放大的磁头部分
硬盘的内部结构
2.磁头驱动机构： 2.磁头驱动机构：由音圈电机和磁头驱动小车组成，新型 磁头驱动机构 大容量硬盘还具有高效的防震动机构。高精度的轻型磁头驱动 机构能够对磁头进行正确的驱动和定位，并在很短的时间内精 确定位系统指令指定的磁道，保证数据读写的可靠性。
放大了的磁线圈部分
硬盘的内部结构
3.盘片和主轴组件： 3.盘片和主轴组件：盘片是硬盘存储数据的载体，现在的 盘片和主轴组件 盘片大都采用金属薄膜磁盘，这种金属薄膜较之软磁盘的不连 续颗粒载体具有更高的记录密度，同时还具有高剩磁和高矫顽 力的特点。主轴组件包括主轴部件如轴瓦和驱动电机等。随着 硬盘容量的扩大和速度的提高，主轴电机的速度也在不断提升， 有厂商开始采用精密机械工业的液态轴承电机技术。
光纤通道—Fibre Channel 光纤通道
与SCIS接口一样光纤通道最初也不是为硬盘设计开 发的接口技术，是专门为网络系统设计的，但随着存储 系统对速度的需求，逐渐应用到硬盘系统中。 光纤通道硬盘是为提高多硬盘存储系统的速度和灵 活性开发的，它的出现大大提高了多硬盘系统的通信速 度。光纤通道的主要特性有：热插拔性、高速带宽、远 程连接、连接设备数量大等。 光纤通道是为像服务器这样的多硬盘系统环境而设 计，能满足高端工作站、服务器、海量存储子网络、外 设间通过集线器、交换机和点对点连接进行双向、串行 数据通讯等系统对高数据传输率的要求。
硬盘的外部结构
硬盘的外部结构
硬盘的外部结构
1. 接口 包括电源插口和数据接口两部分，其中电源插 口与主机电源相联，为硬盘工作提供电力保证。数据接口则 是硬盘数据和主板控制器之间进行传输交换的纽带，根据联 接方式的差异，分为SATA接口，IDE接口和SCSI接口等。 2. 控制电路板 大多采用贴片式元件焊接，包括主轴调 速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口 电路等。在电路板上还有一块高效的单片机ROM芯片，其固 化的软件可以进行硬盘的初始化，执行加电和启动主轴电机， 加电初始寻道、定位以及故障检测等。在电路板上还安装有 容量不等的高速缓存芯片。 3. 固定盖板 就是硬盘的面板，标注产品的型号、产地、 设置数据等，和底板结合成一个密封的整体，保证硬盘盘片 和机构的稳定运行。固定盖板和盘体侧面还设有安装孔，以 方便安装。
硬盘的内部结构
硬盘的各个部件 硬盘的内部结构
硬盘内部结构由固定面板、控制电路板、盘头组件、接 口及附件等几大部分组成，而盘头组件(HardDiskAssembly， HDA)是构成硬盘的核心，封装在硬盘的净化腔体内，包括浮 动磁头组件、磁头驱动机构、盘片及主轴驱动机构、前置读 写控制电路等。
硬盘的内部结构
硬盘的工作原理（ 硬盘的工作原理（3）
常见三种接口
硬盘的工作原理（4） 硬盘的工作原理（
磁头上下紧贴着盘片
SATA
使用SATA（Serial ATA）口的硬盘又叫串口硬盘， 是未来PC机硬盘的趋势。2001年，由Intel、APT、Dell、 IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Serial ATA委员会正 式确立了Serial ATA 1.0规范， Serial ATA采用串行连接方式，串行ATA总线使用嵌 入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其 最大的区别在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检 查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了 数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热 插拔的优点。
硬盘接口类型
硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件，作用是在 硬盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的硬盘接口决定 着硬盘与计算机之间的连接速度，在整个系统中，硬盘接 口的优劣直接影响着程序运行快慢和系统性能好坏。从整 体的角度上，分为IDE SATA SCSI 光纤通道 IDE、SATA SCSI和光纤通道 IDE SATA、SCSI 光纤通道四种： IDE接口硬盘多用于家用产品中，也部分应用于服务器； SCSI接口的硬盘则主要应用于服务器市场； 光纤通道只在高端服务器上，价格昂贵； SATA是新生的硬盘接口类型，在家用市场有广泛前景。
1.浮动磁头组件： 1.浮动磁头组件：由读写磁头、传动手臂、传动轴三部分 浮动磁头组件 组成。磁头是硬盘技术最重要和关键的一环，实际上是集成工 艺制成的多个磁头的组合，它采用了非接触式头、盘结构，加 电后在高速旋转的磁盘表面飞行，飞高间隙只有0.1～0.3um， 可以获得极高的数据传输率。现在转速5400rpm的硬盘飞高都 低于0.3um，以利于读取较大的高信噪比信号，提高数据传输 存储的可靠性。
盘片和主轴
硬盘的内部结构
4.前置控制电路： 4.前置控制电路：前置放大电路控制磁头感应的信号、主 前置控制电路 轴电机调速、磁头驱动和伺服定位等，由于磁头读取的信号微 弱，将放大电路密封在腔体内可减少外来信号的干扰，提高操 作指令的准确性。
盘片和主轴
硬盘的工作原理（ 硬盘的工作原理（1）
概括地说，硬盘的工作原理是利用特定的磁粒子 的极性来记录数据。磁头在读取数据时，将磁粒子的 不同极性转换成不同的电脉冲信号，再利用数据转换 器将这些原始信号变成电脑可以使用的数据，写的操 作正好与此相反。另外，硬盘中还有一个存储缓冲区， 这是为了协调硬盘与主机在数据处理速度上的差异而 设的。由于硬盘的结构比软盘复杂得多，所以它的格 式化工作也比软盘要复杂，分为低级格式化，硬盘分 区，高级格式化并建立文件管理系统。
SCSI —Small Computer System Interface
SCSI是与IDE（ATA）完全不同的接专门为 硬盘设计的接口，是一种广泛应用于小型机上的 高速数据传输技术。 SCSI接口具有应用范围广、多任务、带宽大、 CPU占用率低，以及热插拔等优点，但较高的价格 使得它很难如IDE硬盘般普及，因此SCSI硬盘主要 应用于中、高端服务器和高档工作站中。
硬盘的工作原理（2） 硬盘的工作原理（
硬盘驱动器加电正常工作后，利用控制电路中的 单片机初始化模块进行初始化工作，此时磁头置于盘 片中心位置，初始化完成后主轴电机将启动并以高速 旋转，装载磁头的小车机构移动，将浮动磁头置于盘 片表面的0道，处于等待指令的启动状态。 当接口电路接收到微机系统传来的指令信号，通 过前置放大控制电路，驱动音圈电机发出磁信号，根 据感应阻值变化的磁头对盘片数据信息进行正确定位， 并将接收后的数据信息解码，通过放大控制电路传输 到接口电路，反馈给主机系统完成指令操作。 结束硬盘操作的断电状态，在反力矩弹簧的作用 下浮动磁头驻留到盘面中心。
硬盘接口类型
IDE和SATA硬盘接口
硬盘接口类型
SCSI硬盘接口
光纤通道接口
IDE —Integrated Drive Electronics
IDE，即“电子集成驱动器”，它的本意是指把“硬 盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。 与控制器集成在一起的做法减少了硬盘接口的电缆数 目与长度，数据传输的可靠性得到了增强，硬盘制造起来 变得更容易，因为硬盘生产厂商不需要再担心自己的硬盘 是否与其它厂商生产的控制器兼容。对用户而言，硬盘安 装起来也更为方便。 IDE代表着硬盘的一种类型，这种类型的接口随着接口 技术的发展已经被淘汰了，其后发展分支出更多类型的硬 盘接口，比如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等接口都 属于IDE硬盘。