硬盤的工作原理

1 .筆記本電腦硬盤的工作原理

　　硬盤利用特定磁粒子的極性記錄數(shù)據(jù)。磁頭在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，將磁粒子的不同極性轉(zhuǎn)換成不同的電脈沖信號(hào)，然后利用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器將這些原始信號(hào)變成電腦可以使用的數(shù)據(jù);寫的操作正好與此相反。

　　另外，硬盤中還有一個(gè)存儲(chǔ)緩沖區(qū)，是為協(xié)調(diào)硬盤與主機(jī)在數(shù)據(jù)處理速度上的差異而設(shè)。由于硬盤的結(jié)構(gòu)比軟盤復(fù)雜，所以其格式化也比軟盤復(fù)雜，分為低級(jí)格式化、硬盤分區(qū)、高級(jí)格式化及建立文件系統(tǒng)。　　硬盤驅(qū)動(dòng)器加電正常工作后，利用控制電路中的單片機(jī)初始化模塊完成初始化，此時(shí)磁頭置于盤片中心位置。初始化后，主軸電機(jī)將啟動(dòng)并以高速旋轉(zhuǎn)，裝載磁頭的小車機(jī)構(gòu)移動(dòng)將浮動(dòng)磁頭置于盤片表面的00 道，處于等待命令的啟動(dòng)狀態(tài)。

　　當(dāng)接口電路接收到電腦系統(tǒng)傳來的命令信號(hào)后通過前置放大控制電路驅(qū)動(dòng)音圈電機(jī)發(fā)出磁信號(hào)。根據(jù)感應(yīng)阻值變化的磁頭正確定位盤片數(shù)據(jù)信息，并將接收后的數(shù)據(jù)信息解碼通過放大控制電路傳輸?shù)浇涌陔娐罚答伣o主機(jī)系統(tǒng)完成命令操作。結(jié)束硬盤操作的斷電狀態(tài)在反力矩彈簧的作用下將浮動(dòng)磁頭駐留到盤面中心。

　　2 .筆記本電腦硬盤結(jié)構(gòu)

　　由于受到筆記本電腦尺寸的限制，筆記本電腦硬盤也不能做得很大。第一代產(chǎn)品面世之時(shí)，筆記本電腦硬盤的 17mm的厚度幾乎沒有什么機(jī)型可以裝配，還有過高的發(fā)熱量和噪聲等。在第二代產(chǎn)品中，硬盤廠商將這個(gè)厚度降到了 12.5mm 。12.5mm 可以使 4200r/min 硬盤順利地裝入普通筆記本電腦，但是對(duì)筆記本電腦不斷向超輕薄方向發(fā)展的趨勢(shì)，它卻難有作為。

　　在過去的兩年中，筆記本硬盤 12.5mm 產(chǎn)品已經(jīng)逐漸被 9.5mm產(chǎn)品所替代。這樣就為輕薄筆記本電腦的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。但這還只是厚度的改變，其外形并沒有發(fā)生改變，它們?nèi)匀欢际?2.5英寸的硬盤。也就是說，它們的盤片大小都是一樣的。

　　就在 2.5 英寸 9.5mm 的硬盤正在大行其道時(shí)， 1.8 英寸的硬盤悄然走入了人們的視野?？梢哉f，目前 1.8英寸筆記本硬盤技術(shù)已經(jīng)成熟。它對(duì)超輕薄筆記本電腦的發(fā) 展提供了必要的條件。

　　3 .筆記本電腦硬盤接口

　　硬盤接口一直是人們關(guān)心的技術(shù)，隨著筆記本電腦其他配件(如 CPU、內(nèi)存、顯示等子系統(tǒng))性能的大步邁進(jìn)，硬盤的接口傳輸率越來越體現(xiàn)出它在整個(gè)電腦系統(tǒng)的瓶頸效應(yīng)，硬盤接口問題越來越受到人們的關(guān)注。硬盤接口有電源接口與數(shù)據(jù)接口，其中電源插口與主機(jī)電源相連，為硬盤提供電力。數(shù)據(jù)接口則是硬盤數(shù)據(jù)和主板控制器之間傳輸交換的紐帶，根據(jù)連接方式的差異分為IDE ( Integrated Drive EleCTRonICs )與 EIDE 接口等。

　　現(xiàn)在的筆記本硬盤采用的都是 IDE 接口技術(shù)，實(shí)際上是指把控制器與盤體集成在一起的硬盤驅(qū)動(dòng)器，我們常說的 IDE 接口，也叫 ATA (Advanced Technology Attachment )接口。把盤體與控制器集成在一起的做法減少了硬盤接口的電纜數(shù)目與長度，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃缘玫搅嗽鰪?qiáng)，硬盤制造起來變得相對(duì)簡單，廠商不需要再擔(dān)心自己生產(chǎn)的硬盤控制器的兼容性，對(duì)用戶而言，硬盤安裝起來也更為方便。

　　隨著技術(shù)的不斷更新， IDE 接口不斷推出各種新的技術(shù)指標(biāo) ATA-1 ～ ATA-4 直到最新的 Serial ATA 接口(即串行 ATA)， ATA-4 (包含 Ultra ATA 、 Ultra DMA 、 Ultra DMA/33 、 Ultra DMA/66四種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn))接口這個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)將 PIO-4 下的最大數(shù)據(jù)傳輸率提高了一倍，達(dá)到 33Mb/s ，或更高的 66Mb/s 。它還在總線占用上引入了新的技術(shù)，使用 PC 的 DMA 通道減少了 CPU 的處理負(fù)荷。要使用 Ultra-ATA ，需要一個(gè)空閑的 PCI擴(kuò)展槽，其中的 Ultra ATA/66 (即 Ultra DMA/66 )是目前主流筆記本硬盤采用的接口類型，其支持最大外部數(shù)據(jù)傳輸率為66.7Mb/s 。

　　新的 Serial — ATA (即串行 ATA )是 Intel公司采用的接口類型，就如其名所示，它以連續(xù)串行的方式傳送資料，在同一時(shí)間點(diǎn)內(nèi)只會(huì)有 1位數(shù)據(jù)傳輸，此做法能減小接口的針腳數(shù)目，用四個(gè)針就完成了所有的工作(第 1 針發(fā)出、第 2 針接收、第 3 針供電、第 4針地線)。這樣的做法能降低電力消耗，減小發(fā)熱量。最新的硬盤接口類型 ATA-100 就是 Seri