⑴ 硬碟磁頭是如何讀寫數據的呢
我也想問一個問題:當磁碟以相同速率旋轉時,磁頭讀取磁碟內側時劃過磁粒的速度會比磁頭讀取磁碟外側時時劃過磁粒的速度慢不少,這樣可能會造成磁頭處於不同圓心距離的環形區域時讀取速度不同。而採用相對固定時鍾頻率的集成電路如何准確接收每一個數據?也就是磁頭與電單元的工作頻率如何達到同步,以實現每一顆磁粒都能被硬碟電單元的CPU准確讀取。也就是問硬碟的機械與電路如何達到讀取同步?
⑵ 磁頭是機械硬碟中最重要的部件,磁頭有什麼功能
1、當硬碟驅動器加電後,利用控制電路進行初始化工作,初始化完成後主軸電機將啟動並高速旋轉,裝在磁頭的小車機構移動,將浮動磁頭置於碟片表面的0道,處於等待指令的啟動狀態。當介面電路收到微機系統傳來的指令信號時,使該指令信號通過前置放大控制電路,驅動音圈點擊發出磁信號,根據感應阻止變化的磁頭對碟片數據進行正確定位並將接收後的數據信息解碼,然後通過放大控制電路傳輸到介面電路,反饋給主機系統以完成指令操作。當硬碟斷電停止工作時,在反力矩彈簧的作用下,浮動磁頭駐留到盤面中心。
2、硬碟的數據都保存在碟片上,碟片上布滿了磁性物質。我們都知道磁性有南、北兩級,正好可以表示二進制的0和1,二計算機數據的存儲和運算都是以二進制的形式進行的。寫入數據的過程實際上是通過磁頭對硬碟碟片表面上磁性物質的磁極進行改變的過程;讀取數據則是通過磁頭去感應磁阻的變化過程。這里磁頭扮演者極為重要的角色,它也是硬碟里最昂貴的部件。
3、早期的磁頭是多合一的電磁感應式磁頭,但是硬碟數據的讀和寫是兩種截然不同的操作,因此這種二合一磁頭在設計上必須兼顧讀和寫兩種特性,從而造成設計上的局限。而MR磁頭(磁阻磁頭)採用分離式的磁頭結構,寫入磁頭仍採用傳統的感應磁頭(MR不能進行寫作),而讀取磁頭則採用新型的MR磁頭或GMR磁頭,因此寫操作由感應磁頭完成,讀操作有MR磁頭(貨GMR磁頭)完成。這樣,在設計時就可以針對兩者的不同特性分別進行優化,已取得更好的讀寫性能。另外MR磁頭是通過阻值的變化來感應信號的,因而對信號的變化相當敏感,讀取數據的准確率很高。而且由於讀取信號幅度與磁軌寬度無關,所以磁軌可以做得很窄,從而提高碟片的容量。
⑶ 硬碟的磁頭是如何讀寫數據的
我也想問一個問題:當磁碟以相同速率旋轉時,磁頭讀取磁碟內側時劃過磁粒的速度會比磁頭讀取磁碟外側時時劃過磁粒的速度慢不少,這樣可能會造成磁頭處於不同圓心距離的環形區域時讀取速度不同。而採用相對固定時鍾頻率的集成電路如何准確接收每一個數據?也就是磁頭與電單元的工作頻率如何達到同步,以實現每一顆磁粒都能被硬碟電單元的cpu准確讀取。也就是問硬碟的機械與電路如何達到讀取同步?
⑷ 求高手解答:硬碟讀寫時,柱面/磁頭/扇區是怎麼一步一步讀寫的
以讀為例。寫相同。
首先所有磁頭位於0柱面(也就是0磁軌)0號磁頭開始工作,從001->002->……->N(N為每磁軌扇區數)至此,讀完一個磁軌。
接下來,磁頭位置不動,通過電子轉換開關,使1號磁頭工作,所讀取扇區為:011->012->……->01N
再變換磁頭,直到所有碟片上的同一磁軌讀完:……0M1->0M2->……0MN
音圈電機把所有磁頭移到1磁軌(也就是1柱面),重復上述過程,直到L個柱面被讀完
101->102->……10N -> 111->112……->11N……->1MN…………L01->……LMN。
哈,俺可是十一級的,信不?
⑸ 電腦硬碟是怎麼記錄數據的
硬碟是利用特定的磁粒子的極性記錄數據。磁頭在讀取數據時,將磁粒子的不同極性轉換成不同的電脈沖信號,然後利用數據轉換器將這些原始信號變成電腦可以使用的數據;寫的操作正好與此相反。另外,硬碟中還有一個存儲緩沖區,是為協調硬碟與主機在數據處理速度上的差異而設。由於硬碟的結構比軟盤復雜,所以其格式化也比軟盤復雜,分為低級格式化,硬碟分區,高級格式化及建立文件系統。
硬碟驅動器加電正常工作後,利用控制電路中的單片機初始化模塊完成初始化,此時磁頭置於碟片中心位置。初始化後主軸電機將啟動並以高速旋轉,裝載磁頭的小車機構移動將浮動磁頭置於碟片表面的00道,處於等待命令的啟動狀態。當介面電路接收到電腦系統傳來的命令信號後通過前置放大控制電路驅動音圈電機發出磁信號。根據感應阻值變化的磁頭正確定位碟片數據信息,並將接收後的數據信息解碼通過放大控制電路傳輸到介面電路,反饋給主機系統完成命令操作。結束硬碟操作的斷電狀態在反力矩彈簧的作用下將浮動磁頭駐留到盤面中心。
⑹ 硬碟磁頭讀寫碟片原理
前面1、2、3已經說的很詳細了。
至於 「剩有磁1無磁0」 那隻是一個表面上的描述。實際上 "從磁頭到碟片" 之間的讀寫並不是 「有磁1無磁0」 那麼簡單。照這么講,連續寫入0或1怎麼辦,誰能分清究竟有幾個0或幾個1?再說,假設連續的0或1就是連續有磁或無磁(沒有變化的磁場了),那還怎麼讀取?
實際上寫入到碟片上的信號是一個經過調制的信號,無論 0 還是1,都是一個跳變,才能夠分辨出來,這個過於復雜,在這里難於詳述,可以參考一下光碟是如何記錄信息的,一通百通。
⑺ 磁頭為什麼能讀寫
磁頭:硬碟的磁頭是用線圈纏繞在磁芯上製成的,最初的磁頭是讀寫合一的,通過電流變化去感應信號的幅度。對於大多數計算機來說,在與硬碟交換數據的過程中,讀操作遠遠快於寫操作,而且讀/寫是兩種不同特性的操作,這樣就促使硬碟廠商開發一種讀/寫分離磁頭。在1991年,IBM提出了它基於磁阻(MR)技術的讀磁頭技術――各項異性磁 ,磁頭在和旋轉的碟片相接觸過程中,通過感應碟片上磁場的變化來讀取數據。在硬碟中,碟片的單碟容量和磁頭技術是相互制約、相互促進的。
硬碟磁頭是硬碟讀取數據的關鍵部件,它的主要作用就是將存儲在硬碟碟片上的磁信息轉化為電信號向外傳輸,而它的工作原理則是利用特殊材料的電阻值會隨著磁場變化的原理來讀寫碟片上的數據,磁頭的好壞在很大程度上決定著硬碟碟片的存儲密度。目前比較常用的是GMR(Giant Magneto Resisive)巨磁阻磁頭,GMR磁頭的使用了磁阻效應更好的材料和多層薄膜結構,這比以前的傳統磁頭和MR(Magneto Resisive)磁阻磁頭更為敏感,相對的磁場變化能引起來大的電阻值變化,從而實現更高的存儲密度 。
磁頭是硬碟中對碟片進行讀寫工作的工具,是硬碟中最精密的部位之一。磁頭是用線圈纏繞在磁芯上製成的。硬碟在工作時,磁頭通過感應旋轉的碟片上磁場的變化來讀取數據;通過改變碟片上的磁場來寫入數據。為避免磁頭和碟片的磨損,在工作狀態時,磁頭懸浮在高速轉動的碟片上方,而不與碟片直接接觸,只有在電源關閉之後,磁頭會自動回到在碟片上的固定位置(稱為著陸區,此處碟片並不存儲數據,是碟片的起始位置)。
由於磁頭工作的性質,對其磁感應敏感度和精密度的要求都非常高。早先的磁頭採用鐵磁性物質,在磁感應敏感度上不是很理想,因此早期的硬碟單碟容量都比較低,單碟容量大則碟片上磁軌密度大,磁頭感應程度不夠,就無法准確讀出數據。這就造成早期的硬碟容量都很有限。隨著技術的發展,磁頭在磁感應敏感度和精密度方面都有了長足的進步。
最初磁頭是讀、寫功能一起的,這對磁頭的製造工藝、技術都要求很高,而對於個人電腦來說,在與硬碟交換數據的過程中,讀取數據遠遠快於寫入數據,讀、寫操作二者的特性也完全不同,這也就導致了讀、寫分離的磁頭,二者分別工作、各不幹擾。
磁頭磁化嚴重,消磁即可。
薄膜感應(TEI)磁頭
在1990年至1995年間,硬碟採用TFI讀/寫技術。TFI磁頭實際上是繞線的磁芯。碟片在繞線的磁芯下通過時會在磁頭上產生感應電壓。TFI讀磁頭之所以會達到它的能力極限,是因為在提高磁靈敏度的同時,它的寫能力卻減弱了。
各向異性磁阻(AMR)磁頭
AMR(Anisotropic Magneto Resistive)90年代中期,希捷公司推出了使用AMR磁頭的硬碟。AMR磁頭使用TFI磁頭來完成寫操作,但用薄條的磁性材料來作為讀元件。在有磁場存在的情況下,薄條的電阻會隨磁場而變化,進而產生很強的信號。硬碟譯解由於磁場極性變化而引起的薄條電阻變化,提高了讀靈敏度。AMR磁頭進一步提高了面密度,而且減少了元器件數量。由於AMR薄膜的電阻變化量有一定的限度,AMR技術最大可以支持3.3GB/平方英寸的記錄密度,所以AMR磁頭的靈敏度也存在極限。這導致了GMR磁頭的研發。
GMR(Giant Magneto Resistive,巨磁阻)
GMR磁頭繼承了TFI磁頭和AMR磁頭中採用的讀/寫技術。但它的讀磁頭對於磁碟上的磁性變化表現出更高的靈敏度。GMR磁頭是由4層導電材料和磁性材料薄膜構成的:一個感測層、一個非導電中介層、一個磁性的栓層和一個交換層。GMR感測器的靈敏度比AMR磁頭大3倍,所以能夠提高碟片的密度和性能。
硬碟的磁頭數取決於硬碟中的碟片數,碟片正反兩面都存儲著數據,所以一個碟片對應兩個磁頭才能正常工作。比如總容量80GB的硬碟,採用單碟容量80GB的碟片,那隻有一張碟片,該碟片正反面都有數據,則對應兩個磁頭;而同樣總容量120GB的硬碟,採用二張碟片,則只有三個磁頭,其中一張碟片的一面沒有磁頭。
⑻ 硬碟是如何讀寫數據
系統將文件存儲到磁碟上時,按柱面、磁頭、扇區的方式進行,即最先是第1磁軌的第一磁頭下(也就是第1盤面的第一磁軌)的所有扇區,然後,是同一柱面的下一磁頭,……,一個柱面存儲滿後就推進到下一個柱面,直到把文件內容全部寫入磁碟。
(文件的記錄在同一盤組上存放是,應先集中放在一個柱面上,然後再順序存放在相鄰的柱面上,對應同一柱面,則應該按盤面的次序順序存放。)
(從上到下,然後從外到內。數據的讀/寫按柱面進行,而不按盤面進行,先)
系統也以相同的順序讀出數據。
讀出數據時通過告訴磁碟控制器要讀出扇區所在的柱面號、磁頭號和扇區號(物理地址的三個組成部分)進行。磁碟控制器則 直接使磁頭部件步進到相應的柱面,選通相應的磁頭,等待要求的扇區移動到磁頭下。在扇區到來時,磁碟控制器讀出每個扇區的頭標,把這些頭標中的地址信息與期待檢出的磁頭和柱面號做比較(即尋道),然後,尋找要求的扇區號。
待磁碟控制器找到該扇區頭標時,根據其任務是寫扇區還是讀扇區,來決定是轉換寫電路, 還是讀出數據和尾部記錄。找到扇區後,磁碟控制器必須在繼續尋找下一個扇區之前對該扇區的信息進行後處理。如果是讀數據,控制器計算此數據的ECC碼,然 後,把ECC碼與已記錄的ECC碼相比較。如果是寫數據,控制器計算出此數據的ECC碼,與數據一起存儲。在控制器對此扇區中的數據進行必要處理期間,磁 盤繼續旋轉。
⑼ 怎麼讀取機械硬碟里的內容
機械硬碟主要由:碟片,磁頭,碟片轉軸及控制電機,磁頭控制器,數據轉換器,介面,緩存等幾個部分組成。磁頭可沿碟片的半徑方向運動,加上碟片每分鍾幾千轉的高速旋轉,磁頭就可以定位在碟片的指定位置上進行數據的讀寫操作。
信息通過離磁性表面很近的磁頭,由電磁流來改變極性方式被電磁流寫到磁碟上,信息可以通過相反的方式讀取。硬碟作為精密設備,塵埃是其大敵,所以進入硬碟的空氣必須過濾。
(9)電腦磁頭怎樣讀寫信息擴展閱讀
機械硬碟主要由磁頭和磁碟組成,磁頭是機械硬碟讀寫數據的關鍵部分。當機械硬碟工作時,磁頭會在磁碟旋轉時寫入磁軌數據或者讀取已有的數據。
早期台式電腦使用的硬碟採用IDE介面,IDE介面硬碟價格便宜,但性價比較低;現在大多個人電腦採用SATA介面,或採用SCSI介面。
SCSI 介面硬碟的優勢在於,最多可以有七種不同的設備可以聯接在同一個控制器面板上。由於硬碟以每分鍾3000—15000轉的恆定高速度旋轉,因此,從硬碟上讀取數據只需要很短的時間。