硬盤維修基礎之硬盤組成、工作原理及磁盤碎片

硬盤大家一定不會陌生，我們可以把它比喻成是我們電腦儲存數據和信息的大倉庫。對于硬盤的維修工作來說，我們首先應該了解硬盤的組成及硬盤的工作原理，下面我們就來說說硬盤構成、讀寫原理及磁盤碎片產生原理。

硬盤的組成（構成）

一般說來，無論哪種硬盤，都是由盤片、磁頭、盤片主軸、控制電機、磁頭控制器、數據轉換器、接口、緩存等幾個部份組成。

所有的盤片都固定在一個旋轉軸上，這個軸即盤片主軸。而所有盤片之間是絕對平行的，在每個盤片的存儲面上都有一個磁頭，磁頭與盤片之間的距離比頭發 絲的直徑還小。所有的磁頭連在一個磁頭控制器上，由磁頭控制器負責各個磁頭的運動。磁頭可沿盤片的半徑方向動作，而盤片以每分鐘數千轉到上萬轉的速度在高 速旋轉，這樣磁頭就能對盤片上的指定位置進行數據的讀寫操作。

由于硬盤是高精密設備，塵埃是其大敵，所以必須完全密封。

硬盤的工作原理

硬盤在邏輯上被劃分為磁道、柱面以及扇區。

硬盤的每個盤片的每個面都有一個讀寫磁頭，磁盤盤面區域的劃分如圖所示。

磁頭靠近主軸接觸的表面，即線速度最小的地方，是一個特殊的區域，它不存放任何數據，稱為啟停區或著陸區（Landing Zone），啟停區外就是數據區。在最外圈，離主軸最遠的地方是“0”磁道，硬盤數據的存放就是從最外圈開始的。那么，磁頭是如何找到“0”磁道的位置的 呢？在硬盤中還有一個叫“0”磁道檢測器的構件，它是用來完成硬盤的初始定位。“0”磁道是如此的重要，以致很多硬盤僅僅因為“0”磁道損壞就報廢，這是 非常可惜的。

早期的硬盤在每次關機之前需要運行一個被稱為Parking的程序，其作用是讓磁頭回到啟停區。現代硬盤在設計上已摒棄了這個雖不復雜卻很讓人不愉 快的小缺陷。硬盤不工作時，磁頭停留在啟停區，當需要從硬盤讀寫數據時，磁盤開始旋轉。旋轉速度達到額定的高速時，磁頭就會因盤片旋轉產生的氣流而抬起， 這時磁頭才向盤片存放數據的區域移動。

盤片旋轉產生的氣流相當強，足以使磁頭托起，并與盤面保持一個微小的距離。這個距離越小，磁頭讀寫數據的靈敏度就越高，當然對硬盤各部件的要求也越 高。早期設計的磁盤驅動器使磁頭保持在盤面上方幾微米處飛行。稍后一些設計使磁頭在盤面上的飛行高度降到約0.1μm～0.5μm，現在的水平已經達到 0.005μm～0.01μm，這只是人類頭發直徑的千分之一。

氣流既能使磁頭脫離開盤面，又能使它保持在離盤面足夠近的地方，非常緊密地跟隨著磁盤表面呈起伏運動，使磁頭飛行處于嚴格受控狀態。磁頭必須飛行在盤面上方，而不是接觸盤面，這種位置可避免擦傷磁性涂層，而更重要的是不讓磁性涂層損傷磁頭。

但是，磁頭也不能離盤面太遠，否則，就不能使盤面達到足夠強的磁化，難以讀出盤上的磁化翻轉（磁極轉換形式，是磁盤上實際記錄數據的方式）。

硬盤驅動器磁頭的飛行懸浮高度低、速度快，一旦有小的塵埃進入硬盤密封腔內，或者一旦磁頭與盤體發生碰撞，就可能造成數據丟失，形成壞塊，甚至造成 磁頭和盤體的損壞。所以，硬盤系統的密封一定要可靠，在非專業條件下絕對不能開啟硬盤密封腔，否則，灰塵進入后會加速硬盤的損壞。另外，硬盤驅動器磁頭的 尋道伺服電機多采用音圈式旋轉或直線運動步進電機，在伺服跟蹤的調節下精確地跟蹤盤片的磁道，所以，硬盤工作時不要有沖擊碰撞，搬動時要小心輕放。    這種硬盤就是采用溫徹斯特（Winchester）技術制造的硬盤，所以也被稱為溫盤，目前絕大多數硬盤都采用此技術。