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都能看懂-图文详解硬盘读写和碎片产生_IObit SmartDefrag_新闻资讯_中关村在线种植

发布时间:2020-04-19 18:49:57 阅读: 来源:遮光罩厂家

都能看懂:图文详解硬盘读写和碎片产生_IObit SmartDefrag_新闻资讯_中关村在线

一、硬盘的组成

硬盘大家一定不会陌生,我们可以把它比喻成是我们电脑储存数据和信息的大仓库。一般说来,无论哪种硬盘,都是由盘片、磁头、盘片主轴、控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部份组成。

图1 硬盘组成图

所有的盘片都固定在一个旋转轴上,这个轴即盘片主轴。而所有盘片之间是绝对平行的,在每个盘片的存储面上都有一个磁头,磁头与盘片之间的距离比头发 丝的直径还小。所有的磁头连在一个磁头控制器上,由磁头控制器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向动作,而盘片以每分钟数千转到上万转的速度在高 速旋转,这样磁头就能对盘片上的指定位置进行数据的读写操作。

图2 盘片组成图

由于硬盘是高精密设备,尘埃是其大敌,所以必须完全密封。

二、硬盘的工作原理

硬盘在逻辑上被划分为磁道、柱面以及扇区。

图3 磁道、柱面以及扇区

硬盘的每个盘片的每个面都有一个读写磁头,磁盘盘面区域的划分如图所示。

图4 磁盘盘面区域的划分

磁头靠近主轴接触的表面,即线速度最小的地方,是一个特殊的区域,它不存放任何数据,称为启停区或着陆区(Landing Zone),启停区外就是数据区。在最外圈,离主轴最远的地方是“0”磁道,硬盘数据的存放就是从最外圈开始的。那么,磁头是如何找到“0”磁道的位置的 呢?在硬盘中还有一个叫“0”磁道检测器的构件,它是用来完成硬盘的初始定位。“0”磁道是如此的重要,以致很多硬盘仅仅因为“0”磁道损坏就报废,这是 非常可惜的。

早期的硬盘在每次关机之前需要运行一个被称为Parking的程序,其作用是让磁头回到启停区。现代硬盘在设计上已摒弃了这个虽不复杂却很让人不愉 快的小缺陷。硬盘不工作时,磁头停留在启停区,当需要从硬盘读写数据时,磁盘开始旋转。旋转速度达到额定的高速时,磁头就会因盘片旋转产生的气流而抬起, 这时磁头才向盘片存放数据的区域移动。

盘片旋转产生的气流相当强,足以使磁头托起,并与盘面保持一个微小的距离。这个距离越小,磁头读写数据的灵敏度就越高,当然对硬盘各部件的要求也越 高。早期设计的磁盘驱动器使磁头保持在盘面上方几微米处飞行。稍后一些设计使磁头在盘面上的飞行高度降到约0.1μm~0.5μm,现在的水平已经达到 0.005μm~0.01μm,这只是人类头发直径的千分之一。

气流既能使磁头脱离开盘面,又能使它保持在离盘面足够近的地方,非常紧密地跟随着磁盘表面呈起伏运动,使磁头飞行处于严格受控状态。磁头必须飞行在盘面上方,而不是接触盘面,这种位置可避免擦伤磁性涂层,而更重要的是不让磁性涂层损伤磁头。

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