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硬盤英語Hard Disk Drive,縮寫:HDD)是電腦上使用堅硬的旋轉盤片為基礎的非易失性存儲器,它在平整的磁性表面存儲和檢索數字數據,數據通過離磁性表面很近的磁頭由電磁流來改變極性的方式被寫入到磁盤上,數據可以通過盤片被讀取,原理是磁頭經過盤片的上方時盤片本身的磁場導致讀取線圈中電氣信號改變。硬盤的讀寫是採用半隨機存取的方式,可以以任意順序讀取硬盤中的數據,但讀取不同位置的資料速度不相同。硬盤包括一至數片高速轉動的盤片以及放在執行器懸臂上的磁頭。

早期的硬盤存儲介質是可替換的,不過現在硬盤的存儲介質一般不能更換,碟片與磁頭是一起被密封在硬盤驅動器內。硬盤有一個有着過濾措施的氣孔,用來平衡工作時產生的熱量導致的硬盤內外的氣壓差。

硬盤是由IBM在1956年開始使用[1],在1960年代初成為通用式電腦中主要的輔助存放設備,隨着技術的進步,硬盤也成為服務器及個人電腦的主要組件。

結構

物理結構

硬盤的物理結構一般由磁頭與碟片、電動機、主控芯片與排線等部件組成;當主電動機帶動碟片旋轉時,副電動機帶動一組(磁頭)到相對應的碟片上並確定讀取正面還是反面的碟面,磁頭懸浮在碟面上畫出一個與碟片同心的圓形軌道(磁軌或稱柱面),這時由磁頭的磁感線圈感應碟面上的磁性與使用硬盤廠商指定的讀取時間或數據間隔定位扇區,從而得到該扇區的數據內容;

磁道

當磁盤旋轉時,磁頭若保持在一個位置上,則每個磁頭都會在磁盤表面劃出一個圓形軌跡,這些圓形軌跡就叫做磁道(Track)。

柱面

在有多個盤片構成的盤組中,由不同盤片的面,但處於同一半徑圓的多個磁道組成的一個圓柱面(Cylinder)。

扇區

磁盤上的每個磁道被等分為若干個弧段,這些弧段便是硬盤的扇區(Sector)。硬盤的第一個扇區,叫做引導扇區。

邏輯結構

操作系統對硬盤進行讀寫時需要用到文件系統把硬盤的扇區組合成簇,並創建文件和樹形目錄製度,使操作系統對其訪問和查找變得容易,這是因為操作系統直接對數目眾多的扇區進行尋址會十分麻煩。

尺寸

硬盤驅動器的尺寸和用途可分為:

0.85英寸,多用於手機等便攜設備中,已無廠商生產。

1英寸(微型硬盤,MicroDrive),多用於數字相機(CF type II接口),已無廠商生產。

1.8英寸,多用於筆記本電腦及外置硬盤盒中,已無廠商生產。

2.5英寸,多用於筆記本電腦及外置硬盤盒中。採用2.5"硬盤的外置硬盤盒一般不需外接電源。

3.5英寸,多用於台式機中。採用3.5"硬盤的外置硬盤盒一般需要外接電源,因為耗電量超過USB的供電上限,一直到USB3.0問世後獲得解決。

5.25英寸,多為早期台式機使用,已無廠商生產。

10.5英寸。

14英寸,NEC DKU800[2]

視頻

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參考文獻