不得不佩服人类智慧机械硬盘储存信息的原理大受震撼

你能想象吗？这么一块小小的磁盘竟然可以存储整个图书馆的书籍。今天我们来看看机械硬盘的工作原理，先看看它内部的各个组件。这个就是硬盘的核心，存储所有数据的磁盘，你的学习资料都被存放在这里面。大容量的硬盘可能会同时有多个磁盘。磁盘是由多层合金涂层的铝镁合金组成，但其中具有磁性的功能层是120nm厚的骨个弹合晶。它具有小范围磁轴区域，并且可以通过外部磁场控制磁极方向。磁盘安装在主轴上，主轴连接无刷直流电机，电机的转速为7200r/min。这里是磁头堆组件，每个磁盘分别有一个上臂和下臂，每个臂在末端都有一个滑块和一个可以读写的磁头。这滑块设计独特，可以捕捉磁盘旋转产生的。气流使其可以漂浮在磁盘上，15nm这个距离对比一张铝箔纸的厚度大概是这样。这个组件只有在磁盘全速旋转时才能在磁盘上方漂浮，所以在其他时间它会停放在一块塑料键上。这个B组件的驱动电机是由一个线圈和上下两个具有强磁场的女磁铁组成。电流通过线圈时会产生受女磁铁影响的电磁铁，从而带动臂在磁盘上移动。改变电流的方向就可以改变磁头移动的方向，这样就能够在大概30nm的范围内控制磁头的精确位置。这个电机能够以每秒钟20次的速度在磁盘上来回移动到不同的磁道。这里的柔性线带用来连接磁头和硬盘的驱动PCB上。PCB上有一个处理器和一个转M芯片，这里还有一个用来控制主轴无刷直流电机的芯片。此外，在P。GB边缘有一个连接通信的三达接口和一个供电接口，重要部件全部放在内部，并用电圈密封起来。这里还有用来捕捉杂质和灰尘颗粒的过滤器。了解完大部分部件了，我们看一下它们是如何工作的。首先，磁盘会被同星划分为多个磁道，最新的硬盘仅在一面上就可以有50万个以上的磁道。然后这些磁道被划分为扇区，每个扇区中前面有一个同步区，告诉磁头磁盘旋转确切的速度和每个数据位的长度。第二部分是地址，告诉磁头当前在那个磁道和扇区上，第三部分才是实际存储数据，一般每个扇区有4000字节的数据，然后是纠错码区域，用来校验存储数据是否被准确的写入或读取。最后，在这个扇区和下个扇区之间的间隙，允许词头在写入内容时有一定。的容差。现在放大磁头和磁盘，看一下数据到底是怎么被写入和读取的。通过控制磁盘中骨个坦涂层局部区域的磁化方向，使其形成向上或向下的磁场。为了磁化单个磁轴，电流会施加到写入磁头后面的线圈上，从而产生强磁场。磁场引导在写入磁头的尖端小点上通过15nm的间隙进入磁盘。当这个磁场进入后，原本没有磁场方向的图层就变成永磁体，即使磁头一开后，这个磁头方向也会保持数年之久。每次读取磁头都可以感应到这个磁场，直到写入磁头将新的数据重新写入。再来看一下磁盘如何读取数据，我们定义了磁场向上为二进制1，磁场向下为二进制0。虽然这样看上去更简单，但实际应用并不是这样。读取头被设计成检测一个方向的磁轴导指向相反的隔壁磁轴取向变化。因为来自相邻区域的发射磁场会比只有单个磁筹的磁场强得多，所以在一个方向上指向反方向的磁筹每个变化定义为1，没有变化的地方定义为0。就像这样读取数据，其中1是变化，0是不变。那读取头是怎么检测这些磁场的？它的内部是由铁磁性或非磁性材料交替组成的多层导电材料，这种多层材料具有具磁电阻的特性，它可以根据通过它的磁场强度改变电阻率，所以只需要测量这个电阻率就可以得到数据。电阻率较低时，表示磁场方向产生了变化，此时值为1，反之，电阻率高则代表没有磁场变化，值为0。但是如果有连续几十个不变化的磁场，则会不清楚到底多少个零。为了解决这个问题，在每个扇区中，前同步马用来设置每个域的大小，然后再通过扇区后面的纠错码来确保没有数据丢失，这就是机械硬盘的工作原理了。

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