磁阻读。这样,在设计时就可以针对两者的不同特性分别进行优化,以得到最好的读/写性能。

 (2)磁道

  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。这些磁道用肉眼是根本看不到的,因为它们仅是盘面上以特殊方式磁化了的一些磁化区,垂直记录时磁颗粒状态表示,磁盘上的信息便是沿着这样的轨道存放的。相邻磁道之间并不是紧挨着的,这是因为磁化单元相隔太近时磁性会相互产生影响,同时也为磁头的读写带来困难。一张1.44MB的3.5英寸的软盘,一面有80个磁道,而硬盘上的磁道密度则远远大于此值,通常一面有成千上万个磁道。

  磁盘表面涂有做为纪录使用的磁性介质,其在显微镜下呈现出来的便是一个个磁颗粒。微小的磁颗粒极性可以被磁头快速的改变,并且在改变之后可以稳定的保持,系统通过磁通量以及磁阻的变化来分辨二进制中的0或者1。也正是因为所有的操作均是在微观情况下进行,所以如果硬盘在高速运行的同时受到外力的震荡,将会有可能因为磁头拍击磁盘表面而造成不可挽回的数据损失。除此之外,磁颗粒的单轴异向性和体积会明显的磁颗粒的热稳定性,而热稳定性的高低则决定了磁颗粒状态的稳定性,也就是决定了所储存数据的正确性和稳定性。但是,磁颗粒的单轴异向性和体积也不能一味地提高,它们受限于磁头能提供的写入场以及介质信噪比的限制。

  磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段,这些弧段便是磁盘的扇区,每个扇区可以存放512个字节的信息,磁盘驱动器在向磁盘读取和写入数据时,要以扇区为单位。1.44MB3.5英寸的软盘,每个磁道分为18个扇区。

(3)柱面

  硬盘通常由重叠的一组盘片构成,每个盘面都被划分为数目相等的磁道,并从外缘的“0”开始编号,具有相同编号的磁道形成一个圆柱,称之为磁盘的柱面。磁盘的柱面数与一个盘面上的磁道数是相等的。由于每个盘面都有自己的磁头,因此,盘面数等于总的磁头数。所谓硬盘的CHS,即Cylinder(柱面)、Head(磁头)、Sector(扇区),只要知道了硬盘的CHS的数目,即可确定硬盘的容量,硬盘的容量=柱面数磁头数扇区数512B。

 2、硬盘的质量

(1)对于接口的选择,我们目前最普遍使用的就是SATA接口(Intel提出的Serial ATA,一种即将成型的接口规格)的硬盘,IDE接口硬盘已经基本淘汰,另一种规格就是SCSI硬盘,尽管SCSI硬盘有很多IDE硬盘无法相比的优势,但是他的生产成本导致SCSI硬盘的价格一直很昂贵,所以根本无法适合普通用户的使用。

(2)容量方面,我们就不用多说了,现在市场中硬盘的最大容量已经达到了10TB,尽管容量提升的很多,但是价格却还是能让人接受的。

(3)至于速度方面,我们是得好好考虑一下的,因为即使是容量相同的硬盘,7200转和5400转会相差100多元不等。从性能上看,7200转比5400转有了不小的提升,所以7200转的硬盘更适合电脑发烧友、3D游戏爱好者、专业作图和进行音频视频处理工作的人使用,而5400转硬盘则比较适合于笔记本电脑。

(4)强大的稳定性是任何一个人都希望自己的系统所具有的,但是如果我们买了一个容量大、速度快的硬盘,但是偏偏稳定性不好,那将是多么悲惨的事情,所以我们在选购硬盘的时候要保证一个原则,那就是淘汰的东西不买、最新的东西也尽量不买,原因很简单,淘汰的东西肯定是容量小而且技术落后,所以买了以后用不了多长时间就会感觉到落伍的尴尬;而太新的产品价格贵且先不说,主要是新产品才用的新技术并不是很成熟完善,所以难免会出现缺陷的。

(5)缓存方面其实可说的不多,因为硬盘决大多数都是2MB的缓存,只有大部分SATA硬盘采用了8MB的缓存。大容量缓存可以很明显的提高硬盘性能,只不过价格还是有些偏贵,不过大家也可以按照自己的资金状况来选购。

 3、硬盘故障原因

(1)考虑到散热效果,很多人都为自己电脑硬盘安装上了硬盘散热风扇,但是一些低档的风扇,它的震动相当明显,可以把震动传递到硬盘上,长期以后,定会对硬盘寿命产生影响。

(2)目前主流的光驱读盘速度已经达到了50倍速以上,当光盘在光驱总高速旋转时,光驱本身发出的震动会带动机箱的共振,从而影响到硬盘的工作。而且这种高速转动发热量也是很多的,光驱离硬盘又是如此近,从光驱中释放的热量定会使得硬盘的温度上升。

(3)灰尘对硬盘的损害是显而易见的,在沉积在硬盘的电路板的灰尘会严重影响电路板上芯片的热量散发,使得电路板上的元器件温度上升,进而导致芯片过热而烧毁。另外灰尘如果吸收了水分,是很容易造成电路短路的。

(4)在对电脑进行维修过程中,很多人都是用手拿硬盘,但是在干燥的天气中,人的手上可能会积累上万伏的静电,手上的静电可能会击穿电路板上的芯片,导致硬盘出现故障。

(5)如果电脑硬盘出现了坏道,很多网友都采取低级格式化的措施,其实低格对硬盘的损坏的很大的,它可能会造成磁盘坏道的扩散,甚至会导致硬盘参数丢失,造成硬盘无法使用。

(6)一个低质量的电脑,会使硬盘受到电压波动的干扰,特别是硬盘在进行读写操作时,如果电源出现问题,可以在一瞬间让一块硬盘报废。

(7)因为硬盘是一种依靠磁介质来记录数据的设备,如果受到外界环境的磁场干扰,很可能导致磁盘数据的丢失,所以应该尽量远离磁场环境。

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