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电脑硬盘磁头有多重

发布时间:2024-07-05 08:34:51

1. 硬盘磁头的磁头简介

磁头是硬盘中对盘片进行读写工作的工具,是硬盘中最精密的部位之一。磁头是用线圈缠绕在磁芯上制成的。硬盘在工作时,磁头通过感应旋转的盘片上磁场的变化来读取数据;通过改变盘片上的磁场来写入数据。为避免磁头和盘片的磨损,在工作状态时,磁头悬浮在高速转动的盘片上方,而不与盘片直接接触,只有在电源关闭之后,磁头会自动回到在盘片上的固定位置(称为着陆区,此处盘片并不存储数据,是盘片的起始位置)。
由于磁头工作的性质,对其磁感应敏感度和精密度的要求都非常高。早先的磁头采用铁磁性物质,在磁感应敏感度上不是很理想,因此早期的硬盘单碟容量都比较低,单碟容量大则盘片上磁道密度大,磁头感应程度不够,就无法准确读出数据。这就造成早期的硬盘容量都很有限。随着技术的发展,磁头在磁感应敏感度和精密度方面都有了长足的进步。
最初磁头是读、写功能一起的,这对磁头的制造工艺、技术都要求很高,而对于个人电脑来说,在与硬盘交换数据的过程中,读取数据远远快于写入数据,读、写操作二者的特性也完全不同,这也就导致了读、写分离的磁头,二者分别工作、各不干扰。
GMR(Giant Magneto Resisive)巨磁阻磁头,GMR磁头的使用了磁阻效应更好的材料和多层薄膜结构,这比以前的传统磁头和MR(Magneto Resisive)磁阻磁头更为敏感,相对的磁场变化能引起来大的电阻值变化,从而实现更高的存储密度 。

2. 电脑里的硬盘长什么样子

电脑里的硬盘由一个或者多个铝制或者玻璃制的盘片组成,并且这些盘片外覆盖有铁磁性材料。

绝大多数电脑硬盘都是被固定好的硬盘,被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。电脑硬盘主要由磁头、磁道和柱面组成。具体如下:

1、MR磁头。

MR磁头可以通过阻值变化而不是电流变化去感应信号幅度,因而对信号变化相当敏感,读取数据的准确性也相应提高。而且由于读取的信号幅度与磁道宽度无关,故磁道可以做得很窄,从而提高了盘片密度,达到200MB/英寸2,而使用传统的磁头只能达到20MB/英寸2。

2、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。

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,每个扇模握区可以存放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。由轮肆于每个盘面都有自己的磁头,因此,盘面数等于总的磁头数。

(2)电脑硬盘磁头有多重扩展阅读:

使用电脑硬盘的注意事项:

1、在工作时旦桐庆不能突然关机。

硬盘当硬盘开始工作时,一般都处于高速旋转之中,如果中途突然关闭电源,会导致磁头与盘片猛烈磨擦而损坏硬盘,因此要避免突然关机。关机时一定要注意面板上的硬盘指示灯是否还在闪烁,只有在其指示灯停止闪烁、硬盘读写结束后方可关闭计算机的电源开关。

2、防止灰尘进入。

灰尘对硬盘的损害是非常大的,这是因为在灰尘严重的环境下,硬盘很容易吸引空气中的灰尘颗粒,使其长期积累在硬盘的内部电路元器件上,会影响电子元器件的热量散发,使得电路元器件的温度上升,产生漏电或烧坏元件。

另外灰尘也可能吸收水分,腐蚀硬盘内部的电子线路,造成一些莫名其妙的问题,所以灰尘体积虽小,但对硬盘的危害不可低估。因此必须保持环境卫生,减少空气中的潮湿度和含尘量。

3、要防止温度过高或过低。

温度对硬盘的寿命也是有影响的。硬盘工作时会产生一定热量,使用中存在散热问题。温度以20~25℃为宜,过高或过低都会使晶体振荡器的时钟主频发生改变。温度还会造成硬盘电路元器件失灵,磁介质也会因热胀效应而造成记录错误。

温度过低,空气中的水分会被凝结在集成电路元器件上,造成短路;湿度过高时,电子元器件表面可能会吸附一层水膜,氧化、腐蚀电子线路,以致接触不良,甚至短路,还会使磁介质的磁力发生变化,造成数据的读写错误。

湿度过低,容易积累大量的因机器转动而产生的静电荷,从而烧坏CMOS电路,吸附灰尘而损坏磁头、划伤磁盘片。另外,尽量不要使硬盘靠近强磁场,如音箱、喇叭、电机、电台、手机等,以免硬盘所记录的数据因磁化而损坏。

3. 电脑硬盘的工作原理

1.硬盘的磁头

一块硬盘存取数据的工作完全都是依靠磁头来进行,换句话说,没有磁头,也就没有实际意义上的硬盘。那么,究竟什么是磁头呢?磁头就是硬盘进行读写的“笔尖”,通过全封闭式的磁阻感应读写,将信息记录在硬盘内部特殊的介质上。硬盘磁头的发展先后经历了亚铁盐类磁头(MonolithicHead)、MIG(MetalInGap)磁头和薄膜磁头(ThinFilmHead)、MR磁头等几个阶段。前3种传统的磁头技术都是采取了读写合一的电磁感应式磁头,在设计方面因为同时需要兼顾读/写两种特性,因此也造成了硬盘在设计方面的局限性。

第4种磁阻磁头在设计方面引入了全新的分离式磁头结构,写入磁头仍沿用传统的磁感应磁头,而读取磁头则应用了新型的MR磁头,即所谓的感应写、磁阻读,针对读写的不同特性分别进行优化,以达到最好的读写性能。

除上述几种磁头技术外,技术更为创新、采用多层结构、磁阻效应更好的材料制作的GMR磁头(GiantMagnetoResistiveheads,巨磁阻磁头),可以使目前硬盘的容量在此基础上再提高10倍以上。

2.硬盘的盘面

如果把硬盘磁头比喻作“笔”的形容成立,那么所谓硬盘的盘面自然就是这“笔”下的“纸”。如果您曾经有幸打开过自己的硬盘,可以发现硬盘内部是由金属磁盘组成的,有单盘片的,有双盘片的,也有多盘片的。它们通过表面的磁物质结合在一起。与平时使用的那些普通软磁盘存储介质的不连续颗粒相比,这种特殊物质的金属磁盘具有更高的记录密度和更强的安全性能。

目前市场上主流硬盘的盘片大都是采用了金属薄膜磁盘构成,这种金属薄膜磁盘较之普通的金属磁盘具有更高的剩磁(Remanence:经消磁后,残留在磁介质上的磁感应)和高矫顽力(CoerciveForce:作用于磁化材料以去除剩磁的反向磁通强度),因此也被硬盘厂商普遍采用。

与金属薄膜磁盘相比,用玻璃做为新的盘片,有利于把硬盘盘片做得更平滑,单位磁盘密度也会更高。同时由于玻璃的坚固特性,新一代的玻璃硬磁盘在性能方面也会更加稳定。不过也有一点问题,如果一旦把玻璃材质作为硬盘基片,玻璃材质较之金属材质的脆弱性就会表现出来。

3.硬盘的马达

有了“笔”和“纸”,要让“笔”能够在“纸”上顺利地写字,当然还要有“手”的控制,而这双控制磁头在磁片上高速工作的“手”就应该是硬盘主轴上的马达了。硬盘正因为有了马达,才可以带动磁盘片在真空封闭的环境中高速旋转,马达高速运转时所产生的浮力使磁头飘浮在盘片上方进行工作。硬盘在工作时,通过马达的连动将需要存取资料的扇区带到磁头下方,马达的转速越快,等待存取记录的时间也就越短。从这个意义上讲,硬盘马达的转速在很大程度上决定了硬盘最终的速度。

在当今硬盘不断向着超大容量迈进的同时,硬盘的速度也在不断提高,这当然就要求硬盘的马达也必须能够跟上技术时代飞速发展的步伐。进入2000年后,5400rpm的硬盘即将成为历史,7200rpm势必成为2000年乃至今后一段时间的主流产品。速度方面的提升对于硬盘的马达而言,自然也是提出了更高的要求。7200rpm、10000rpm甚至15000rpm的硬盘马达自然不会再是传统意义上的普通滚珠轴承马达,因为硬盘转速的不断提高会带来诸如磨损加剧、温度升高、噪声增大等一系列负面问题。传统的普通滚珠轴承马达自然无法妥善解决这些问题,于是曾广泛应用在精密机械工业上的液态轴承马达(Fluiddynamicbearingmotors)被引入到硬盘技术中。与传统的滚珠轴承马达不同,液态轴承马达使用的是黏膜液油轴承,这种特殊的轴承以油膜代替了原先的滚珠,一方面避免了与金属面的直接磨擦,将传统马达所带来的噪声及高温降至最低;另一方面,油膜可以有效地吸收外来的震动,使硬盘的抗震能力由以往的150G提高至1200G;再一个方面,从理论上讲,液态轴承马达无磨损,使用寿命可以达到无限长,虽然我们无法通过这一点就奢想自己的新硬盘能够“长生不老”,但最起码可以延长使用寿命。

4.硬盘的转速

硬盘的转速(RotateSpeed),正像我们上文所述,硬盘的马达直接决定了硬盘的转速。理论上讲,硬盘的转速越快越好,因为较高的硬盘转速可以极大地缩短硬盘的平均寻道时间和实际读写时间。但是,硬盘的高转速带给硬盘的负面影响就是转速越快,硬盘表面的发热量越大,如果再加上机箱散热不佳和其他周边散热过多的原因,很可能造成机器运行不稳定。也正是这个原因,目前市场上绝大多数笔记本电脑中的专用硬盘,其转速一般都不会超过4500rpm。

5.硬盘的平均寻道时间、平均访问时间和平均潜伏时间

所谓硬盘的平均寻道时间(AverageSeekTime),其实就是指硬盘在盘面上移动读写头至指定磁道寻找相应目标数据所用的时间。我们在描述硬盘读取数据能力时,目前主要以毫秒为计算单位,而硬盘读取数据一次大多在6~14ms之间。当硬盘的单碟容量增大时,磁头的寻道动作和移动距离会相应减少,这样也就导致硬盘本身的平均寻道时间减少,从而提高了硬盘传输数据的速度。

而平均访问时间(AverageAccessTime),指的就是平均寻道时间与平均潜伏时间的总和。平均访问时间基本上也就能够代表硬盘找到某一数据所用的时间。平均访问时间越短越好,一般情况下应该控制在11~18ms之间,建议用户选择那些平均访问时间在15ms以下的硬盘。

所谓平均潜伏时间(AverageLatencyTime),其准确的概念定位就是指相应磁道旋转到磁头下方的时间,一般情况下在2~6ms之间。

6.硬盘的外部传输率和内部传输率

所谓硬盘的外部数据传输率(ExternalTransferRate)就是指电脑通过接口将数据交给硬盘的传输速度,而内部数据传输率(InternalTransferRate)就是指硬盘将这些数据记录在自身盘片上的速度,也称最大或最小持续传输率(SustainedTransferRate)。从实际应用方面分析,硬盘的外部数据传输率比其内部传输率速度要快很多,在它们之间有一块缓冲区可以缓解二者的速度差距。而从硬盘缓冲区读取数据的速度又称之为突发数据传输率(BurstdataTransferRate)。

普通的EIDE硬盘理论上的传输速率,都已达到了17.5MB/s左右,而采用UltraDMA/33、UltraDMA/66技术后,传输率瞬间速度便可以达到33.3MB/s和66MB/s,至于UltraDMA/100和UltraDMA/160,也是指在这个速度上的提升。

7.硬盘的缓冲区

所谓硬盘的缓冲区(硬件缓冲)就是指硬盘本身的高速缓存(Cache),它能够大幅度地提高硬盘整体性能。高速缓存其实就是指硬盘控制器上的一块存取速度极快的DRAM内存,分为写通式和回写式。所谓写通式,就是指在读硬盘时系统先检查请求,寻找所要求的数据是否在高速缓存中。如果在则称为被命中,缓存就会发送出相应的数据,磁头也就不必再向磁盘访问数据,从而大幅度改善硬盘的性能。

所谓回写式,指的是在内存中保留写数据,当硬盘空闲时再次写入。从这一点上而言,回写式具有高于写通式的系统性能。较早期的硬盘大多带有128KB、256KB、512KB等高速缓存,目前的高档硬盘高速缓存大多已经达到1MB、2MB甚至更高,在高速缓存的取材上也采用了速度比DRAM更快的同步内存SDRAM,确保硬盘性能更为卓越。

硬盘技术

硬盘所采用的技术,目前主要包括3个方面,一是磁头技术,二是防震技术,三是数据保护技术。随着各大制造厂商的技术竞争,目前这3个方面的技术要点也逐渐走向融合。

1.磁头技术

(1)磁阻磁头技术(Magneto-ResistiveHead)

磁阻磁头技术是一种比较传统的硬盘磁头技术,是完全基于磁电阻效应工作的,其核心就是一片金属材料,其电阻随磁场的变化而变化。应用这种磁阻磁头技术的原理就是:通过磁阻元件连着的一个十分敏感的放大器可以测出微小的电阻变化。所以越先进的MR技术可以提高记录密度来记录数据,增加单盘片容量即硬盘的最高容量,进而提高数据传输率。

(2)巨型磁阻磁头(GMR)

这是MR磁阻磁头技术的换代技术,目前绝大多数的硬盘产品都应用了这种技术。采用了巨型磁阻磁头技术的硬盘,其读、写工作是分别由不同的磁头来完成的,这种变化从而可以有效地提高硬盘的工作效率,并使增大磁道密度成为可能。

(3)OAW(光学辅助温式技术)

OAW是美国希捷公司新研制技术代号,很可能是未来磁头技术的发展方向。应用这种OAW技术,未来的硬盘可以在1英寸面积内写入105000以上的磁道,单碟容量更是有望突破36GB。

2.防震技术

(1)SPS防震保护系统

这是昆腾公司在其火球7代(EX)系列之后普遍采用的硬盘防震动保护系统。其设计思路就是分散外来冲击能量,尽量避免硬盘磁头和盘片之间的意外撞击,使硬盘能够承受1000G以上的意外冲击力。

(2)ShockBlock防震保护系统

虽然这是Maxtor公司的专利技术,但其设计思路与防护风格与昆腾公司的SPS技术有着异曲同工之妙,也是为了分散外来的冲击能量,尽量避免磁头和盘片相互撞击,但它能承受的最大冲击力却可以达到1500G甚至更高。

3.数据保护技术

(1)S.M.A.R.T技术

S.M.A.R.T技术是目前绝大多数硬盘已经普遍采用的通用安全技术,而应用S.M.A.R.T技术,用户们能够预先测量出某些硬盘的特性。举个例子,如监测硬盘磁头的飞行高度。因为一旦磁头开始出现飞得太高或太低的情况,硬盘在运行中就极有可能报错,S.M.A.R.T技术就是一种对硬盘故障预先发出报警的廉价数据保护。

当然,利用S.M.A.R.T技术可预测的硬盘故障一般是硬盘性能恶化的结果,其中约60%为机械性质的,40%左右则是对软性故障的有效预测。应用S.M.A.R.T技术可以有效地防止并减少硬盘数据丢失,而预先报警系统更能够让电脑用户及时掌握自己硬盘的性能和实际使用状况。

(2)数据卫士

西部数据(WD)公司的数据卫士能够在硬盘工作的空余时间里,每8个小时便自动执行硬盘扫描、检测、修复盘片的各扇区等步骤。以上操作完全是自动运行,无需用户干预与控制,特别是对初级用户与不懂硬盘维护的用户十分适用。

(3)DPS(数据保护系统)

昆腾公司在推出火球7代硬盘以后,从8代开始的所有硬盘中,都内建了所谓的DPS(数据保护系统)系统模式。DPS系统模式的工作原理是在其硬盘的前300MB内,存放操作系统等重要信息,DPS可在系统出现问题后的90s内自动检测恢复系统数据,如果不行,则启用随硬盘附送的DPS软盘,进入程序后DPS系统模式会自动分析造成故障的原因,尽量保证用户硬盘上的数据不受损失。

(4)MaxSafe技术

MaxSafe技术是迈拓公司在其金钻2代以后普遍采用的技术。MaxSafe技术的核心就是将附加的ECC校验位保存在硬盘上,使硬盘在读写过程中,每一步都要经过严格的校验,以此来保证硬盘数据的完整性。

4.其他综合技术方面

(1)PRML(,硬盘最大相似性技术)读取技术利用PRML读取技术可以使单位硬盘盘片存储更大量的信息。在增加硬盘容量的同时,还可以有效地提高硬盘数据的读取和传输率。

(2)UltraDSP(超级数字信号处理器)技术及接口技术

应用UltraDSP进行数学运算,其速度较一般CPU快10~50倍。采用UltraDSP技术,单个的DSP芯片可以同时提供处理器及驱动接口的双重功能,以减少其他电子元件的使用,可大幅度地提高硬盘的速度和可靠性。

接口技术可以极大地提高硬盘的最大外部传输率,最大的益处在于,可以把数据从硬盘直接传输到主内存而不占用更多的CPU资源,提高系统性能。Maxtor公司2000年最新的钻石9代和金钻4代都采用了双DSP芯片技术,将硬盘的系统性能提升到极致。

(3)3DDefenseSystem(3D保护系统)

3DDefenseSystem是美国希捷公司独有的一种硬盘保护技术。3DDefenseSystem中主要包括了DriveDefense(磁盘保护)、DataDefense(数据保护)及DiagnosticDefense(诊断保护)等3个方面的内容。

DriveDefense(磁盘保护)。这里面又包括:G-Force保护,可帮助希捷硬盘承受业界内最高的非工作状态下的震动,即在2ms内震动力即使达到350G,也不会使硬盘损坏;SeaShield保护,提供ESD及安全处理,特别是对PCBA(PrintedCircuitBoardAssembly,印刷电路集成板);SeaShell保护,这是一种可以替换原有ESD(Elestro-StaticDischarge)的硬盘工具包,通过这一保护系统可为硬盘提供更多的保护。

DataDefense(数据保护)。这里面又包括了希捷独创的Multidrive系统(SAMS)。所谓SAMS就是通过减小硬盘的旋转振动来最大程度地减少对硬盘的损坏;ECC(ErrorCorrectionCode,错误检正代码),即为高性能硬盘提供on-the-fly检正,还有就是对数据恢复提供最大限度Firmware(固件)检正,因此可以正确完整地进行读、恢复数据;SafeSaring,当硬盘断电及重新来电后,利用SafeSaring技术可以确保硬盘磁头回到同样的扇区,保证数据不丢失;End-to-EndPathProtection,确保数据在主机与磁盘之间传输的完整性。

DiagnosticDefense(诊断保护)。这里面也包括了SeaTools——诊断工具软件,可以帮助用户诊断系统是否存在问题,以及诊断错误是否由其他硬件及软件产生。另外,SeaTools还可以在ATA及SCSI产品中工作,可以应用于所有老旧的希捷硬盘;增强型的S.M.A.R.T功能,可以在硬盘发生错误与问题之前作为预测并向用户发出警告;Web-BasedTools(基于Web的工具),允许用户标识及解决一些非硬盘相关错误,如病毒等,也可以检正文件系统,解决硬件冲突以避免不必要的硬盘返修;DLD(DriveLoggingDiagnostics)——捕获不可恢复性数据错误,实质上就是交互性的诊断工作。

硬盘的工作模式

从主板的支持度来看,目前硬盘的工作模式主要有3种:NORMAL、LBA和LARGE模式。

NORMAL即我们平时讲的普通模式,也是最早的IDE方式。在此方式下对硬盘访问时,BIOS和IDE控制器对参数不作任何转换。该模式支持的最大柱面数为1024,最大磁头数为16,最大扇区数为63,每扇区字节数为512KB。因此支持最大硬盘容量为:512KB×63×16×1024=528MB。在此模式下即使硬盘的实际物理容量很大,但可访问的硬盘空间也只能是528MB。

LBA(LogicalBlockAddressing)即逻辑块寻址模式。应用这种模式所管理的硬盘空间突破了528MB的瓶颈,可达8.4GB。在LBA模式下,设置的柱面、磁头、扇区等参数并不是实际硬盘的物理参数。在访问硬盘时,由IDE控制器把由柱面、磁头、扇区等参数确定的逻辑地址转换为实际硬盘的物理地址。在LBA模式下,可设置的最大磁头数为255,其余参数与普通模式相同。

由此可计算出可访问的硬盘容量为:512KB×63×255×1024=8.4GB。LARGE又称为大硬盘管理模式。当硬盘的柱面超过1024而又不为LBA支持时可采用此种模式。LARGE模式采取的方法是把柱面数除以2,把磁头数乘以2,其结果总容量不变。例如,在NORMAL模式下柱面数为1220,磁头数为16,进入LARGE模式则柱面数为610,磁头数为32。这样在DOS中显示的柱面数小于1024,即可正常工作。

4. 电脑硬盘几个磁头

您好:
拆开看过就知道了,每个盘片有两个磁头,两面一边一个。希捷11代单碟320G的就是2个
要是双碟的就是4个磁头,现在的500G就是
现在卖的1T硬盘是三碟的,就有6个磁头

希望对你有所帮助!

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