效率源日立硬盘数据恢复及固件修复程序 入门篇第9章1

效率源技术部05

效率源日立硬盘数据恢复及固件修复程序 入门篇

第九章 缺陷管理
什么叫G表？P表？什么是扇区？这里有一些基本的概念需要大家了解清楚：硬盘的基本物理结构和基本的逻辑结构。

• 硬盘的基本物理结构
  

外部结构
硬盘的外部结构，主要由盘体外壳、电路板、产品标签贴纸组成。
盘体外壳一般是铝合金的或不锈钢的，有单层壳的也有双层壳的。外壳上有一个不明显的透气孔，它的作用就是使硬盘内部气压与大气气压保持一致。
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硬盘正面贴有产品标签，主要包括厂家信息和产品信息，如商标、型号、序列号、生产日期、容量、参数和主从盘设置方法等。
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硬盘的背面是控制电路板，控制电路板采用贴片式焊接，包括主控/数据处理芯片、主轴马达及音圈电机驱动芯片、主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路、高速数据缓存芯片、ROM芯片，某些系列还有NVRAM芯片。
------------------------------------------------------------------------------硬盘的电路板上有外部接口 包括电源接口插座和数据接口插座两部分
其中电源接口插座就是用来与主机电源相连接。数据接口插座则是硬盘数据与主板控制芯片之间进行数据传输交换的通道，使用时是用一根数据电缆将其与主板接口或与其它控制适配器的接口相连接。
硬盘的接口方式，分为ATA和SATA、SCSI接口方式
IDE的英文全称为"Integrated Drive Electronics"，最初，IDE只是一项企图把控制器与盘体集成在一起为主要意图的硬盘接口技术，即"电子集成驱动器"，后来随着IDE/EIDE得到的日益广泛的应用，全球标准化协议将该接口自诞生以来使用的技术规范归纳成为全球硬盘标准，这样就产生了ATA（Advanced Technology Attachment）。所以可以说IDE就是控制器与盘体集成在一起这种东西——硬盘，ATA才是以传统的 40-pin或80-pin并口数据线为连接方式，采用并行ATA总线的接口方式，SATA（Serial ATA）口是以扁平线缆串行连接方式，采用串行ATA总线的接口方式。SCSI是Small Computer System Interface（小型计算机系统接口）的缩写，SCSI硬盘和普通硬盘相比有很多优点：接口速度快，并且由于主要用于服务器，因此硬盘本身的性能也比较高，硬盘转速快，缓存容量大，CPU占用率低，扩展性远优于IDE硬盘，并且支持热插拔。
内部结构
硬盘的内部结构，主要由盘片、磁头组件、电机等组成。
盘片 有2个面，一张硬盘盘片的单面由多个不同的层复合而成：
最上层是有机氟高分子材料组成的润滑层，保证磁头更加平稳地运行
下一层是由坚硬的碳材料构成的保护层，保护数据层不受物理损坏。
第三层磁记录层呈三明治结构，在两层钴-铂-铬-硼磁记录介质层(反铁磁性耦合介质，AFC)中间夹有厚度仅有0.6nm的金属钌层(仙女之尘技术)
第四层铬底层
最后一层是盘片基体材料
磁头 是硬盘读取数据的关键部件，它的主要作用就是将存储在硬盘盘片上的磁信息转化为电信号向外传输，而它的工作原理则是利用特殊材料的电阻值会随着磁场变化的原理来读写盘片上的数据，磁头的好坏在很大程度上决定着硬盘盘片的存储密度。目前比较常用的是GMR（Giant Magneto Resisive）巨磁阻磁头，GMR磁头的使用了磁阻效应更好的材料和多层薄膜结构，这比以前的传统磁头和MR（Magneto Resisive）磁阻磁头更为敏感，相对的磁场变化能引起来大的电阻值变化，从而实现更高的存储密度 。
　　磁头是硬盘中对盘片进行读写工作的工具，是硬盘中最精密的部位之一。磁头是用线圈缠绕在磁芯上制成的。硬盘在工作时，磁头通过感应旋转的盘片上磁场的变化来读取数据；通过改变盘片上的磁场来写入数据。为避免磁头和盘片的磨损，在工作状态时，磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触，只有在电源关闭之后，磁头会自动回到在盘片上的固定位置（称为着陆区，此处盘片并不存储数据，是盘片的起始位置）。
　　由于磁头工作的性质，对其磁感应敏感度和精密度的要求都非常高。早先的磁头采用铁磁性物质，在磁感应敏感度上不是很理想，因此早期的硬盘单碟容量都比较低，单碟容量大则碟片上磁道密度大，磁头感应程度不够，就无法准确读出数据。这就造成早期的硬盘容量都很有限。随着技术的发展，磁头在磁感应敏感度和精密度方面都有了长足的进步。
　　最初磁头是读、写功能一起的，这对磁头的制造工艺、技术都要求很高，而对于个人电脑来说，在与硬盘交换数据的过程中，读取数据远远快于写入数据，读、写操作二者的特性也完全不同，这也就导致了读、写分离的磁头，二者分别工作、各不干扰。
硬盘的磁头数取决于硬盘中的碟片数，盘片正反两面都存储着数据，所以一个盘片对应两个磁头才能正常工作。比如总容量80GB的硬盘，采用单碟容量80GB的盘片，那只有一张盘片，该盘片正反面都有数据，则对应两个磁头；而同样总容量120GB的硬盘，采用二张盘片，则只有三个磁头，其中一张盘片的一面没有磁头。
下一章，我们接着介绍第二节 硬盘的基本的逻辑结构。
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作者：饶进

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