硬盘的工作原理
关注：68 发布时间：2022-01-14 17:51:02
1.硬盘开机后，用控制电路初始化。初始化后，主轴电机将启动并高速旋转，安装在磁头上的小车机构将移动，将浮动磁头放置在磁盘表面的轨道0上，等待启动指令。当接口电路接收到来自微机系统的指令信号时，通过前置放大器控制电路驱动音圈咔哒一声发出磁信号，根据防止感应变化的磁头正确定位磁盘数据，解码接收到的数据信息，然后通过放大器控制电路传输到接口电路，并反馈给主机系统完成指令操作。当硬盘断电停止工作时，浮动磁头在反扭矩弹簧的作用下停留在盘面中心。
2.硬盘的数据存储在磁盘上，磁盘上覆盖着磁性物质。众所周知，磁性有南和北两个层次，正好可以表示二进制0和1。计算机数据的存储和操作是以二进制形式进行的。写数据的过程其实就是磁头改变硬盘表面磁性物质磁极的过程；读取数据是通过磁头感应磁阻的变化过程。在这里，磁头起着极其重要的作用，也是硬盘中比较昂贵的部件。
3.早期的磁头是一体式电磁感应磁头，但硬盘数据读写是两种完全不同的操作，所以一体式磁头在设计时必须兼顾读写特性，造成设计局限性。磁流变磁头(磁阻磁头)采用分离式磁头结构，写入磁头仍采用传统的感应式磁头(磁流变不能写入)，而读取磁头采用新的磁流变磁头或gmr磁头，因此写入操作由感应式磁头完成，读取操作由磁流变磁头(gmr磁头)完成。这样就可以在设计上根据它们的不同特点进行优化，达到更好的读写性能。另外，mr头通过电阻的变化来感知信号，因此对信号的变化很敏感，读取数据的准确性很高。此外，由于读信号的幅度与磁道宽度无关，磁道可以做得很窄，因此提高了磁盘的容量。
4.硬盘的有效数据存储在磁盘上，磁头用于读写数据。主轴电机带动磁盘旋转，磁头以音圈电机为轴，沿磁盘直径方向做内外圆弧运动，通过磁盘的旋转和磁头的内外运动，磁头可以对磁盘上的每个位置进行读写。磁头上有一个磁头芯片，用于磁头的逻辑分配和电磁信号的放大。前信号处理器处理从磁头芯片传输的信号，数字信号处理器进一步处理从前信号处理器传输的信号，然后将它们传输到接口。接口芯片进一步对数据进行处理后传输给计算机，不能及时处理的数据暂时存储在缓存中。处理器统一管理下的协同工作。微处理器是整个硬盘电路的控制中心。现在大多数硬盘微处理器、接口和数字信号处理器已经集成到一个芯片上。
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