① 電腦硬碟是由什麼材料製造的,利用學過的物理知識解釋其工作原理
硬碟是電腦主要的存儲媒介之一,由一個或者多個鋁制或者玻璃制的碟片組成。碟片外覆蓋有鐵磁性材料。
硬碟有固態硬碟(SSD 盤,新式硬碟)、機械硬碟(HDD 傳統硬碟)、混合硬碟(HHD 一塊基於傳統機械硬碟誕生出來的新硬碟)。SSD採用快閃記憶體顆粒來存儲,HDD採用磁性碟片來存儲,混合硬碟(HHD: Hybrid Hard Disk)是把磁性硬碟和快閃記憶體集成到一起的一種硬碟。絕大多數硬碟都是固定硬碟,被永久性地密封固定在硬碟驅動器中。
磁頭復位節能技術:通過在閑時對磁頭的復位來節能。
多磁頭技術:通過在同一碟片上增加多個磁頭同時的讀或寫來為硬碟提速,或同時在多碟片同時利用磁頭來讀或寫來為磁碟提速,多用於伺服器和資料庫中心。
作為計算機系統的數據存儲器,容量是硬碟最主要的參數。
硬碟的容量以兆位元組(MB/MiB)、千兆位元組(GB/GiB)或百萬兆位元組(TB/TiB)為單位,而常見的換算式為:1TB=1024GB,1GB=1024MB而1MB=1024KB。但硬碟廠商通常使用的是GB,也就是1G=1000MB,而Windows系統,就依舊以「GB」字樣來表示「GiB」單位(1024換算的),因此我們在BIOS中或在格式化硬碟時看到的容量會比廠家的標稱值要小。
硬碟的容量指標還包括硬碟的單碟容量。所謂單碟容量是指硬碟單片碟片的容量,單碟容量越大,單位成本越低,平均訪問時間也越短。
一般情況下硬碟容量越大,單位位元組的價格就越便宜,但是超出主流容量的硬碟略微例外。
在我們買硬碟的時候說是500G的,但實際容量都比500G要小的。因為廠家是按1MB=1000KB來換算的,所以我們買新硬碟,比買時候實際用量要小點的。
物理結構
磁頭
磁頭是硬碟中最昂貴的部件,也是硬碟技術中最重要和最關鍵的一環。傳統的磁頭是讀寫合一的電磁感應式磁頭,但是,硬碟的讀、寫卻是兩種截然不同的操作,為此,這種二合一磁頭在設計時必須要同時兼顧到讀/寫兩種特性,從而造成了硬碟設計上的局限。而MR磁頭(Magnetoresistive heads),即磁阻磁頭,採用的是分離式的磁頭結構:寫入磁頭仍採用傳統的磁感應磁頭(MR磁頭不能進行寫操作),讀取磁頭則採用新型的MR磁頭,即所謂的感應寫、磁阻讀。這樣,在設計時就可以針對兩者的不同特性分別進行優化,以得到最好的讀/寫性能。另外,MR磁頭是通過阻值變化而不是電流變化去感應信號幅度,因而對信號變化相當敏感,讀取數據的准確性也相應提高。而且由於讀取的信號幅度與磁軌寬度無關,故磁軌可以做得很窄,從而提高了碟片密度,達到每平方英寸200MB,而使用傳統的磁頭只能達到每平方英寸20MB,這也是MR磁頭被廣泛應用的最主要原因。MR磁頭已得到廣泛應用,而採用多層結構和磁阻效應更好的材料製作的GMR磁頭(Giant Magnetoresistive heads)也逐漸開始普及。
磁軌
當磁碟旋轉時,磁頭若保持在一個位置上,則每個磁頭都會在磁碟表面劃出一個圓形軌跡,這些圓形軌跡就叫做磁軌。這些磁軌用肉眼是根本看不到的,因為它們僅是盤面上以特殊方式磁化了的一些磁化區,磁碟上的信息便是沿著這樣的軌道存放的。相鄰磁軌之間並不是緊挨著的,這是因為磁化單元相隔太近時磁性會相互產生影響,同時也為磁頭的讀寫帶來困難。一張1.44MB的3.5英寸軟盤,一面有80個磁軌,而硬碟上的磁軌密度則遠遠大於此值,通常一面有成千上萬個磁軌。磁軌的磁化方式一般由磁頭迅速切換正負極改變磁軌所代表的0和1。
扇區
磁碟上的每個磁軌被等分為若干個弧段,這些弧段便是磁碟的扇區,每個扇區可以存放512個位元組的信息,磁碟驅動器在向磁碟讀取和寫入數據時,要以扇區為單位。1.44MB3.5英寸的軟盤,每個磁軌分為18個扇區。
柱面
硬碟通常由重疊的一組碟片構成,每個盤面都被劃分為數目相等的磁軌,並從外緣的「0」開始編號,具有相同編號的磁軌形成一個圓柱,稱之為磁碟的柱面。磁碟的柱面數與一個盤單面上的磁軌數是相等的。無論是雙盤面還是單盤面,由於每個盤面都只有自己獨一無二的磁頭,因此,盤面數等於總的磁頭數。所謂硬碟的CHS,即Cylinder(柱面)、Head(磁頭)、Sector(扇區),只要知道了硬碟的CHS的數目,即可確定硬碟的容量,硬碟的容量=柱面數*磁頭數*扇區數*512B。
② 硬碟是什麼材料的
硬碟(港台稱之為硬碟,英文名:Hard Disk Drive, 簡稱HDD 全名溫徹斯特式硬碟)由一個或者多個鋁制或者玻璃制的碟片組成。這些碟片外覆蓋有鐵磁性材料。硬碟的外部結構主要包括金屬固定面板、控制電路板和介面三部分。
作為計算機系統的數據存儲器,容量是硬碟最主要的參數。硬碟的容量以兆位元組(MB)或千兆位元組(GB)為單位,1GB=1024MB,1TB=1024GB。但硬碟廠商在標稱硬碟容量時通常取1G=1000MB,因此我們在BIOS中或在格式化硬碟時看到的容量會比廠家的標稱值要小。
(2)硬碟是鐵的擴展閱讀
新買來的硬碟是不能直接使用的,必須對它進行分區進行格式化才能存儲數據。經過格式化分區後,邏輯上每個碟片的每一面都會被分為磁軌、扇區、柱面這幾個虛擬的概念,並非像切豆腐一樣真的進行切割。另外,不同的硬碟中碟片數不同,一個碟片有兩面,這兩面都能存儲數據,每一面都會對應一個磁頭,習慣上將盤面數計為磁頭數,用來計算硬碟容量。
扇區、磁軌(或柱面)和磁頭數構成了硬碟結構的基本參數,用這些參數計算硬碟的容量,其計算公式為:存儲容量=磁頭數X磁軌(柱面)數X每道扇區數X每扇區位元組數。
③ 硬碟使用了鐵磁性材料,U盤使用了鐵電性材料
硬碟使用的材料,以前主要是鋁,現在已經是玻璃,不過真正起作用的不是這些主要材料,而是在盤基上的塗層,這些是鐵磁性的。
U盤使用的是半導體技術,也就是硅原料,簡單來說,U盤的主要記憶體是晶元,也就是跟CPU核心差不多的一種東西。當然,其實應該更傾向於像內存上的晶元,不過U盤晶元的信息在斷電之後不會消失而已。
另外,現在已經有很多U盤使用了微硬碟技術,核心跟硬碟一樣了
④ 電腦硬碟是由什麼做成的請用學過的物理知識解釋原理
由一個或者多個鋁制或者玻璃制的碟片組成。這些碟片外覆蓋有鐵磁性材料。
絕大多數硬碟都是固定硬碟,被永久性地密封固定在硬碟驅動器中。早期的硬碟存儲媒介是可替換的,不過今日典型的硬碟是固定的存儲媒介,被封在硬碟里 (除了一個過濾孔,用來平衡空氣壓力)。
(4)硬碟是鐵的擴展閱讀
硬碟的轉速:是指硬碟主軸電機的轉動速度,一般以每分鍾多少轉來表示(RpM),硬碟的主軸馬達帶動碟片高速旋轉,產生浮力使磁頭飄浮在碟片上方。要將所要存取資料的扇區帶到磁頭下方,轉速越快,等待時間也就越短。
硬碟的數據傳輸率:數據傳輸率,它又包括了外部數據傳輸率,和內部數據傳輸率兩種,常說的ATA100中的100就代表著這塊硬碟的外部數據傳輸率理論值是100MB/s,指的是電腦通過數據匯流排從硬碟內部緩存區中所讀取數據的最高速率。
⑤ 硬碟碟片是用什麼材料做的 是鐵 鋼板還是
早期的硬碟碟片都是使用塑料材料作為盤基,然後再在塑料盤基上塗上磁性材料就構成了硬碟的碟片。後來隨著硬碟轉速和容量的提高又出現的金屬盤基的碟片,金屬材料的盤基具有更高的記錄密度、更強的硬度,在安全性上也要強於塑料盤基。目前市場中主流的硬碟都是採用鋁材料的金屬盤基。
而IBM等廠商還推出過以石英玻璃為盤基的「玻璃碟片」,但初期的玻璃碟片在發熱等技術方面處理的並不得當,導致部分產品使用中極易出現故障。但玻璃碟片是一種比鋁更為堅固耐用的碟片材質,碟片高速運轉時的穩定性和可靠性都有所提高,而且玻璃碟片表面更為平滑,技術上還是領先於金屬碟片的。
⑥ 硬碟的碟片是什麼金屬
早期硬碟的碟片都是使用塑料材料作為碟片基質,然後再在塑料基質上塗上磁性材料就可構成硬碟的碟片。
採用鋁材料作為硬碟碟片基質隨後推出,目前市場上的IDE硬碟幾乎都是使用鋁硬碟碟片基質。
而採用玻璃材料作為碟片基質則是最新的硬碟碟片技術,玻璃材料能使硬碟具有平滑性及更高的堅固性,此外玻璃材料在硬碟高轉速時具有更高的穩定性。
IBM公司是採用玻璃材料作為硬碟碟片基質的先鋒,富士通筆記本硬碟也有相應的玻璃材料產品.
硬碟使用的材料,以前主要是鋁,現在已經是玻璃,不過真正起作用的不是這些主要材料,而是在盤基上的塗層,這些是鐵磁性的。