硬盘是如何工作的？硬盘内部是如何工作的

一、硬盘的工作原理是什么

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。磁头沿盘片径向移动。

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3600，4500，5400，7200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0.2---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*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。

概括地说，硬盘的工作原理是利用特定的磁粒子的极性来记录数据。磁头在读取数据时，将磁粒子的不同极性转换成不同的电脉冲信号，再利用数据转换器将这些原始信号变成电脑可以使用的数据，写的操作正好与此相反。另外，硬盘中还有一个存储缓冲区，这是为了协调硬盘与主机在数据处理速度上的差异而设的。由于硬盘的结构比软盘复杂得多，所以它的格式化工作也比软盘要复杂，分为低级格式化，硬盘分区，高级格式化并建立文件管理系统。

硬盘驱动器加电正常工作后，利用控制电路中的单片机初始化模块进行初始化工作，此时磁头置于盘片中心位置，初始化完成后主轴电机将启动并以高速旋转，装载磁头的小车机构移动，将浮动磁头置于盘片表面的00道，处于等待指令的启动状态。当接口电路接收到微机系统传来的指令信号，通过前置放大控制电路，驱动音圈电机发出磁信号，根据感应阻值变化的磁头对盘片数据信息进行正确定位，并将接收后的数据信息解码，通过放大控制电路传输到接口电路，反馈给主机系统完成指令操作。结束硬盘操作的断电状态，在反力矩弹簧的作用下浮动磁头驻留到盘面中心。

二、硬盘内部是如何工作的

一、当应用程序通过操作系统的API发出请求一块数据时，解释该请求的磁盘高速缓存就首先察看数据是否存在于作为磁盘高速缓存的系统内存中，如果存在数据就将拷贝到应用程序的缓冲区中，如果未在缓存中则将该请求发送到硬盘控制器。

二、硬盘控制器接到请求后先检查硬盘上的数据缓冲存储器(cache buffer)以确定数据是否在其中，如果在，数据将通过硬盘控制器发往应用程序的缓冲区。如果数据在硬盘数据缓冲区没有被检查到，硬盘控制器就将触发硬盘的磁头传动装置。

三、磁头传动装置在盘面上将磁头移动至目标磁道后，硬盘马达通过转动磁盘盘面把被请求数据所在的区域移到磁头下，磁头通过探测磁颗粒极性的变化来读取数据或者通过改变磁颗粒极性来写入数据。

四、最后文件系统（ Dos,Win3X中的FAT，Win95/osr2,win98中的FAT32,NT中的NTFS等）记录下各个文件所用到的簇。

总之硬盘之所以能够读取，写入及保存数据，其原理就是通过磁头改变硬盘盘面上的磁颗粒的极性来进行的。

三、硬盘是怎么来存储数据的

硬盘不是直接存储我们现在人看到的数据，计算机中，通过2进制，将数据转化为可以用2进制表示的数字数据，再对应机器的高电平低电平等可以用两种机器物理状态的状态。

硬盘储存数据的原理和盒式磁带类似，只不过盒式磁带上存储是模拟格式的音乐，而硬盘上存储的是数字格式的数据。写入时，磁头线圈上加电，在周围产生磁场，磁化其下的磁性材料；电流的方向不同，所以磁场的方向也不同，可以表示 0和 1的区别。

读取时，磁头线圈切割磁场线产生感应电流，磁性材料的磁场方向不同，所以产生的感应电流方向也不同。

扩展资料

硬盘使用注意事项：

1、在工作时不能突然关机。

硬盘当硬盘开始工作时，一般都处于高速旋转之中，如果我们中途突然关闭电源，可能会导致磁头与盘片猛烈磨擦而损坏硬盘，因此要避免突然关机。关机时一定要注意面板上的硬盘指示灯是否还在闪烁，只有在其指示灯停止闪烁、硬盘读写结束后方可关闭计算机的电源开关。

2、防止灰尘进入。

灰尘对硬盘的损害是非常大的，这是因为在灰尘严重的环境下，硬盘很容易吸引空气中的灰尘颗粒，使其长期积累在硬盘的内部电路元器件上，会影响电子元器件的热量散发，使得电路元器件的温度上升，产生漏电或烧坏元件。

3、要防止温度过高或过低。

温度对硬盘的寿命也是有影响的。硬盘工作时会产生一定热量，使用中存在散热问题。温度以20～25℃为宜，过高或过低都会使晶体振荡器的时钟主频发生改变。温度还会造成硬盘电路元器件失灵，磁介质也会因热胀效应而造成记录错误。

参考资料来源：百度百科-硬盘

四、固态硬盘的工作原理是什么

固态硬盘原理是一种主要以闪存作为永久性存储器的计算机存储设备，此处固态主要相对于以机械臂带动磁头转动实现读写操作的磁盘而言，NAND或者其他固态存储以电位高低或者相位状态的不同记录0和1。

固态硬盘将数据保存在闪存中，而不是像硬盘驱动器之类的磁性系统。固态硬盘之所以如此命名，是因为它们不依赖于移动部件或旋转磁盘。相反，数据被保存到一组存储库中，就像可以随身携带的闪存一样。

固态硬盘的存储介质分为两种，一种是采用闪存作为存储介质，另外一种是采用DRAM作为存储介质。

1、基于闪存的固态硬盘：采用FLASH芯片作为存储介质，这也是通常所说的SSD。它的外观可以被制作成多种模样，例如：笔记本硬盘、微硬盘、存储卡、U盘等样式。

这种SSD固态硬盘最大的优点就是可以移动，而且数据保护不受电源控制，能适应于各种环境，适合于个人用户使用。

一般它擦写次数普遍为3000次左右，以常用的64G为例，在SSD的平衡写入机理下，可擦写的总数据量为64G X 3000= 192000G，它像普通硬盘HDD一样，理论上可以无限读写。

2、基于DRAM的固态硬盘：采用DRAM作为存储介质，应用范围较窄。它仿效传统硬盘的设计，可被绝大部分操作系统的文件系统工具进行卷设置和管理，并提供工业标准的PCI和FC接口用于连接主机或者服务器。

应用方式可分为SSD硬盘和SSD硬盘阵列两种，是一种高性能的存储器，而且使用寿命很长，美中不足的是需要独立电源来保护数据安全。DRAM固态硬盘属于比较非主流的设备。

扩展资料：

固态硬盘特点：

1、固态硬盘和机械硬盘相比读写速度远远胜出，这也是其最主要的功能，还具有低功耗、无噪音、抗震动、低热量的特点，这些特点可以延长靠电池供电的计算机设备运转时间。

2、固态硬盘防震抗摔性传统硬盘都是磁碟型的，数据储存在磁碟扇区里。而固态硬盘是使用闪存颗粒（即mp3、U盘等存储介质）制作而成，所以SSD固态硬盘内部不存在任何机械部件。

参考资料来源：百度百科-固态硬盘