硬盘驱动器详解：原理、结构与故障分析

硬盘驱动器是什么

硬盘驱动器是计算机的重要存储介质，也是计算机的重要组成部分。它使用磁性方式来存储和检索数字信息。硬盘驱动器主要由一个或多个涂有铁磁性材料的铝制或玻璃制碟片构成，这些碟片在驱动器内部高速旋转。

但是很多人并不了解硬盘驱动器的工作原理，也不知道硬盘驱动器是由哪些部分组成的。为了让大家学习和了解硬盘驱动器的工作原理，下面道合顺将为您详细介绍硬盘驱动器的工作原理和内部结构。

硬盘驱动器如何工作

硬件存储原理：硬盘驱动器存储数据是根据电磁转换原理实现的。硬盘驱动器由一张或几张涂有磁性物质的金属或玻璃盘片、安装在盘片两面的磁头以及相应的控制电路组成，盘片和磁头密封在无尘的金属外壳内。

硬盘驱动器工作时，盘片按设计速度高速旋转，盘片表面的磁耳机在电路的控制下径向移动到指定位置，然后存储或读取数据。

写数据：当系统向硬盘驱动器写入数据时，磁头中的“写数据”电流产生磁场，改变磁盘表面磁性物质的状态，之后仍能保持。写入电流磁场消失，数据被存储；

读取数据：当系统从硬盘驱动器读取数据时，磁头经过磁盘的指定区域，磁盘表面的磁场使磁头产生感应电流或线圈阻抗变化，经过相关电路处理后恢复为数据。

加电启动过程：按下电源按钮后，电脑开始执行主板BIOS程序。经过一系列的检测和配置后，按照BIOS中设置的系统启动顺序开始启动系统。假设它现在是一个硬盘驱动器。 Bios执行完自己的程序后，如何将执行权交给硬盘驱动器呢？移交给硬盘驱动器后，执行存储在那里的程序。

MBR位于整个硬盘驱动器的0柱面、0磁头、1扇区（可以看作是硬盘驱动器的第一个扇区），BIOS执行完毕后会跳转到mbr中的第一条指令执行自己的程序。将系统的控制权交给mbr来执行。

磁盘读写过程

系统在磁盘上存储文件的时候，是按照柱面、磁头、扇区的方式进行的，即首先是第一个磁道（也就是第一个盘面的第一个磁道）的第一个磁头下面所有的扇区，然后是同一柱面的下一个磁头，……，当一个柱面写满之后，再前进到下一个柱面，直到将文件所有内容写入磁盘。

第一步：系统读取数据时，告诉磁盘控制器读取扇区所在的柱面号、磁头号、扇区号（物理地址的三个组成部分）。

步骤2、磁盘控制器直接使磁头部分步进到相应的柱面，选择相应的磁头，等待所需的扇区移动到磁头下方。

步骤3：当扇区到达时，磁盘控制器读取每个扇区的头部，将这些头部中的地址信息与预期的磁头和磁柱面号进行比较（寻道），然后寻找所需的扇区号。

步骤4：当磁盘控制器找到扇区头后，根据自己的任务是写扇区还是读扇区，决定是切换写电路还是读数据和尾记录。

步骤5：找到一个扇区后，磁盘控制器必须对该扇区的信息进行后处理，然后才能继续查找下一个扇区。如果是读取数据，则控制器计算该数据的ECC码，然后将ECC码与记录的ECC码进行比较。如果正在写入数据，控制器会计算该数据的ECC码并将其与数据一起存储。当控制器对该扇区中的数据执行必要的处理时，磁盘继续旋转。

如何加快硬盘读写速度？

在软件中

1.设置虚拟内存

2.定期清理桌面图标

3.删除随机启动程序

4.定期彻底删除一些DLL程序

5.定期杀毒，清除病毒文件

在硬件方面

1.自行关闭硬盘DMA模式

2. 断开未使用的网络驱动器

3.增加硬盘空间

4.正确设置网卡

硬盘驱动器的内部结构

硬盘驱动器最重要的组件是盘片、盘体和电机。转盘是将磁粉或者玻璃附着在铝合金圆盘上，然后这些磁粉被分成几个不同的区域，每个区域都有很多小磁铁，这些磁粉在磁头的作用下发生变化，顺序变化。磁铁发生变化以实现信息存储。

盘体由许多圆盘组成。这些库存通过特殊方式放置在封闭的盘体内。电脑运行时，存货在电机的带动下不同程度地旋转，速度超快。通常速度分为3600、4500、5400、7200。

电脑硬盘驱动器的电机是无刷电机，在高速运转下摩擦力很小，长时间工作不成问题。但此类电机在运行过程中不宜轻易移动，否则会造成电机损坏。

硬盘驱动器故障的常见原因

1. 硬盘驱动器冷却风扇

考虑到散热效果，很多人都会给电脑硬盘安装硬盘散热风扇，但是有些低端风扇震动比较明显，会把震动传导到硬盘上，长此以往，肯定会影响硬盘的寿命。

2. 光驱

读取速度已达到主流CD-ROM速度的50倍以上。当光盘在光驱中高速旋转时，光盘本身的振动会带动机箱产生共振，从而影响硬盘驱动器的工作。而且这种高速旋转会产生大量的热量，而光驱又距离硬盘驱动器如此之近，光驱释放的热量肯定会让硬盘驱动器的温度升高。

3. 灰尘

灰尘对硬盘驱动器的损害是显而易见的。硬盘驱动器电路板上沉积的灰尘会严重影响电路板上芯片的散热，从而导致电路板上元件温度升高，从而导致芯片过热而烧毁。 。另外，如果灰尘吸收水分，也容易造成短路。

4、静电

在电脑维修过程中，很多人都会用手握住硬盘驱动器，但在干燥的天气下，手上可能会积聚数万伏的静电，这可能会击穿电路板上的芯片，导致硬盘驱动器发生故障。

五、低级格式化

如果电脑硬盘出现坏道，很多网友会采取低级格式化的措施。事实上，低级格式化会对硬盘造成很大的损害。使用。

6、电源

低质量的计算机会导致硬盘驱动器受到电压波动的干扰，尤其是在硬盘驱动器执行读写操作时。如果电源出现问题，一块硬盘可能瞬间报废。

7.磁场

由于硬盘驱动器是依靠磁介质记录数据的设备，如果受到外界环境磁场的干扰，可能会导致磁盘数据的丢失，所以应远离磁场环境尽可能多。