硬盘正面
硬盘的内部结构
• 硬盘的物理结构
• 硬盘主要由盘片、主轴、读写磁头和传动手臂等部件
组成。
• 1、盘片
•
盘片是硬盘的存储数据的载体，现在的硬盘
多采用金属薄膜材料。影响盘片多少的最大因素
是单片容量。
• 2、主轴
•
主轴的作用是带动盘片转动，以方便读写磁
头读写数据。主轴决定了硬盘的转速。现在的主
• 硬盘尺寸主要有5.25英寸和3.5英寸两种，现在市场上普遍 使用的是3.5英寸硬盘。用于笔记本电脑中的有2.5英寸、 1.8英寸和0.9英寸等几种。
PART TWO
0 2
硬盘结构与接口
硬盘的外部结构
• 在硬盘的正面都贴有硬盘的标签，标签上一般都标注着与 硬盘相关的信息，例如产品型号、产地、出厂日期、产品 序列号等。在硬盘的一端有电源接口插座、主从设置跳线 器和数据线接口插座，而硬盘的背面则是控制电路板。
轴多采用液态轴承。
硬盘内部图
主轴组件
• 3、读写磁头 • 作用是读取盘片中的数据，当盘片在高速旋
转时，读写磁头会按指定的方向靠近盘片来读取 数据。硬盘中的磁头不只一个，一个盘片对应一 个磁头，正常关机后，读写磁头会自动归位。
• 4、传动手臂 • 作用是定位读写磁头。以传动轴为圆心带动
前端的读写磁头在盘片旋转的垂直方向上移动。 • 5、传动轴 • 作用是在硬盘电机的作用下，带动手臂转动。
• 读写阶段 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，驱动音圈电机工作，磁头准确定位 并进行数据的读写。
• 结束阶段 结束工作断电状态，浮动磁头驻留到盘面中心。
• 硬盘的数据结构
• 1、MBR（Master Boot Record）
• 主引导记录，位于0柱面、0磁道、1扇区的位置。它由分 区命令Fdisk产生。主引导记录中包含了硬盘的一系列参数 和一段引导程序 。硬盘引导程序的主要作用是检查分区表 是否正确
三、硬盘接口
蓝色接头 接主板
花边线
灰色接头接 从设备
黑色接头 接主设备
三 硬盘接口
• ◇ 1999年9月7日，Maxtor宣布了首块单碟容量高达10.2GB 的ATA硬盘，从而把硬盘的容量引入了一个新的里程碑。
• ◇ 2000年2月23日，希捷发布了转速高达15000RPM的 Cheetah X15系列硬盘，其平均寻道时间仅3.9ms，它也是 有始以来转速最高的硬盘 。
• ◇ 2005年，日立环储和希捷都宣布了将始大量采用磁• 4、FDT
• DIR（Directory）是根目录区，紧接着第二FAT表（即备份的FAT表） 之后，记录着根目录下每个文件（目录）的起始单元，文件的属性等。 定位文件位置时，操作系统根据DIR中的起始单元，结合FAT表就可 以知道文件在硬盘中的具体位置和大小了
• 5、DATA
• 数据区，主要负责硬盘中数据的存储，当数据复制到硬盘时， 数据就存储在数据区中。
1973年，IBM公司制造出第一台采用“温彻期特”技术 的硬盘IBM 3340，采用14英寸盘片。从此硬盘技术的 发展有了正确的结构基础。
温彻斯特技术核心内容：密封、固定并高速旋转 的镀磁盘片，磁头沿盘片径向运动，磁头悬浮在 高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触。
• ◇ 1991年，IBM推出了MR磁头，这种磁头采取磁感应写入、 磁阻读取的方式，并由此诞生了3.5寸的硬盘，容量首次达到 了1GB。90年代后期GMR磁头出现，磁盘的存储容量进一步 提高。
• 2、DBR（DOS Boot Record）
• DOS引导记录，位于0柱面、1磁头、1扇区的位置，它是 由格式化命令Format产生的。BPB参数块记录着本分区的起 始扇区、结束扇区、文件存储格式、硬盘介质描述符、根目 录大小、FAT个数，分配单元的大小等重要参数。
• 3、FAT（ Table）
浮动磁头组件
● 硬盘的工作原理
1、硬盘的工作原理：
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。
• 2、硬盘的工作过程：
• 准备阶段 硬盘驱动器加电后，利用单片机初始化模块进 行初始化工作，此时磁头置于盘片启停区，初始化完成后主 轴电机启动并以高速旋转，装载磁头的小车机构移动，将浮 动磁头置于盘片表面的00道，处于等待指令的启动状态。
存储设备 ——硬盘
• 主讲人： • 团队成员：周苏雅 徐娟娟 王爱瑾 李娴芸 郑静 孙慧
CONTENTS
目录
PART ONE 硬盘概述 PART TWO 硬盘结构与接口 PART THREE 硬盘技术参数 PART FOUR 硬盘保护和选购
PART ONE
0 1
硬盘概述
●硬盘发展史
1956年9月，IBM的一个工程小组向世界展示了第一台 磁盘存储系统IBM 350 RAMAC（Random Access Method of Accounting and Control）这套系统的总 容量只有5MB，共使用了50个直径为24英寸的磁盘。
• 文件分配表，位于磁盘的0柱面、1磁头、2 扇区的位置，FAT表的大小由硬盘的容量决定。
• 同一个文件的数据并不一定完整地存放在磁盘的一个连续的区 域内，而往往会分成若干段，像一条链子一样存放。这种存储 方式称为文件的链式存储。 （如图）
• 为了实现文件的链式存储，硬盘上必须准确地记录哪些簇已经 被文件占用，还必须为每个已经占用的簇指明存储后继内容的 下一个簇的簇号，对一个文件的最后一簇，则要指明本簇无后 继簇。这些都是由FAT表来保存的，表中有很多表项，每项记 录一个簇的信息。
盘垂直写入技术（perpendicular recording更充分地利 用的储存空间
• ◇ 2007年1月，日立公司率先发布了业界首款TB容量 PC硬盘产品Deskstar 7K1000，首次将PC的存储容量 跨入1TB大关。
• ◇ 2007——今年，混合硬盘和固态硬盘出现。
硬盘概述
• 硬盘是电脑中最重要的存储部件之一，它将所有的数据都 存储在硬盘中，当计算机需要时，将其从硬盘中取出……