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文本内容:
硬盘的工作原理
一、从硬盘的工作原理说起 先说一下现代硬盘的工作原理现在的硬盘无论是IDE还是SCSI采用的都是“温彻思特”技术都有以下特点:
1、磁头盘片及运动机构密封.
2、固定并高速旋转的镀磁盘片表面平整光滑.
3、磁头沿盘片径向__.
4、磁头对盘片接触式启停但工作时呈飞行状态不与盘片直接接触. 盘片:硬盘盘片是将磁粉附着在铝合金新材料也有用玻璃圆盘片的表面上.这些磁粉被划分成称为磁道的若干个同心圆在每个同心圆的磁道上就好像有无数的任意排列的小磁铁它们分别代表着0和1的状态.当这些小磁铁受到来自磁头的磁力影响时其排列的方向会随之改变.利用磁头的磁力控制指定的一些小磁铁方向使每个小磁铁都可以用来储存信息. 盘体:硬盘的盘体由多个盘片组成这些盘片重叠在一起放在一个密封的盒中它们在主轴电机的带动下以很高的速度旋转其每分钟转速达3600450054007200甚至以上. 磁头:硬盘的磁头用来读取或者修改盘片上磁性物质的状态一般说来每一个磁面都会有一个磁头从最上面开始从0开始编号.磁头在停止工作时与磁盘是接触的但是在工作时呈飞行状态.磁头采取在盘片的着陆区接触式启停的方式着陆区不存放任何数据磁头在此区域启停不存在损伤任何数据的问题.读取数据时盘片高速旋转由于对磁头运动采取了精巧的空气动力学设计此时磁头处于离盘面数据区
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0.5微米高度的”飞行状态“.既不与盘面接触造成磨损又能可靠的读取数据. 电机:硬盘内的电机都为无刷电机在高速轴承支撑下机械磨损很小可以长时间连续工作.高速旋转的盘体产生了明显的陀螺效应所以工作中的硬盘不宜运动否则将加重轴承的工作负荷.硬盘磁头的寻道饲服电机多采用音圈式旋转或者直线运动步进电机在饲服跟踪的调节下精确地跟踪盘片的磁道所以在硬盘工作时不要有冲击碰撞搬动时要小心轻放.图1硬盘结构图 原理说到这里大家都明白了吧 首先磁头和数据区是不会有接触的所以不存在磨损的问题. 其次一开机硬盘就处于旋转状态主轴电机的旋转可以达到5400或者7200转每分钟这和你是否使用FLASHGET或者ED都没有关系只要一通电它们就在转.它们的磨损也和软件无关. 再次寻道电机控制下的磁头的运动是左右来回__的而且幅度很小从盘片的最内层着陆区启动慢慢__到最外层再慢慢__回来一个磁道再到另一个磁道来寻找数据.不会有什么大规模跳跃的又不是青蛙.所以它的磨损也是可以忽略不记的. 那么热量是怎么来的呢 首先是主轴电机和寻道饲服电机的旋转硬盘的温度主要是因为这个. 其次高速旋转的盘体和空气之间的摩擦.这个也是主要因素.而硬盘的读写很遗憾它的发热量可以忽略不记! 硬盘的读操作是盘片上磁场的变化影响到磁头的电阻值这个过程中盘片不会发热磁头倒是因为电流发生变化所以会有一点热量产生.写操作呢正好反过来通过磁头的电流强度不断发生变化影响到盘片上的磁场这一过程因为用到电磁感应所以磁头发热量较大.但是盘片本身是不会发热的因为盘片上的永磁体是冷性的不会因为磁场变化而发热. 但是总的来说磁头的发热量和前面两个比起来是小巫见大巫了.热量是可以辐射传导的那么高热量对盘片上的永磁体会不会有伤害呢其实伤害是很小的永磁体消磁的温度远远高于硬盘正常情况下产生的温度.当然要是你的机箱散热不好那可就怪不了别人了.
二、几个相关知识解释
1、高温是影响到磁头的电阻感应灵敏度所以才会产生读写错误和永磁体没有关系.
2、所谓的热膨胀不会拉近盘体和磁头的距离因为磁头的飞行是空气动力学原理在正常情况下始终和盘片保持一定距离.当然要是你大力打击硬盘那么这个震动……
3、所谓寻道是指硬盘从初使位置__到指定磁道.所谓的复位动作并不是经常发生的.因为磁道的物理位置是存放在CMOS里面硬盘并不需要__回0磁道再重新出发.只要磁头一启动所谓的复位动作就完成了除非你重新启动电脑不然复位动作就不会再发生.
4、IDE硬盘和SCSI硬盘的盘体结构是差不多的.只是SCSI硬盘的接口带宽比同时代的IDE硬盘要大而且往往SCSI卡往往都会有一个类似CPU的东西来减缓主CPU的占用率.仅此而已所以希捷才会把它的SCSI硬盘的技术用在IDE硬盘上.
5、硬盘的读写是以柱面的扇区为单位的.柱面也就是整个盘体中所有磁面的半径相同的同心磁道而把每个磁道划分为若干个区就是所谓的扇区了.硬盘的写操作是先写满一个扇区再写同一柱面的下一个扇区的在一个柱面完全写满前磁头是不会__到别的磁道上的.所以文件在硬盘上的存储并不是像一般人的认为是连续存放在一起的从使用者来看是一起但是从操作系统底层来看其存放不是连续的.所以FLASHGET或者ED开了再多的线程磁头的寻道一般都不会比你一边玩游戏一边听歌大.当然这种情况只是单纯的下载或者上传而已但是其实在这个过程中谁能保证自己不会启动其它需要读写硬盘的软件可能很多人都喜欢一边下载一边玩游戏或者听歌吧更不用说WINDOWS本身就需要频繁读写虚拟内存文件了.所以用FG下载也好ED也好对硬盘的折磨和平时相比不会太厉害的.
6、再说说FLASHGET___开太多线程会不好和ED___硬盘读写频繁.首先线程一多cpu的占用率就高换页动作也就频繁从而虚拟内存读写频繁至于___学过操作系统原理的应该都知道我这里就不说了.ED呢同时从几个人那里下载一个文件还有几个人同时在下载你的文件这和FG开多线程是类似的.所以硬盘灯猛闪.但是现在的硬盘是有缓存的数据不是马上就写到硬盘上而是先存放在缓存里面然后到一定量了再一次性写入硬盘.在FG里面再怎么设置都好其实是先写到缓存里面的.但是这个过程也是需要CPU干预的所以设置时间太短CPU占用率也高所以硬盘灯也还是猛闪的因为虚拟文件在读写.
7、硬盘读写频繁磁头臂在寻道伺服电机的驱动下__频繁但是对机械来说这点耗损虽有其实不大.除非你的硬盘本身就有机械故障比如力臂变形之类的水货最常见的故障.真正耗损在于磁头不断变化的电流会造成它的老化但是和它的寿命相比……应该也是在合理范围内的.除非因为震动磁头撞击到了盘体.
8、受高温影响的最严重的是机械的电路特别是硬盘外面的那块电路板上面的集成块在高温下会加速老化的.所以IBM的某款玻璃硬盘虽然有坏道但是一用某个软件马上就不见了.再严重点的换块线路板也就正常了.就是这个原因.
三、大致结论 总之硬盘会因为环境不好和保养不当而影响寿命但是这绝对不是软件的错.FLASHGET也好ED也好FTP也好它们虽然对硬盘的读写频繁但是还不至于比你一般玩游戏一般听歌对硬盘伤害大.说得更加明白的话它们对硬盘的所谓耗损其实可以忽略不记.不要因为看见硬盘灯猛闪就在那里瞎担心.不然那些提供WEB服务和FTP服务的服务器它们的硬盘读写之大可绝非平常玩游戏下软件的硬盘可比的. 硬盘有一个参数叫做连续无故障时间.它是指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间单位是小时英文简写是MTBF.一般硬盘的MTBF至少在30000或40000小时.具体情况可以看硬盘厂商的参数说明.这个连续无故障时间大家可以自己除一下看看是多少年.然后大家自己想想自己的硬盘平时连续工作最久是多长时间. 目前我使用的机器已经连续开机1年了除了中途有几次关机十几分钟来清理灰尘外从来没有停过使用金转6代40G.另外还有三台使用SCSI硬盘的服务器是连续两年没有停过了硬盘的发热量绝非平常IDE硬盘可比1万转的硬盘啊.在这方面我想我是有发言权的.
四、补充一下若干点意见
1、硬盘最好不要买水货或者返修货.水货在运输过程中是非常不安全的虽然从表面上看来似乎无损伤但是有可能在运输过程中因为各种因素而对机械体造成损伤.返修货就更加不用说了.老实说那些埋怨硬盘容易损坏的人你们应该自己先看看自己的硬盘是否就是这些货色.
2、硬盘的工作环境是需要整洁的特别是注意不要在频繁断电和灰尘很多的环境下使用硬盘.机箱要每隔一两个月清理一下灰尘.
3、硬盘的机械最怕震动和高温.所以环境要好特别是机箱要牢固以免共震太大.电脑桌也不要摇摇晃晃的.
4、要经常整理硬盘碎片.这里有一个大多数人的误解一般人都以为硬盘碎片会加大硬盘耗损其实不是这样的.硬盘碎片的增多本身只是会让硬盘读写所花时间比碎片少的时候多而已对硬盘的耗损是可以忽略的我在这里只说一个事实目前网络上的服务器它们用得最多的操作系统是UNIX但是在UNIX下面是没有磁盘碎片整理软件的.就连微软的NT4本身也是没有的.不过因为磁头频繁的__造成读写时间的加大所以CPU的换页动作也就频繁了而造成虚拟文件在这里其实准确的说法是换页文件读写频繁从而加重硬盘磁头寻道的负荷.这才是硬盘碎片的坏处.
5、在硬盘读写时尽量避免忽然断电冷启动和做其他加重CPU负荷的事情比如在玩游戏时听歌或者在下载时玩大型3D游戏这些对硬盘的伤害比一般人想象中还要大. 总之只要平常注意使用硬盘硬盘是不会那么快就和我们说BYEBYE的.当然如果是硬盘本身的质量就不行那我就无话可说了.。