我們都非常清楚電腦的組成部分主要分為主機(jī)和顯示器，而主機(jī)里面的配件又分為主板、CPU、內(nèi)存、硬件等，主板CPU內(nèi)存決定電腦的運(yùn)行速度，硬盤決定工作中存儲的容量，不同的硬盤性能也有所不同，例如：同樣是500G的硬盤也有轉(zhuǎn)速的不同而決定讀寫的的速度，所以硬盤具體怎么你就必須了解硬盤的結(jié)構(gòu)，那么硬盤的結(jié)構(gòu)都有哪些組成呢，今天我們就來詳細(xì)講講硬盤的具體構(gòu)成。

我們先來看看硬盤結(jié)構(gòu)圖

1、浮動磁頭組件
2、磁頭驅(qū)動機(jī)構(gòu)
3、盤片
4、盤片主軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)
5、前置讀寫控制電子線路

接下來我們來詳細(xì)講解硬盤的構(gòu)成，硬盤基本上由控制電路板和盤體兩大部分組成。

一、硬盤控制電路板

控制電路板是由接口、DSP處理器、ROM、緩存、磁頭驅(qū)動電路和盤片電機(jī)驅(qū)動電路等組成，如圖所示：

1、接口：包括電源接口和數(shù)據(jù)接口及硬盤內(nèi)部的盤片電機(jī)接口、磁頭接口。

2、DSP處理器用于控制信號和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、編碼等操作。

3、ROM中存儲了硬盤初始化操作的部分程序，有的ROM為獨(dú)立的芯片(可能是EPROM、Flash等)，有的集成到了DSP中。

4、緩存用于暫存盤體和接口交換的數(shù)據(jù)，以解決接口速度和硬盤內(nèi)部讀寫速度的差別。緩存的大小對硬盤的數(shù)據(jù)傳輸速率有一定的影響，隨著硬盤的不斷發(fā)展，緩存的容量也在不斷增大。

5、磁頭驅(qū)動電路負(fù)責(zé)驅(qū)動磁頭準(zhǔn)確定位和對磁頭信號進(jìn)行整形放大等。

6、電機(jī)驅(qū)動電路負(fù)責(zé)精確控制盤片的轉(zhuǎn)速。

二、硬盤盤體

盤體由盤腔、上蓋、盤片電機(jī)、盤片、磁頭、音圈電機(jī)和其他的輔助組件組成。為保證硬盤正常工作，盤體內(nèi)的潔凈度很高。為防止灰塵進(jìn)入，盤體處于相對密封的狀態(tài)。由于硬盤工作的過程中發(fā)熱，為了保證盤腔的空氣壓力與外界平衡，在盤體上有呼吸孔，呼吸孔的內(nèi)側(cè)安裝有一個小的空氣過濾器，硬盤的設(shè)計不同，呼吸孔的位置和結(jié)構(gòu)也有所差別。同時由于盤體在裝配完成后，要寫入伺服信息，所以盤體上有伺服信息的寫入口，在工廠無塵車間里將專用的寫入設(shè)備從這個孔伸入盤體內(nèi)寫入伺服信息，寫入完成后，會用鋁箔將其封閉。

(1) 盤腔

盤腔一般由鋁合金鑄造后機(jī)加工而成，盤體的其他組件都直接或間接安裝在盤腔上面，盤腔上還有將硬盤安裝到其他設(shè)備上的螺絲孔。

(2) 上蓋

上蓋一般由鋁合金或軟磁金屬材料加工而成，有的是單層的，有的是由多層材料粘合而成。它的主要作用是與盤腔一起構(gòu)成一個相對密封的整體，基本上都是用螺釘與盤腔連接，為了保證密封，上蓋與盤腔的結(jié)合面一般都有密封墊圈。

(3) 盤片電機(jī)

盤片電機(jī)的主要作用就是帶動盤片旋轉(zhuǎn)，在控制電路板上的盤片電機(jī)驅(qū)動芯片的控制下，盤片電機(jī)帶動盤片以設(shè)定的速度轉(zhuǎn)動，盤片電機(jī)的轉(zhuǎn)速由原來低于4000轉(zhuǎn)/分，發(fā)展到現(xiàn)在的10000轉(zhuǎn)/分，甚至15000轉(zhuǎn)/分，盤片轉(zhuǎn)速的提高直接決定著硬盤的尋道時間。當(dāng)然，在提高轉(zhuǎn)速的同時，硬盤的發(fā)熱量、振動、噪聲等也會對硬盤的穩(wěn)定工作產(chǎn)生影響。所以一些新的技術(shù)也不斷地應(yīng)用到盤片電機(jī)上，由最初的滾珠軸承電機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在的液態(tài)軸承電機(jī)。

盤片的電機(jī)一般為轉(zhuǎn)速恒定的直流無刷電機(jī)，為三相直流供電。線圈的繞法分為三角形連接、星形無中線和星形有中線三種，這種電機(jī)可以比較精確地控制轉(zhuǎn)速，讓盤片穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)。

(4) 盤片

盤片是硬盤的核心組件之一，不同的硬盤可能有不同的盤片數(shù)量。所有的數(shù)據(jù)都是存儲在盤片上的，盤片是在鋁合金或玻璃基底上涂敷很薄的磁性材料、保護(hù)材料和潤滑材料等多種不同功能的材料層加工而成，其中磁性材料的物理性能和磁層結(jié)構(gòu)直接影響著數(shù)據(jù)的存儲密度和所存儲數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。為了提高存儲密度，防止超順磁效應(yīng)的發(fā)生，各相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了大量的研究工作，不斷改進(jìn)磁層的物理性能和磁層結(jié)構(gòu)。磁記錄層的記錄方式也由以前的縱向磁記錄發(fā)展到現(xiàn)在的垂直磁記錄。

(5) 磁頭

磁頭也是硬盤的核心組件，磁頭的性能對硬盤的數(shù)據(jù)存儲密度和內(nèi)部傳輸率有很大的影響。磁頭最早應(yīng)用的是鐵磁物質(zhì)，1979年發(fā)明了薄膜磁頭，使硬盤進(jìn)一步減小體積、增大容量、提高讀寫速度成為了可能。20世紀(jì)80年代末期IBM研發(fā)了MR磁阻磁頭，后來又研發(fā)了GMR巨磁阻磁頭。現(xiàn)在的硬盤都是采用GMR磁頭，它利用特殊材料的電阻值隨磁場變化的原理來讀取盤片上的數(shù)據(jù)。磁頭在工作的過程中并不與盤片接觸，而是在盤片高速旋轉(zhuǎn)帶動的空氣動力的作用下以很低的高度在盤片上面飛行。為了提高磁頭的靈敏度，磁頭的飛行高度在不斷降低。磁頭一般跟金屬磁頭臂、音圈電機(jī)線圈和預(yù)放電路等組成一個組件，磁頭在音圈電機(jī)的帶動下根據(jù)讀寫數(shù)據(jù)的需要做往復(fù)運(yùn)動來定位數(shù)據(jù)所在的磁道。

由于磁頭需要靠盤片旋轉(zhuǎn)帶動的空氣動力來飛行，那么在硬盤不工作或盤片電機(jī)的轉(zhuǎn)速還沒有達(dá)到預(yù)定值時，磁頭就無法飛行。而磁頭的讀寫面和盤片都很光滑，如果它們直接接觸必然導(dǎo)致粘連而妨礙盤片起轉(zhuǎn)或?qū)е麓蓬^和盤片損傷。為此，磁頭在不工作時需要停泊在數(shù)據(jù)區(qū)以外的區(qū)域。硬盤有兩種方式來滿足這個要求：

第一種方式是在盤片內(nèi)側(cè)開辟一個環(huán)形的磁頭停泊區(qū)，磁頭不工作時停泊在這個地方，為了防止粘連，停泊區(qū)被有意加工成帶有一定粗糙度的區(qū)域，以便磁頭停泊在這里時磁頭和盤片之間有一定的空氣。但這樣必然導(dǎo)致硬盤啟停時磁頭和盤片要發(fā)生較嚴(yán)重的摩擦而損傷磁頭，所以硬盤會有一個啟停次數(shù)的指標(biāo)。

第二種方式是在盤片的外面安裝一個磁頭停泊架，當(dāng)磁頭不工作時停泊在停泊架上，這樣正常情況下磁頭永遠(yuǎn)也不會和盤片表面接觸，也就不存在啟停次數(shù)的問題。

(6) 音圈電機(jī)

音圈電機(jī)由一到兩個高磁場強(qiáng)度的磁體及外圍的磁鋼組成的封閉磁場和音圈電機(jī)線圈組成，在磁頭驅(qū)動電路的控制下控制磁頭的運(yùn)動，依讀寫數(shù)據(jù)的要求帶動磁頭在盤片上方作往復(fù)運(yùn)動使磁頭定位在需要的數(shù)據(jù)磁道上。線圈中流過的電流控制磁頭的運(yùn)動方向：當(dāng)磁頭需要移動位置時線圈中被通過很大電流，磁頭發(fā)生偏轉(zhuǎn)；當(dāng)磁頭接近指定位置時，線圈中的電流減弱甚至反向流動，磁頭開始減速。通過類似的方式，磁頭一級一級地靠近指定位置，直到正確定位。而在靜止?fàn)顟B(tài)下，磁頭也在不停地修正自己的位置，以免定位錯誤。

為了防止硬盤不工作時發(fā)生意外，不同的硬盤還設(shè)計了不同的磁頭鎖定機(jī)構(gòu)，當(dāng)硬盤不工作或盤片沒有達(dá)到預(yù)定轉(zhuǎn)速時，磁頭鎖定機(jī)構(gòu)將磁頭鎖定在停泊位置，有時晃動硬盤時硬盤里有響聲，就是由磁頭鎖定機(jī)構(gòu)發(fā)出的。

為了防止磁頭工作時出現(xiàn)意外而導(dǎo)致磁頭撞擊盤片電機(jī)的主軸或移動到盤片/停泊架以外，還設(shè)計有磁頭限位裝置。