硬盤的結構都有哪些組成

我們都非常清楚電腦的組成部分主要分為主機和顯示器，而主機里面的配件又分為主板、CPU、內存、硬件等，主板CPU內存決定電腦的運行速度，硬盤決定工作中存儲的容量，不同的硬盤性能也有所不同，例如：同樣是500G的硬盤也有轉速的不同而決定讀寫的的速度，所以硬盤具體怎么你就必須了解硬盤的結構，那么硬盤的結構都有哪些組成呢，今天我們就來詳細講講硬盤的具體構成。

我們先來看看硬盤結構圖

1、浮動磁頭組件
2、磁頭驅動機構
3、盤片
4、盤片主軸驅動機構
5、前置讀寫控制電子線路

接下來我們來詳細講解硬盤的構成，硬盤基本上由控制電路板和盤體兩大部分組成。

一、硬盤控制電路板

控制電路板是由接口、DSP處理器、ROM、緩存、磁頭驅動電路和盤片電機驅動電路等組成，如圖所示：

1、接口：包括電源接口和數(shù)據(jù)接口及硬盤內部的盤片電機接口、磁頭接口。

2、DSP處理器用于控制信號和數(shù)據(jù)的轉換、編碼等操作。

3、ROM中存儲了硬盤初始化操作的部分程序，有的ROM為獨立的芯片(可能是EPROM、Flash等)，有的集成到了DSP中。

4、緩存用于暫存盤體和接口交換的數(shù)據(jù)，以解決接口速度和硬盤內部讀寫速度的差別。緩存的大小對硬盤的數(shù)據(jù)傳輸速率有一定的影響，隨著硬盤的不斷發(fā)展，緩存的容量也在不斷增大。

5、磁頭驅動電路負責驅動磁頭準確定位和對磁頭信號進行整形放大等。

6、電機驅動電路負責精確控制盤片的轉速。

二、硬盤盤體

盤體由盤腔、上蓋、盤片電機、盤片、磁頭、音圈電機和其他的輔助組件組成。為保證硬盤正常工作，盤體內的潔凈度很高。為防止灰塵進入，盤體處于相對密封的狀態(tài)。由于硬盤工作的過程中發(fā)熱，為了保證盤腔的空氣壓力與外界平衡，在盤體上有呼吸孔，呼吸孔的內側安裝有一個小的空氣過濾器，硬盤的設計不同，呼吸孔的位置和結構也有所差別。同時由于盤體在裝配完成后，要寫入伺服信息，所以盤體上有伺服信息的寫入口，在工廠無塵車間里將專用的寫入設備從這個孔伸入盤體內寫入伺服信息，寫入完成后，會用鋁箔將其封閉。

(1) 盤腔

盤腔一般由鋁合金鑄造后機加工而成，盤體的其他組件都直接或間接安裝在盤腔上面，盤腔上還有將硬盤安裝到其他設備上的螺絲孔。

(2) 上蓋

上蓋一般由鋁合金或軟磁金屬材料加工而成，有的是單層的，有的是由多層材料粘合而成。它的主要作用是與盤腔一起構成一個相對密封的整體，基本上都是用螺釘與盤腔連接，為了保證密封，上蓋與盤腔的結合面一般都有密封墊圈。

(3) 盤片電機

盤片電機的主要作用就是帶動盤片旋轉，在控制電路板上的盤片電機驅動芯片的控制下，盤片電機帶動盤片以設定的速度轉動，盤片電機的轉速由原來低于4000轉/分，發(fā)展到現(xiàn)在的10000轉/分，甚至15000轉/分，盤片轉速的提高直接決定著硬盤的尋道時間。當然，在提高轉速的同時，硬盤的發(fā)熱量、振動、噪聲等也會對硬盤的穩(wěn)定工作產生影響。所以一些新的技術也不斷地應用到盤片電機上，由最初的滾珠軸承電機發(fā)展到現(xiàn)在的液態(tài)軸承電機。

盤片的電機一般為轉速恒定的直流無刷電機，為三相直流供電。線圈的繞法分為三角形連接、星形無中線和星形有中線三種，這種電機可以比較精確地控制轉速，讓盤片穩(wěn)定地旋轉。

(4) 盤片

盤片是硬盤的核心組件之一，不同的硬盤可能有不同的盤片數(shù)量。所有的數(shù)據(jù)都是存儲在盤片上的，盤片是在鋁合金或玻璃基底上涂敷很薄的磁性材料、保護材料和潤滑材料等多種不同功能的材料層加工而成，其中磁性材料的物理性能和磁層結構直接影響著數(shù)據(jù)的存儲密度和所存儲數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。為了提高存儲密度，防止超順磁效應的發(fā)生，各相關機構進行了大量的研究工作，不斷改進磁層的物理性能和磁層結構。磁記錄層的記錄方式也由以前的縱向磁記錄發(fā)展到現(xiàn)在的垂直磁記錄。

(5) 磁頭

磁頭也是硬盤的核心組件，磁頭的性能對硬盤的數(shù)據(jù)存儲密度和內部傳輸率有很大的影響。磁頭最早應用的是鐵磁物質，1979年發(fā)明了薄膜磁頭，使硬盤進一步減小體積、增大容量、提高讀寫速度成為了可能。20世紀80年代末期IBM研發(fā)了MR磁阻磁頭，后來又研發(fā)了GMR巨磁阻磁頭?，F(xiàn)在的硬盤都是采用GMR磁頭，它利用特殊材料的電阻值隨磁場變化的原理來讀取盤片上的數(shù)據(jù)。磁頭在工作的過程中并不與盤片接觸，而是在盤片高速旋轉帶動的空氣動力的作用下以很低的高度在盤片上面飛行。為了提高磁頭的靈敏度，磁頭的飛行高度在不斷降低。磁頭一般跟金屬磁頭臂、音圈電機線圈和預放電路等組成一個組件，磁頭在音圈電機的帶動下根據(jù)讀寫數(shù)據(jù)的需要做往復運動來定位數(shù)據(jù)所在的磁道。

由于磁頭需要靠盤片旋轉帶動的空氣動力來飛行，那么在硬盤不工作或盤片電機的轉速還沒有達到預定值時，磁頭就無法飛行。而磁頭的讀寫面和盤片都很光滑，如果它們直接接觸必然導致粘連而妨礙盤片起轉或導致磁頭和盤片損傷。為此，磁頭在不工作時需要停泊在數(shù)據(jù)區(qū)以外的區(qū)域。硬盤有兩種方式來滿足這個要求：

第一種方式是在盤片內側開辟一個環(huán)形的磁頭停泊區(qū)，磁頭不工作時停泊在這個地方，為了防止粘連，停泊區(qū)被有意加工成帶有一定粗糙度的區(qū)域，以便磁頭停泊在這里時磁頭和盤片之間有一定的空氣。但這樣必然導致硬盤啟停時磁頭和盤片要發(fā)生較嚴重的摩擦而損傷磁頭，所以硬盤會有一個啟停次數(shù)的指標。

第二種方式是在盤片的外面安裝一個磁頭停泊架，當磁頭不工作時停泊在停泊架上，這樣正常情況下磁頭永遠也不會和盤片表面接觸，也就不存在啟停次數(shù)的問題。

(6) 音圈電機

音圈電機由一到兩個高磁場強度的磁體及外圍的磁鋼組成的封閉磁場和音圈電機線圈組成，在磁頭驅動電路的控制下控制磁頭的運動，依讀寫數(shù)據(jù)的要求帶動磁頭在盤片上方作往復運動使磁頭定位在需要的數(shù)據(jù)磁道上。線圈中流過的電流控制磁頭的運動方向：當磁頭需要移動位置時線圈中被通過很大電流，磁頭發(fā)生偏轉；當磁頭接近指定位置時，線圈中的電流減弱甚至反向流動，磁頭開始減速。通過類似的方式，磁頭一級一級地靠近指定位置，直到正確定位。而在靜止狀態(tài)下，磁頭也在不停地修正自己的位置，以免定位錯誤。

為了防止硬盤不工作時發(fā)生意外，不同的硬盤還設計了不同的磁頭鎖定機構，當硬盤不工作或盤片沒有達到預定轉速時，磁頭鎖定機構將磁頭鎖定在停泊位置，有時晃動硬盤時硬盤里有響聲，就是由磁頭鎖定機構發(fā)出的。

為了防止磁頭工作時出現(xiàn)意外而導致磁頭撞擊盤片電機的主軸或移動到盤片/停泊架以外，還設計有磁頭限位裝置。

以上就是有關硬盤的結構都有哪些組成的具體內容，希望你對硬盤的內部結構有了全面的認識及了解。