Ⅰ 硬碟的內部工作原理是怎麼樣的~~~
1. 盤面號
硬碟的碟片一般用鋁合金材料做基片，高速硬碟也可能用玻璃做基片。玻璃基片更容易達到所需的平面度和光潔度，且有很高的硬度。磁頭傳動裝置是使磁頭部件作徑向移動的部件，通常有兩種類型的傳動裝置。一種是齒條傳動的步進電機傳動裝置；另一種是音圈電機傳動裝置。前者是固定推算的傳動定位器，而後者則採用伺服反饋返回到正確的位置上。磁頭傳動裝置以很小的等距離使磁頭部件做徑向移動，用以變換磁軌。
硬碟的每一個碟片都有兩個盤面（Side），即上、下盤面，一般每個盤面都會利用，都可以存儲數據，成為有效碟片，也有極個別的硬碟盤面數為單數。每一個這樣的有效盤面都有一個盤面號，按順序從上至下從「0」開始依次編號。在硬碟系統中，盤面號又叫磁頭號，因為每一個有效盤面都有一個對應的讀寫磁頭。硬碟的碟片組在2～14片不等，通常有2～3個碟片，故盤面號（磁頭號）為0～3或0～5。
2. 磁軌
磁碟在格式化時被劃分成許多同心圓，這些同心圓軌跡叫做磁軌（Track）。磁軌從外向內從0開始順序編號。硬碟的每一個盤面有300～1 024個磁軌，新式大容量硬碟每面的磁軌數更多。信息以脈沖串的形式記錄在這些軌跡中，這些同心圓不是連續記錄數據，而是被劃分成一段段的圓弧，這些圓弧的角速度一樣。由於徑向長度不一樣，所以，線速度也不一樣，外圈的線速度較內圈的線速度大，即同樣的轉速下，外圈在同樣時間段里，劃過的圓弧長度要比內圈劃過的圓弧長度大。每段圓弧叫做一個扇區，扇區從「1」開始編號，每個扇區中的數據作為一個單元同時讀出或寫入。一個標準的3.5in硬碟盤面通常有幾百到幾千條磁軌。磁軌是「看」不見的，只是盤面上以特殊形式磁化了的一些磁化區，在磁碟格式化時就已規劃完畢。
1.3 硬碟的邏輯結構(2)
3. 柱面
所有盤面上的同一磁軌構成一個圓柱，通常稱做柱面（Cylinder），每個圓柱上的磁頭由上而下從「0」開始編號。數據的讀/寫按柱面進行，即磁頭讀/寫數據時首先在同一柱面內從「0」磁頭開始進行操作，依次向下在同一柱面的不同盤面即磁頭上進行操作，只在同一柱面所有的磁頭全部讀/寫完畢後磁頭才轉移到下一柱面，因為選取磁頭只需通過電子切換即可，而選取柱面則必須通過機械切換。電子切換相當快，比在機械上磁頭向鄰近磁軌移動快得多，所以，數據的讀/寫按柱面進行，而不按盤面進行。也就是說，一個磁軌寫滿數據後，就在同一柱面的下一個盤面來寫，一個柱面寫滿後，才移到下一個扇區開始寫數據。讀數據也按照這種方式進行，這樣就提高了硬碟的讀/寫效率。
一塊硬碟驅動器的圓柱數（或每個盤面的磁軌數）既取決於每條磁軌的寬窄（同樣，也與磁頭的大小有關），也取決於定位機構所決定的磁軌間步距的大小。更深層的內容請參考其他書籍，限於篇幅，這里不再深入介紹。
4. 扇區
操作系統以扇區（Sector）形式將信息存儲在硬碟上，每個扇區包括512個位元組的數據和一些其他信息。一個扇區有兩個主要部分：存儲數據地點的標識符和存儲數據的數據段，標識符就是扇區頭標，包括組成扇區三維地址的三個數字：扇區所在的磁頭（或盤面）、磁軌（或柱面號）以及扇區在磁軌上的位置即扇區號。頭標中還包括一個欄位，其中有顯示扇區是否能可靠存儲數據，或者是否已發現某個故障因而不宜使用的標記。有些硬碟控制器在扇區頭標中還記錄有指示字，可在原扇區出錯時指引磁碟轉到替換扇區或磁軌。最後，扇區頭標以循環冗餘校驗（CRC）值作為結束，以供控制器檢驗扇區頭標的讀出情況，確保准確無誤。
扇區的第二個主要部分是存儲數據的數據段，可分為數據和保護數據的糾錯碼（ECC）。在初始准備期間，計算機用512個虛擬信息位元組（實際數據的存放地）和與這些虛擬信息位元組相應的ECC數字填入這個部分。
扇區頭標包含一個可識別磁軌上該扇區的扇區號。有趣的是，這些扇區號物理上並不連續編號，它們不必用任何特定的順序指定。扇區頭標的設計允許扇區號可以從1到某個最大值，某些情況下可達255。磁碟控制器並不關心上述范圍中什麼編號安排在哪一個扇區頭標中。在很特殊的情況下，扇區還可以共用相同的編號。磁碟控制器甚至根本就不管數據區有多大，只管讀出它所找到的數據，或者寫入要求它寫的數據。
給扇區編號的最簡單方法是l，2，3，4，5，6等順序編號。如果扇區按順序繞著磁軌依次編號，那麼，控制器在處理一個扇區的數據期間，磁碟旋轉太遠，超過扇區間的間隔（這個間隔很小），控制器要讀出或寫入的下一扇區已經通過磁頭，也許是相當大的一段距離。在這種情況下，磁碟控制器就只能等待磁碟再次旋轉幾乎一周，才能使得需要的扇區到達磁頭下面。
顯然，要解決這個問題，靠加大扇區間的間隔是不現實的，那會浪費許多磁碟空間。許多年前，IBM的一位傑出工程師想出了一個絕妙的辦法，即對扇區不使用順序編號，而是使用一個交叉因子（interleave）進行編號。交叉因子用比值的方法來表示，如3﹕1表示磁軌上的第1個扇區為1號扇區，跳過兩個扇區即第4個扇區為2號扇區，這個過程持續下去直到給每個物理扇區編上邏輯號為止。例如，每磁軌有17個扇區的磁碟按2﹕1的交叉因子編號就是：l，10，2，11，3，12，4，13，5，14，6，15，7，16，8，17，9，而按3﹕1的交叉因子編號就是：l，7，13，2，8，14，3，9，15，4，10，16，5，11，17，6，12。當設置1﹕l的交叉因子時，如果硬碟控制器處理信息足夠快，那麼，讀出磁軌上的全部扇區只需要旋轉一周；但如果硬碟控制器的後處理動作沒有這么快，磁碟所轉的圈數就等於一個磁軌上的扇區數，才能讀出每個磁軌上的全部數據。將交叉因子設定為2﹕1時，磁頭要讀出磁軌上的全部數據，磁碟只需轉兩周。如果2﹕1的交叉因子仍不夠慢，磁碟旋轉的周數約為磁軌的扇區數，這時，可將交叉因子調整為3﹕1
是典型的MFM（Modified Frequency Molation，改進型調頻制編碼）硬碟，每磁軌有17個扇區，畫出了用三種不同的扇區交叉因子編號的情況。最外圈的磁軌（0號柱面）上的扇區用簡單的順序連續編號，相當於扇區交叉因子是1﹕1。1號磁軌（柱面）的扇區按2﹕1的交叉因子編號，而2號磁軌按3﹕1的扇區交叉因子編號。
Ⅱ 硬碟的工作原理
現在的硬碟,無論是IDE還是SCSI,採用的都是「溫徹思特「技術,都有以下特點：1。磁頭，碟片及運動機構密封。2。固定並高速旋轉的鍍磁碟片表面平整光滑。3。磁頭沿碟片徑向移動。4。磁頭對碟片接觸式啟停，但工作時呈飛行狀態不與碟片直接接觸。
碟片：硬碟碟片是將磁粉附著在鋁合金（新材料也有用玻璃）圓碟片的表面上.這些磁粉被劃分成稱為磁軌的若干個同心圓，在每個同心圓的磁軌上就好像有無數的任 意排列的小磁鐵，它們分別代表著0和1的狀態。當這些小磁鐵受到來自磁頭的磁力影響時，其排列的方向會隨之改變。利用磁頭的磁力控制指定的一些小磁鐵方 向，使每個小磁鐵都可以用來儲存信息。
盤體：硬碟的盤體由多個碟片組成，這些碟片重疊在一起放在一個密封的盒中，它們在主軸電機的帶動下以很高的速度旋轉，其每分鍾轉速達3600，4500，5400，7200甚至以上。
磁頭：硬碟的磁頭用來讀取或者修改碟片上磁性物質的狀態，一般說來，每一個磁面都會有一個磁頭，從最上面開始，從0開始編號。磁頭在停止工作時，與磁碟是接 觸的，但是在工作時呈飛行狀態。磁頭採取在碟片的著陸區接觸式啟停的方式，著陸區不存放任何數據，磁頭在此區域啟停，不存在損傷任何數據的問題。讀取數據 時，碟片高速旋轉，由於對磁頭運動採取了精巧的空氣動力學設計，此時磁頭處於離盤面數據區0.2---0.5微米高度的」飛行狀態「。既不與盤面接觸造成 磨損，又能可靠的讀取數據。
電機：硬碟內的電機都為無刷電機，在高速軸承支撐下機械磨損很小，可以長時間連續工作。高速旋轉的盤體產生了 明顯的陀螺效應，所以工作中的硬碟不宜運動，否則將加重軸承的工作負荷。硬碟磁頭的尋道飼服電機多採用音圈式旋轉或者直線運動步進電機，在飼服跟蹤的調節 下精確地跟蹤碟片的磁軌，所以在硬碟工作時不要有沖擊碰撞，搬動時要小心輕放。
原理說到這里，大家都明白了吧？
首先，磁頭和數據區是不會有接觸的，所以不存在磨損的問題。
其次，一開機硬碟就處於旋轉狀態，主軸電機的旋轉可以達到4500或者7200轉每分鍾，這和你是否使用FLASHGET或者ED都沒有關系，只要一通電，它們就在轉.它們的磨損也和軟體無關。
再次，尋道電機控制下的磁頭的運動，是左右來回移動的，而且幅度很小，從碟片的最內層（著陸區）啟動，慢慢移動到最外層，再慢慢移動回來，一個磁軌再到另一個磁軌來尋找數據。不會有什麼大規模跳躍的（又不是青蛙）。所以它的磨損也是可以忽略不記的。
那麼，熱量是怎麼來的呢？
首先，是主軸電機和尋道飼服電機的旋轉，硬碟的溫度主要是因為這個。
其次，高速旋轉的盤體和空氣之間的摩擦。這個也是主要因素。而硬碟的讀寫？很遺憾，它的發熱量可以忽略不記！
硬碟的讀操作，是碟片上磁場的變化影響到磁頭的電阻值,這個過程中碟片不會發熱，磁頭倒是因為電流發生變化，所以會有一點熱量產生。寫操作呢？正好反過來， 通過磁頭的電流強度不斷發生變化，影響到碟片上的磁場，這一過程因為用到電磁感應，所以磁頭發熱量較大。但是碟片本身是不會發熱的，因為碟片上的永磁體是 冷性的，不會因為磁場變化而發熱。
但是總的來說，磁頭的發熱量和前面兩個比起來，是小巫見大巫了。熱量是可以輻射傳導的，那麼高熱量對碟片上的永磁體會不會有傷害呢？其實傷害是很小的，永磁體消磁的溫度，遠遠高於硬碟正常情況下產生的溫度。當然，要是你的機箱散熱不好，那可就怪不了別人了。
Ⅲ 機械硬碟的原理
機械硬碟中所有的碟片都裝在一個旋轉軸上，每張碟片之間是平行的，在每個碟片的存儲面上有一個磁頭，磁頭與碟片之間的距離只有0.1μm～0.5μm，較高的水平已經達到 0.005μm～0.01μm，所有的磁頭聯在一個磁頭控制器上，由磁頭控制器負責各個磁頭的運動。
磁頭可沿碟片的半徑方向運動，加上碟片每分鍾幾千轉的高速旋轉，磁頭就可以定位在碟片的指定位置上進行數據的讀寫操作。信息通過離磁性表面很近的磁頭，由電磁流來改變極性方式被電磁流寫到磁碟上，信息可以通過相反的方式讀取。硬碟作為精密設備，塵埃是其大敵，所以進入硬碟的空氣必須過濾。
Ⅳ 電腦硬碟的工作原理
1.硬碟的磁頭
一塊硬碟存取數據的工作完全都是依靠磁頭來進行，換句話說，沒有磁頭，也就沒有實際意義上的硬碟。那麼，究竟什麼是磁頭呢？磁頭就是硬碟進行讀寫的「筆尖」，通過全封閉式的磁阻感應讀寫，將信息記錄在硬碟內部特殊的介質上。硬碟磁頭的發展先後經歷了亞鐵鹽類磁頭(MonolithicHead)、MIG(MetalInGap)磁頭和薄膜磁頭(ThinFilmHead)、MR磁頭等幾個階段。前3種傳統的磁頭技術都是採取了讀寫合一的電磁感應式磁頭，在設計方面因為同時需要兼顧讀/寫兩種特性，因此也造成了硬碟在設計方面的局限性。
第4種磁阻磁頭在設計方面引入了全新的分離式磁頭結構，寫入磁頭仍沿用傳統的磁感應磁頭，而讀取磁頭則應用了新型的MR磁頭，即所謂的感應寫、磁阻讀，針對讀寫的不同特性分別進行優化，以達到最好的讀寫性能。
除上述幾種磁頭技術外，技術更為創新、採用多層結構、磁阻效應更好的材料製作的GMR磁頭(GiantMagnetoResistiveheads，巨磁阻磁頭)，可以使目前硬碟的容量在此基礎上再提高10倍以上。
2.硬碟的盤面
如果把硬碟磁頭比喻作「筆」的形容成立，那麼所謂硬碟的盤面自然就是這「筆」下的「紙」。如果您曾經有幸打開過自己的硬碟，可以發現硬碟內部是由金屬磁碟組成的，有單碟片的，有雙碟片的，也有多碟片的。它們通過表面的磁物質結合在一起。與平時使用的那些普通軟磁碟存儲介質的不連續顆粒相比，這種特殊物質的金屬磁碟具有更高的記錄密度和更強的安全性能。
目前市場上主流硬碟的碟片大都是採用了金屬薄膜磁碟構成，這種金屬薄膜磁碟較之普通的金屬磁碟具有更高的剩磁(Remanence:經消磁後，殘留在磁介質上的磁感應)和高矯頑力(CoerciveForce:作用於磁化材料以去除剩磁的反向磁通強度)，因此也被硬碟廠商普遍採用。
與金屬薄膜磁碟相比，用玻璃做為新的碟片，有利於把硬碟碟片做得更平滑，單位磁碟密度也會更高。同時由於玻璃的堅固特性，新一代的玻璃硬磁碟在性能方面也會更加穩定。不過也有一點問題，如果一旦把玻璃材質作為硬碟基片，玻璃材質較之金屬材質的脆弱性就會表現出來。
3.硬碟的馬達
有了「筆」和「紙」，要讓「筆」能夠在「紙」上順利地寫字，當然還要有「手」的控制，而這雙控制磁頭在磁片上高速工作的「手」就應該是硬碟主軸上的馬達了。硬碟正因為有了馬達，才可以帶動磁碟片在真空封閉的環境中高速旋轉，馬達高速運轉時所產生的浮力使磁頭飄浮在碟片上方進行工作。硬碟在工作時，通過馬達的連動將需要存取資料的扇區帶到磁頭下方，馬達的轉速越快，等待存取記錄的時間也就越短。從這個意義上講，硬碟馬達的轉速在很大程度上決定了硬碟最終的速度。
在當今硬碟不斷向著超大容量邁進的同時，硬碟的速度也在不斷提高，這當然就要求硬碟的馬達也必須能夠跟上技術時代飛速發展的步伐。進入2000年後，5400rpm的硬碟即將成為歷史，7200rpm勢必成為2000年乃至今後一段時間的主流產品。速度方面的提升對於硬碟的馬達而言，自然也是提出了更高的要求。7200rpm、10000rpm甚至15000rpm的硬碟馬達自然不會再是傳統意義上的普通滾珠軸承馬達，因為硬碟轉速的不斷提高會帶來諸如磨損加劇、溫度升高、雜訊增大等一系列負面問題。傳統的普通滾珠軸承馬達自然無法妥善解決這些問題，於是曾廣泛應用在精密機械工業上的液態軸承馬達(Fluiddynamicbearingmotors)被引入到硬碟技術中。與傳統的滾珠軸承馬達不同，液態軸承馬達使用的是黏膜液油軸承，這種特殊的軸承以油膜代替了原先的滾珠，一方面避免了與金屬面的直接磨擦，將傳統馬達所帶來的雜訊及高溫降至最低;另一方面，油膜可以有效地吸收外來的震動，使硬碟的抗震能力由以往的150G提高至1200G;再一個方面，從理論上講，液態軸承馬達無磨損，使用壽命可以達到無限長，雖然我們無法通過這一點就奢想自己的新硬碟能夠「長生不老」，但最起碼可以延長使用壽命。
4.硬碟的轉速
硬碟的轉速(RotateSpeed)，正像我們上文所述，硬碟的馬達直接決定了硬碟的轉速。理論上講，硬碟的轉速越快越好，因為較高的硬碟轉速可以極大地縮短硬碟的平均尋道時間和實際讀寫時間。但是，硬碟的高轉速帶給硬碟的負面影響就是轉速越快，硬碟表面的發熱量越大，如果再加上機箱散熱不佳和其他周邊散熱過多的原因，很可能造成機器運行不穩定。也正是這個原因，目前市場上絕大多數筆記本電腦中的專用硬碟，其轉速一般都不會超過4500rpm。
5.硬碟的平均尋道時間、平均訪問時間和平均潛伏時間
所謂硬碟的平均尋道時間(AverageSeekTime)，其實就是指硬碟在盤面上移動讀寫頭至指定磁軌尋找相應目標數據所用的時間。我們在描述硬碟讀取數據能力時，目前主要以毫秒為計算單位，而硬碟讀取數據一次大多在6～14ms之間。當硬碟的單碟容量增大時，磁頭的尋道動作和移動距離會相應減少，這樣也就導致硬碟本身的平均尋道時間減少，從而提高了硬碟傳輸數據的速度。
而平均訪問時間(AverageAccessTime)，指的就是平均尋道時間與平均潛伏時間的總和。平均訪問時間基本上也就能夠代表硬碟找到某一數據所用的時間。平均訪問時間越短越好，一般情況下應該控制在11～18ms之間，建議用戶選擇那些平均訪問時間在15ms以下的硬碟。
所謂平均潛伏時間(AverageLatencyTime)，其准確的概念定位就是指相應磁軌旋轉到磁頭下方的時間，一般情況下在2～6ms之間。
6.硬碟的外部傳輸率和內部傳輸率
所謂硬碟的外部數據傳輸率(ExternalTransferRate)就是指電腦通過介面將數據交給硬碟的傳輸速度，而內部數據傳輸率(InternalTransferRate)就是指硬碟將這些數據記錄在自身碟片上的速度，也稱最大或最小持續傳輸率(SustainedTransferRate)。從實際應用方面分析，硬碟的外部數據傳輸率比其內部傳輸率速度要快很多，在它們之間有一塊緩沖區可以緩解二者的速度差距。而從硬碟緩沖區讀取數據的速度又稱之為突發數據傳輸率(BurstdataTransferRate)。
普通的EIDE硬碟理論上的傳輸速率，都已達到了17.5MB/s左右，而採用UltraDMA/33、UltraDMA/66技術後，傳輸率瞬間速度便可以達到33.3MB/s和66MB/s，至於UltraDMA/100和UltraDMA/160，也是指在這個速度上的提升。
7.硬碟的緩沖區
所謂硬碟的緩沖區(硬體緩沖)就是指硬碟本身的高速緩存(Cache)，它能夠大幅度地提高硬碟整體性能。高速緩存其實就是指硬碟控制器上的一塊存取速度極快的DRAM內存，分為寫通式和回寫式。所謂寫通式，就是指在讀硬碟時系統先檢查請求，尋找所要求的數據是否在高速緩存中。如果在則稱為被命中，緩存就會發送出相應的數據，磁頭也就不必再向磁碟訪問數據，從而大幅度改善硬碟的性能。
所謂回寫式，指的是在內存中保留寫數據，當硬碟空閑時再次寫入。從這一點上而言，回寫式具有高於寫通式的系統性能。較早期的硬碟大多帶有128KB、256KB、512KB等高速緩存，目前的高檔硬碟高速緩存大多已經達到1MB、2MB甚至更高，在高速緩存的取材上也採用了速度比DRAM更快的同步內存SDRAM，確保硬碟性能更為卓越。
硬碟技術
硬碟所採用的技術，目前主要包括3個方面，一是磁頭技術，二是防震技術，三是數據保護技術。隨著各大製造廠商的技術競爭，目前這3個方面的技術要點也逐漸走向融合。
1.磁頭技術
(1)磁阻磁頭技術(Magneto-ResistiveHead)
磁阻磁頭技術是一種比較傳統的硬碟磁頭技術，是完全基於磁電阻效應工作的，其核心就是一片金屬材料，其電阻隨磁場的變化而變化。應用這種磁阻磁頭技術的原理就是:通過磁阻元件連著的一個十分敏感的放大器可以測出微小的電阻變化。所以越先進的MR技術可以提高記錄密度來記錄數據，增加單碟片容量即硬碟的最高容量，進而提高數據傳輸率。
(2)巨型磁阻磁頭(GMR)
這是MR磁阻磁頭技術的換代技術，目前絕大多數的硬碟產品都應用了這種技術。採用了巨型磁阻磁頭技術的硬碟，其讀、寫工作是分別由不同的磁頭來完成的，這種變化從而可以有效地提高硬碟的工作效率，並使增大磁軌密度成為可能。
(3)OAW(光學輔助溫式技術)
OAW是美國希捷公司新研製技術代號，很可能是未來磁頭技術的發展方向。應用這種OAW技術，未來的硬碟可以在1英寸面積內寫入105000以上的磁軌，單碟容量更是有望突破36GB。
2.防震技術
(1)SPS防震保護系統
這是昆騰公司在其火球7代(EX)系列之後普遍採用的硬碟防震動保護系統。其設計思路就是分散外來沖擊能量，盡量避免硬碟磁頭和碟片之間的意外撞擊，使硬碟能夠承受1000G以上的意外沖擊力。
(2)ShockBlock防震保護系統
雖然這是Maxtor公司的專利技術，但其設計思路與防護風格與昆騰公司的SPS技術有著異曲同工之妙，也是為了分散外來的沖擊能量，盡量避免磁頭和碟片相互撞擊，但它能承受的最大沖擊力卻可以達到1500G甚至更高。
3.數據保護技術
(1)S.M.A.R.T技術
S.M.A.R.T技術是目前絕大多數硬碟已經普遍採用的通用安全技術，而應用S.M.A.R.T技術，用戶們能夠預先測量出某些硬碟的特性。舉個例子，如監測硬碟磁頭的飛行高度。因為一旦磁頭開始出現飛得太高或太低的情況，硬碟在運行中就極有可能報錯，S.M.A.R.T技術就是一種對硬碟故障預先發出報警的廉價數據保護。
當然，利用S.M.A.R.T技術可預測的硬碟故障一般是硬碟性能惡化的結果，其中約60%為機械性質的，40%左右則是對軟性故障的有效預測。應用S.M.A.R.T技術可以有效地防止並減少硬碟數據丟失，而預先報警系統更能夠讓電腦用戶及時掌握自己硬碟的性能和實際使用狀況。
(2)數據衛士
西部數據(WD)公司的數據衛士能夠在硬碟工作的空餘時間里，每8個小時便自動執行硬碟掃描、檢測、修復碟片的各扇區等步驟。以上操作完全是自動運行，無需用戶干預與控制，特別是對初級用戶與不懂硬碟維護的用戶十分適用。
(3)DPS(數據保護系統)
昆騰公司在推出火球7代硬碟以後，從8代開始的所有硬碟中，都內建了所謂的DPS(數據保護系統)系統模式。DPS系統模式的工作原理是在其硬碟的前300MB內，存放操作系統等重要信息，DPS可在系統出現問題後的90s內自動檢測恢復系統數據，如果不行，則啟用隨硬碟附送的DPS軟盤，進入程序後DPS系統模式會自動分析造成故障的原因，盡量保證用戶硬碟上的數據不受損失。
(4)MaxSafe技術
MaxSafe技術是邁拓公司在其金鑽2代以後普遍採用的技術。MaxSafe技術的核心就是將附加的ECC校驗位保存在硬碟上，使硬碟在讀寫過程中，每一步都要經過嚴格的校驗，以此來保證硬碟數據的完整性。
4.其他綜合技術方面
(1)PRML(，硬碟最大相似性技術)讀取技術利用PRML讀取技術可以使單位硬碟碟片存儲更大量的信息。在增加硬碟容量的同時，還可以有效地提高硬碟數據的讀取和傳輸率。
(2)UltraDSP(超級數字信號處理器)技術及介面技術
應用UltraDSP進行數學運算，其速度較一般CPU快10～50倍。採用UltraDSP技術，單個的DSP晶元可以同時提供處理器及驅動介面的雙重功能，以減少其他電子元件的使用，可大幅度地提高硬碟的速度和可靠性。
介面技術可以極大地提高硬碟的最大外部傳輸率，最大的益處在於，可以把數據從硬碟直接傳輸到主內存而不佔用更多的CPU資源，提高系統性能。Maxtor公司2000年最新的鑽石9代和金鑽4代都採用了雙DSP晶元技術，將硬碟的系統性能提升到極致。
(3)3DDefenseSystem(3D保護系統)
3DDefenseSystem是美國希捷公司獨有的一種硬碟保護技術。3DDefenseSystem中主要包括了DriveDefense(磁碟保護)、DataDefense(數據保護)及DiagnosticDefense(診斷保護)等3個方面的內容。
DriveDefense(磁碟保護)。這裡面又包括：G-Force保護，可幫助希捷硬碟承受業界內最高的非工作狀態下的震動，即在2ms內震動力即使達到350G，也不會使硬碟損壞;SeaShield保護，提供ESD及安全處理，特別是對PCBA(PrintedCircuitBoardAssembly，印刷電路集成板);SeaShell保護，這是一種可以替換原有ESD(Elestro-StaticDischarge)的硬碟工具包，通過這一保護系統可為硬碟提供更多的保護。
DataDefense(數據保護)。這裡面又包括了希捷獨創的Multidrive系統(SAMS)。所謂SAMS就是通過減小硬碟的旋轉振動來最大程度地減少對硬碟的損壞;ECC(ErrorCorrectionCode，錯誤檢正代碼)，即為高性能硬碟提供on-the-fly檢正，還有就是對數據恢復提供最大限度Firmware(固件)檢正，因此可以正確完整地進行讀、恢復數據;SafeSaring，當硬碟斷電及重新來電後，利用SafeSaring技術可以確保硬碟磁頭回到同樣的扇區，保證數據不丟失;End-to-EndPathProtection，確保數據在主機與磁碟之間傳輸的完整性。
DiagnosticDefense(診斷保護)。這裡面也包括了SeaTools——診斷工具軟體，可以幫助用戶診斷系統是否存在問題，以及診斷錯誤是否由其他硬體及軟體產生。另外，SeaTools還可以在ATA及SCSI產品中工作，可以應用於所有老舊的希捷硬碟;增強型的S.M.A.R.T功能，可以在硬碟發生錯誤與問題之前作為預測並向用戶發出警告;Web-BasedTools(基於Web的工具)，允許用戶標識及解決一些非硬碟相關錯誤，如病毒等，也可以檢正文件系統，解決硬體沖突以避免不必要的硬碟返修;DLD(DriveLoggingDiagnostics)——捕獲不可恢復性數據錯誤，實質上就是交互性的診斷工作。
硬碟的工作模式
從主板的支持度來看，目前硬碟的工作模式主要有3種:NORMAL、LBA和LARGE模式。
NORMAL即我們平時講的普通模式，也是最早的IDE方式。在此方式下對硬碟訪問時，BIOS和IDE控制器對參數不作任何轉換。該模式支持的最大柱面數為1024，最大磁頭數為16，最大扇區數為63，每扇區位元組數為512KB。因此支持最大硬碟容量為:512KB×63×16×1024=528MB。在此模式下即使硬碟的實際物理容量很大，但可訪問的硬碟空間也只能是528MB。
LBA(LogicalBlockAddressing)即邏輯塊定址模式。應用這種模式所管理的硬碟空間突破了528MB的瓶頸，可達8.4GB。在LBA模式下，設置的柱面、磁頭、扇區等參數並不是實際硬碟的物理參數。在訪問硬碟時，由IDE控制器把由柱面、磁頭、扇區等參數確定的邏輯地址轉換為實際硬碟的物理地址。在LBA模式下，可設置的最大磁頭數為255，其餘參數與普通模式相同。
由此可計算出可訪問的硬碟容量為:512KB×63×255×1024=8.4GB。LARGE又稱為大硬碟管理模式。當硬碟的柱面超過1024而又不為LBA支持時可採用此種模式。LARGE模式採取的方法是把柱面數除以2，把磁頭數乘以2，其結果總容量不變。例如，在NORMAL模式下柱面數為1220，磁頭數為16，進入LARGE模式則柱面數為610，磁頭數為32。這樣在DOS中顯示的柱面數小於1024，即可正常工作。
Ⅳ 硬碟的存儲原理
硬碟是一種採用磁介質的數據存儲設備，數據存儲在密封於潔凈的硬碟驅動器內腔的若干個磁碟片上。這些碟片一般是在以的片基表面塗上磁性介質所形成，在磁碟片的每一面上，以轉動軸為軸心、以一定的磁密度為間隔的若干個同心圓就被劃分成磁軌（track），每個磁軌又被劃分為若干個扇區（sector），數據就按扇區存放在硬碟上。
硬碟的第一個扇區（0道0頭1扇區）被保留為主引導扇區。在主引導區內主要有兩項內容：主引導記錄和硬碟分區表。主引導記錄是一段程序代碼，其作用主要是對硬碟上安裝的操作系統進行引導；硬碟分區表則存儲了硬碟的分區信息。
計算機啟動時將讀取該扇區的數據，並對其合法性進行判斷（扇區最後兩個位元組是否為0x55AA或0xAA55 ），如合法則跳轉執行該扇區的第一條指令。所以硬碟的主引導區常常成為病毒攻擊的對象，從而被篡改甚至被破壞。可引導標志：0x80為可引導分區類型標志；0表示未知；1為FAT12；4為FAT16；5為擴展分區等等。
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數據存儲原理
既然要進行數據的恢復，當然數據的存儲原理我們不能不提，在這之中，我們還要介紹一下數據的刪除和硬碟的格式化相關問題……
操作系統從目錄區中讀取文件信息（包括文件名、後綴名、文件大小、修改日期和文件在數據區保存的第一個簇的簇號），我們這里假設第一個簇號是0023。
操作系統從0023簇讀取相應的數據，然後再找到FAT的0023單元，如果內容是文件結束標志（FF），則表示文件結束，否則內容保存數據的下一個簇的簇號，這樣重復下去直到遇到文件結束標志。
Ⅵ 電腦硬碟的工作原理是什麼
現在的硬碟,無論是IDE還是SCSI,採用的都是"溫徹思特「技術,都有以下特點：1。磁頭，碟片及運
動機構密封。2。固定並高速旋轉的鍍磁碟片表面平整光滑。3。磁頭沿碟片徑向移動。4。磁頭對碟片
接觸式啟停，但工作時呈飛行狀態不與碟片直接接觸。
碟片：硬碟碟片是將磁粉附著在鋁合金（新材料也有用玻璃）圓碟片的表面上.這些磁粉被劃分成
稱為磁軌的若干個同心圓，在每個同心圓的磁軌上就好像有無數的任意排列的小磁鐵，它們分別代表著
0和1的狀態。當這些小磁鐵受到來自磁頭的磁力影響時，其排列的方向會隨之改變。利用磁頭的磁力控
制指定的一些小磁鐵方向，使每個小磁鐵都可以用來儲存信息。
盤體：硬碟的盤體由多個碟片組成，這些碟片重疊在一起放在一個密封的盒中，它們在主軸電機
的帶動下以很高的速度旋轉，其每分鍾轉速達3600，4500，5400，7200甚至以上。
磁頭：硬碟的磁頭用來讀取或者修改碟片上磁性物質的狀態，一般說來，每一個磁面都會有一個
磁頭，從最上面開始，從0開始編號。磁頭在停止工作時，與磁碟是接觸的，但是在工作時呈飛行狀態。
磁頭採取在碟片的著陸區接觸式啟停的方式，著陸區不存放任何數據，磁頭在此區域啟停，不存在損傷
任何數據的問題。讀取數據時，碟片高速旋轉，由於對磁頭運動採取了精巧的空氣動力學設計，此時磁頭
處於離盤面數據區0.2---0.5微米高度的」飛行狀態「。既不與盤面接觸造成磨損，又能可靠的讀取數據。
電機：硬碟內的電機都為無刷電機，在高速軸承支撐下機械磨損很小，可以長時間連續工作。高速
旋轉的盤體產生了明顯的陀螺效應，所以工作中的硬碟不宜運動，否則將加重軸承的工作負荷。硬碟磁頭
的尋道飼服電機多採用音圈式旋轉或者直線運動步進電機，在飼服跟蹤的調節下精確地跟蹤碟片的磁軌，
所以在硬碟工作時不要有沖擊碰撞，搬動時要小心輕放。
Ⅶ 固態硬碟的原理是什麼
固態硬碟的原理是，SSD固態硬碟是把磁存儲改為集成電路存儲。磁存儲需要掃描磁頭的動作和旋轉磁碟的配合。
電路存儲即固態存儲靠的是電路的掃描和開關作用將信息讀出和寫入，不存在機械動作。固態硬碟內主體其實就是一塊PCB板，而這塊PCB板上最基本的配件就是控制晶元，緩存晶元和用於存儲數據的快閃記憶體晶元。
對比參照：
1、防震抗摔性：傳統硬碟都是磁碟型的，數據儲存在磁碟扇區里。而固態硬碟是使用快閃記憶體顆粒（即mp3、U盤等存儲介質）制固態硬碟作而成，SSD固態硬碟內部不存在任何機械部件，這樣即使在高速移動甚至伴隨翻轉傾斜的情況下也不會影響到正常使用，而且在發生碰撞和震盪時能夠將數據丟失的可能性降到最小。
2、數據存儲速度：固態硬碟相對傳統硬碟在存取速度上有著飛躍性的提升。
3、功耗固態硬碟的功耗上要低於傳統硬碟。
4、重量：固態硬碟在重量方面更輕，與常規1.8英寸硬碟相比，重量輕20-30克。
5、噪音由於固態硬碟採用無機械部件的快閃記憶體晶元，所以具有了發熱量小、散熱快等特點，而且沒有機械馬達和風扇，工作噪音值為0分貝。
6、容量：固態硬碟標准2.5寸目前最大容量為2TB與傳統硬碟相差並不大，但相當價位時容量相差較大。
7、使用壽命：SLC通常有10萬次全盤寫入壽命，成本低廉的MLC，寫入壽命通常僅有1萬次全盤寫入壽命,而廉價的TLC快閃記憶體通常則更是只有可憐的500-1000次全盤寫入壽命。
Ⅷ 硬碟電機工作原理
硬碟驅動器內的電機都是無刷電機（伺服電機一種），在高速軸承支持下機械磨損很小，可以長時間連續工作。
伺服主要靠脈沖來定位，基本上可以這樣理解，伺服電機接收到1個脈沖，就會旋轉1個脈沖對應的角度，從而實現位移，因為，伺服電機本身具備發出脈沖的功能，所以伺服電機每旋轉一個角度，都會發出對應數量的脈沖，這樣，和伺服電機接受的脈沖形成了呼應，或者叫閉環，如此一來，系統就會知道發了多少脈沖給伺服電機，同時又收了多少脈沖回來，這樣，就能夠很精確的控制電機的轉動，從而實現精確的定位，可以達0.001mm。
直流伺服電機分為有刷和無刷電機。
見下圖：
Ⅸ 固態硬碟的工作原理是什麼
固態硬碟原理是一種主要以快閃記憶體作為永久性存儲器的計算機存儲設備，此處固態主要相對於以機械臂帶動磁頭轉動實現讀寫操作的磁碟而言，NAND或者其他固態存儲以電位高低或者相位狀態的不同記錄0和1。
固態硬碟將數據保存在快閃記憶體中，而不是像硬碟驅動器之類的磁性系統。固態硬碟之所以如此命名，是因為它們不依賴於移動部件或旋轉磁碟。相反，數據被保存到一組存儲庫中，就像可以隨身攜帶的快閃記憶體一樣。
固態硬碟的存儲介質分為兩種，一種是採用快閃記憶體作為存儲介質，另外一種是採用DRAM作為存儲介質。
1、基於快閃記憶體的固態硬碟：採用FLASH晶元作為存儲介質，這也是通常所說的SSD。它的外觀可以被製作成多種模樣，例如：筆記本硬碟、微硬碟、存儲卡、U盤等樣式。
這種SSD固態硬碟最大的優點就是可以移動，而且數據保護不受電源控制，能適應於各種環境，適合於個人用戶使用。
一般它擦寫次數普遍為3000次左右，以常用的64G為例，在SSD的平衡寫入機理下，可擦寫的總數據量為64G X 3000 = 192000G，它像普通硬碟HDD一樣，理論上可以無限讀寫。
2、基於DRAM的固態硬碟：採用DRAM作為存儲介質，應用范圍較窄。它仿效傳統硬碟的設計，可被絕大部分操作系統的文件系統工具進行卷設置和管理，並提供工業標準的PCI和FC介面用於連接主機或者伺服器。
應用方式可分為SSD硬碟和SSD硬碟陣列兩種，是一種高性能的存儲器，而且使用壽命很長，美中不足的是需要獨立電源來保護數據安全。DRAM固態硬碟屬於比較非主流的設備。
(9)硬碟工作原理擴展閱讀：
固態硬碟特點：
1、固態硬碟和機械硬碟相比讀寫速度遠遠勝出，這也是其最主要的功能，還具有低功耗、無噪音、抗震動、低熱量的特點，這些特點可以延長靠電池供電的計算機設備運轉時間。
2、固態硬碟防震抗摔性傳統硬碟都是磁碟型的，數據儲存在磁碟扇區里。而固態硬碟是使用快閃記憶體顆粒（即mp3、U盤等存儲介質）製作而成，所以SSD固態硬碟內部不存在任何機械部件。
Ⅹ 硬碟的工作原理是什麼(要通俗易懂的)
硬碟分為HDD,SSD。
HDD呢，就是常見的大塊頭的硬碟，裡面是圓形碟片，材質以前是玻璃，現在是鋁合金。鋁合金上面塗滿了磁粉，當然，不是普通材料，一般是薄膜材料，特點是穩定，碟片中間有個孔，卡在一個電機上，電機通電後帶孔碟片高速旋轉。一般硬碟裡面就一個或者兩個碟片。在碟片的旁邊，有個步進機，步進機上有幾個懸臂，臂頭磁頭有個梯子型的磁頭，磁頭中間是斷開的，不通電時，步進機有個彈簧，將懸臂彈在最外側一個默認的地方，上電後，彈簧被壓縮，懸臂靠近里測，同時磁碟開始快速旋轉，而磁頭通電後，由於磁碟快速旋轉，電在磁頭梯子型間產生交變的磁碟，磁化磁簇。比如，南北極為1，0.磁簇是最小的單位，不可能再小了，要麼一起磁化為南極要麼北極，不可能一部門南極一部分北極。讀出來或者寫進去的，就是1bit.所以，數據就開始存儲或者讀出了。再通過劃分扇區，磁軌，磁碟控制器ROM部分設置邏輯-物理位置對應表，磁碟控制器信息，驅動，磁碟就能被計算機所用了。
SSD就比較復雜了，原理和內存一樣，都是超大規模集成電路，每個最小單元就是CMOS，通過基極加電壓，擊穿絕緣層後，在溝槽裡面存儲電荷，有電荷為1，沒電荷為0，或者相反。溝道兩頭是感應，用來探測有無電勢差，有電勢差就有電荷。由於這種設計，SSD壽命不好，需要再邏輯層實際均衡演算法。寫入的的最小單位是page,然後是block,block可直接組成存儲顆粒，也可以繼續組成更大單元，然後更大的單元組成存儲顆粒。幾個存儲顆粒就組成了SSD。為了效率，寫入的最小單元是page,一般是4K，刪除的單元是block。。。不說了,SSD比較復雜