1、计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章 软驱、硬盘及可移动存储器软驱、硬盘及可移动存储器电子教案电子教案计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章第第4章章 软驱、硬盘及可移动存储器软驱、硬盘及可移动存储器4.1 4.1 软盘驱动器的分类软盘驱动器的分类4.2 4.2 软驱的结构、工作原理及接口软驱的结构、工作原理及接口4.3 4.3 软驱常见故障及维修方法软驱常见故障及维修方法4.4 4.4 硬盘的结构及主要参数硬盘的结构及主要参数4.5 4.5 硬盘驱动器的接口硬盘驱动器的接口4.6 4.6 硬盘型号识别硬盘型号识别4.7 4.7 硬盘的安装硬盘的安装4.8 4.8 可移动存储设备可移
2、动存储设备4.9 4.9 硬盘常见故障处理硬盘常见故障处理计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4.1 软盘驱动器的分类v目前市场上能够见到的软盘驱动器主要有：目前市场上能够见到的软盘驱动器主要有：3.53.5英寸软驱英寸软驱 ZipZip软驱软驱 LS-120LS-120软驱。软驱。v后两种统称为大容量软驱。后两种统称为大容量软驱。v虽然目前由于虽然目前由于U U盘等可移动存储器的出现，软驱的盘等可移动存储器的出现，软驱的使用正在减少，有的计算机甚至不再配置软驱，使用正在减少，有的计算机甚至不再配置软驱，但软驱毕竟是微型计算机的标准配置，目前还在但软驱毕竟是微型计算机的标准配置，目前还在
3、使用，所以此处进行简单介绍。使用，所以此处进行简单介绍。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4.1.1 3.5英寸软盘驱动器v在在3.53.5英寸软驱中，有两种容量的软驱：英寸软驱中，有两种容量的软驱：720KB720KB软驱和软驱和1.44MB1.44MB（高密）软驱。（高密）软驱。720KB720KB的的软驱现在已很少应用。软驱现在已很少应用。v目前目前3.53.5英寸英寸1.44MB1.44MB的软驱仍然是的软驱仍然是PCPC机上的主机上的主流产品。流产品。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4.1.2 大容量软驱大容量软驱vZipZip的容量为的容量为100MB100MB，
4、LS-120LS-120的容量为的容量为120MB120MB。v以以LS-120LS-120为例，其磁盘片数据密度提高了为例，其磁盘片数据密度提高了8383倍倍（120MB/1.44MB=83.333120MB/1.44MB=83.333），为什么？），为什么？v首先，首先，LS-120LS-120采用了光学定位技术，定位精确，使采用了光学定位技术，定位精确，使其盘片的磁道数增加到其盘片的磁道数增加到17361736个，而个，而1.44MB1.44MB软盘只有软盘只有8080道。道。v其次，其每条磁道的扇区数不再相同，最内圈磁道其次，其每条磁道的扇区数不再相同，最内圈磁道有有5151个扇区，最
5、外圈有个扇区，最外圈有9292个扇区，而个扇区，而1.44MB1.44MB软盘每软盘每磁道固定含有磁道固定含有1818个扇区。个扇区。v再次，再次，LS-120LS-120盘片采用一种盘片采用一种“高密度金属粒涂料高密度金属粒涂料”作为数据的储存介质，大容量盘片便这样产生了。作为数据的储存介质，大容量盘片便这样产生了。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章v图图1 Zip大容量软盘及软驱大容量软盘及软驱 4.1.2 大容量软驱大容量软驱读读/写口写口ZipZip大容量软盘大容量软盘盘插入口盘插入口盘弹出按钮盘弹出按钮工作指示灯工作指示灯电源指示灯电源指示灯计算机维护与维修计算机维护与维修第
6、第4章章4.2 软驱的结构、工作原理及接口软驱的结构、工作原理及接口v从物理构造上看，软驱由壳体、磁头驱动组件、主从物理构造上看，软驱由壳体、磁头驱动组件、主轴驱动组件、控制系统及面板部件等部分构成。轴驱动组件、控制系统及面板部件等部分构成。v其中：磁头驱动组件包括磁头、磁头小车、步进电其中：磁头驱动组件包括磁头、磁头小车、步进电机、磁头定位机构等部件；主轴驱动包括盘片加载机、磁头定位机构等部件；主轴驱动包括盘片加载夹紧机构、主轴驱动电机等部件；控制系统指印刷夹紧机构、主轴驱动电机等部件；控制系统指印刷线路板、光电检测元件等。线路板、光电检测元件等。v从驱动的功能结构上看，软驱主要由信号检测系
7、统、从驱动的功能结构上看，软驱主要由信号检测系统、磁头定位系统、读写系统、主轴驱动系统等组成。磁头定位系统、读写系统、主轴驱动系统等组成。下面我们从功能结构上简单介绍软驱的基本工作原下面我们从功能结构上简单介绍软驱的基本工作原理。理。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4.2.1 软驱的信号检测系统软驱的信号检测系统v信号检测系统是将软驱的相关状态报告给主机，主信号检测系统是将软驱的相关状态报告给主机，主机根据收到的软驱状态信息，发出相应的操作命令。机根据收到的软驱状态信息，发出相应的操作命令。主要有主要有:v0 0磁道检测（检测磁头小车是否到达磁道检测（检测磁头小车是否到达0 0磁道）
8、磁道）;v索引信号检测（软盘上有一个索引孔，该索引孔产索引信号检测（软盘上有一个索引孔，该索引孔产生的脉冲索引信号，标志着每个磁道的开始扇区位生的脉冲索引信号，标志着每个磁道的开始扇区位置）置）;v写保护检测。写保护检测。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章 4.2.2 磁头定位系统磁头定位系统 软驱的磁头定位系统主要由磁头小车、磁头小软驱的磁头定位系统主要由磁头小车、磁头小车驱动步进电机、车驱动步进电机、0 0磁道定位及相应的控制电路等部磁道定位及相应的控制电路等部分组成，其作用是准确、迅速地将磁头定位于指定分组成，其作用是准确、迅速地将磁头定位于指定的位置上。软驱的寻道工作受主机控制
9、，寻道工作的位置上。软驱的寻道工作受主机控制，寻道工作由步进脉冲数（移动的磁道数）、步进的方向来实由步进脉冲数（移动的磁道数）、步进的方向来实现。现。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4.2.3 读写系统读写系统 1 1读电路读电路v读电路由前置放大器、低通滤波、微分放大、读电路由前置放大器、低通滤波、微分放大、限幅放大、数据鉴别及数据整形等组成。在限幅放大、数据鉴别及数据整形等组成。在读操作时，磁头感应出的信号很微弱，经前读操作时，磁头感应出的信号很微弱，经前置放大器放大，并通过低通滤波滤掉高频噪置放大器放大，并通过低通滤波滤掉高频噪声信号，将信号送到微分放大电路进行微分声信号，将信
10、号送到微分放大电路进行微分放大，经微分放大后的信号再经限幅放大，放大，经微分放大后的信号再经限幅放大，信号变成方波，再经数据鉴别（数据是信号变成方波，再经数据鉴别（数据是0 0还是还是1 1）、数据整形后送到主机。）、数据整形后送到主机。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章 4.2.3 读写系统读写系统 1读电路读电路v图图2 2 读电路框图读电路框图 磁磁头头前前置置放放大大低低通通滤滤波波数数据据鉴鉴别别数数据据整整形形微分放大微分放大及及限幅放大限幅放大输出输出计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4.2.3 读写系统读写系统2 2写电路写电路v当主机发出写信号，而且软盘未写保
11、护时，当主机发出写信号，而且软盘未写保护时，写电路发出一个写允许信号，并产生相应的写电路发出一个写允许信号，并产生相应的写电流，使磁头磁化盘介质。写电流，使磁头磁化盘介质。3 3抹电路抹电路v抹电路将抹去写盘时在盘片上留下的磁化飞抹电路将抹去写盘时在盘片上留下的磁化飞边，消除道间干扰。边，消除道间干扰。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4.2.4 主轴驱动系统主轴驱动系统 驱动盘片旋转的装置驱动盘片旋转的装置v由主轴驱动电机、主轴部件、主轴稳速系统组成。由主轴驱动电机、主轴部件、主轴稳速系统组成。v主轴部件要求软盘能准确定位于主轴中心上，以确主轴部件要求软盘能准确定位于主轴中心上，以确
12、保软盘能恆速旋转及在不同软驱上使用。它主要由保软盘能恆速旋转及在不同软驱上使用。它主要由盘片托盘、夹紧机构组成。当盘片插入并关闭软驱盘片托盘、夹紧机构组成。当盘片插入并关闭软驱门时，夹紧机构将盘片压紧并套在主轴上，使盘片门时，夹紧机构将盘片压紧并套在主轴上，使盘片能与主轴一起转动。能与主轴一起转动。v主轴稳速系统的稳速过程是：当主机发出驱动主轴主轴稳速系统的稳速过程是：当主机发出驱动主轴电机旋转信号时，主轴电机中的测速绕组输出和转电机旋转信号时，主轴电机中的测速绕组输出和转速给定信号送比较器比较，并返回差值信号控制主速给定信号送比较器比较，并返回差值信号控制主轴电机，从而使转速恆定。轴电机，从
13、而使转速恆定。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4.2.5 软驱跳线说明软驱跳线说明 v早期的早期的3.53.5英寸软驱，通常都有一组跳线。该英寸软驱，通常都有一组跳线。该组跳线决定驱动器的密度、序号（第几个驱组跳线决定驱动器的密度、序号（第几个驱动器）等。通过设置该组跳线，可使软驱互动器）等。通过设置该组跳线，可使软驱互换使用，如早期的换使用，如早期的3.53.5英寸软驱可设置成英寸软驱可设置成720KB720KB，放到四通打字机上使用。，放到四通打字机上使用。v新的软驱大都没有跳线。新的软驱大都没有跳线。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章 4.2.6 软驱的接口软驱的接口v
14、软驱与主机的接口类型主要有软驱与主机的接口类型主要有2 2种，一种是内置的种，一种是内置的软驱采用专用的软驱采用专用的FDDFDD接口，另一种是外置的软驱采接口，另一种是外置的软驱采用用USBUSB接口，多用于笔记本电脑。接口，多用于笔记本电脑。vFDDFDD接口是在软驱和软盘适配器之间通过一条接口是在软驱和软盘适配器之间通过一条3434线线的扁平电缆连接的。软盘适配器一般都直接制作在的扁平电缆连接的。软盘适配器一般都直接制作在主板上，一般主板都有主板上，一般主板都有2 2个软盘驱动器的接口插座，个软盘驱动器的接口插座，最多接两台驱动器。内置式软驱还需要将主机电源最多接两台驱动器。内置式软驱还
15、需要将主机电源的一个小的一个小4 4芯电源插头插到软驱的电源插座上。芯电源插头插到软驱的电源插座上。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4.2.6 软驱的接口软驱的接口v软驱与主机的接口类型主要有软驱与主机的接口类型主要有2 2种，一种是内置的种，一种是内置的软驱采用专用的软驱采用专用的FDDFDD接口，另一种是外置的软驱采接口，另一种是外置的软驱采用用USBUSB接口，多用于笔记本电脑。接口，多用于笔记本电脑。vFDDFDD接口是在软驱和软盘适配器之间通过一条接口是在软驱和软盘适配器之间通过一条3434线线的扁平电缆连接的。软盘适配器一般都直接制作在的扁平电缆连接的。软盘适配器一般都直
16、接制作在主板上，一般主板都有主板上，一般主板都有2 2个软盘驱动器的接口插座，个软盘驱动器的接口插座，最多接两台驱动器。内置式软驱还需要将主机电源最多接两台驱动器。内置式软驱还需要将主机电源的一个小的一个小4 4芯电源插头插到软驱的电源插座上。芯电源插头插到软驱的电源插座上。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4.3 软驱常见故障及维修方法4.3.1 软驱子系统故障判断流程软驱子系统故障判断流程 v软驱子系统有软驱及适配器两大部分组成，软驱子系统有软驱及适配器两大部分组成，影响软驱子系统正常工作的有软驱与适配器影响软驱子系统正常工作的有软驱与适配器之间的信号电缆线、电源、主机板等因素。之
17、间的信号电缆线、电源、主机板等因素。v一旦软驱子系统出现故障，应首先检查机器一旦软驱子系统出现故障，应首先检查机器适配器是否正常、线路上是否有问题（信号适配器是否正常、线路上是否有问题（信号电缆线、电源线），然后再判断是软驱故障，电缆线、电源线），然后再判断是软驱故障，还是适配器故障。还是适配器故障。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章故障判断流程故障判断流程机器配置正确机器配置正确重新配置重新配置N NY Y 符合软驱常见故障符合软驱常见故障正确连线正确连线换到正常机器上正常换到正常机器上正常软驱故障软驱故障N NY YN N 更换适配器，正常更换适配器，正常Y Y适配器故障适配器故障
18、Y YN N主板或其他故障主板或其他故障信号、电源线连接正确信号、电源线连接正确N NY Y图图3 3 软驱故障检查流程图软驱故障检查流程图 计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4.3.2 软驱常见故障及维修软驱常见故障及维修 v软驱常见故障主要由磁头部件故障、主轴驱动故障、软驱常见故障主要由磁头部件故障、主轴驱动故障、磁头定位系统故障、检测系统故障、和其他故障等。磁头定位系统故障、检测系统故障、和其他故障等。v其中磁头故障主要由磁头不清洁、磁头磨损严重、其中磁头故障主要由磁头不清洁、磁头磨损严重、磁头被磁化、磁头被磁化、1 1面活动头固定簧片断裂、磁头定位面活动头固定簧片断裂、磁头定位
19、不准确等原因引起的。其主要表现是：来回寻道，不准确等原因引起的。其主要表现是：来回寻道，有时能读系统、而有时不能，引导时死机，划伤磁有时能读系统、而有时不能，引导时死机，划伤磁盘，根本不读盘，盘，根本不读盘，1 1面不读盘等。用示波器测量磁面不读盘等。用示波器测量磁头的读出信号小于头的读出信号小于1mV1mV（一般为（一般为2.5mV2.5mV）。）。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章图图4 4 磁头的正确定位磁头的正确定位轴心轴心磁头磁头磁道磁道扇区扇区计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4.3.2 软驱常见故障及维修软驱常见故障及维修v对该类故障处理过程是：对该类故障处理过程
20、是：v观察观察1 1面磁头是否落在盘片上，检查盘片是否面磁头是否落在盘片上，检查盘片是否被划伤，用放大镜观察磁头磨损情况、磁头被划伤，用放大镜观察磁头磨损情况、磁头有无杂物、固定装置有无断裂现象，用万用有无杂物、固定装置有无断裂现象，用万用表测量磁头线圈阻值是否为正常值（正常时，表测量磁头线圈阻值是否为正常值（正常时，读写线圈读写线圈7.57.5 0.50.5，抹线圈约，抹线圈约1212 0.50.5）、）、并检查磁头读出信号电压幅值是否正常。并检查磁头读出信号电压幅值是否正常。v下面举例说明软驱几种常见故障的维修方法。下面举例说明软驱几种常见故障的维修方法。计算机维护与维修计算机维护与维修第
21、第4章章4.3.2 软驱常见故障及维修软驱常见故障及维修【例【例4.14.1】只能列磁盘目录，不能对磁盘进行】只能列磁盘目录，不能对磁盘进行读写或格式化，只有读写或格式化，只有0 0磁头工作，磁头工作，1 1磁头出错。磁头出错。v把软驱拆下，不插盘，关上驱动器门，发现把软驱拆下，不插盘，关上驱动器门，发现上下磁头有一定距离（大于上下磁头有一定距离（大于0.3mm0.3mm，正常时，正常时，软驱的上下磁头是吻合的）；或插入盘片，软驱的上下磁头是吻合的）；或插入盘片，用手轻轻按在磁头上面，磁盘就能正常读写，用手轻轻按在磁头上面，磁盘就能正常读写，这说明磁头下落不到位所致。仔细观察故障这说明磁头下落
22、不到位所致。仔细观察故障位置，如果是磁头支臂没落下，则进行调整，位置，如果是磁头支臂没落下，则进行调整，若支臂已落下，但磁头还悬浮，则调整磁头若支臂已落下，但磁头还悬浮，则调整磁头背后的压力弹簧。背后的压力弹簧。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4.3.2 软驱常见故障及维修软驱常见故障及维修【例【例4.24.2】读写磁盘时，总提示磁盘出错信息】读写磁盘时，总提示磁盘出错信息“General failure”General failure”或或“Sector not found”Sector not found”等。等。v出现该错误时，应首先确定不是软盘自身问题。拆出现该错误时，应首先
23、确定不是软盘自身问题。拆开软驱检查，用脱脂棉沾酒精或清洗剂轻轻擦洗磁开软驱检查，用脱脂棉沾酒精或清洗剂轻轻擦洗磁头，然后再试试读写，如还不正常，应仔细观察磁头，然后再试试读写，如还不正常，应仔细观察磁头是否有碳结物。碳结物很硬，应用牙签剔除。头是否有碳结物。碳结物很硬，应用牙签剔除。【例【例4.34.3】读软驱时，总提示】读软驱时，总提示“General failure”General failure”，3.53.5英寸软驱插盘时，听不见内部伸缩轴弹起声。英寸软驱插盘时，听不见内部伸缩轴弹起声。v拆下软驱，软盘取出时，外侧伸缩轴没有抬起，致拆下软驱，软盘取出时，外侧伸缩轴没有抬起，致使软盘转速
24、跟不上。值得注意的是使软盘转速跟不上。值得注意的是3.53.5英寸软驱的英寸软驱的伸缩轴抬起后，在软盘加载时有伸缩轴抬起后，在软盘加载时有“咔咔”的一声。调的一声。调整伸缩轴，即可恢复正常读写。整伸缩轴，即可恢复正常读写。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4.4 硬盘的结构及主要参数4.4.1 硬盘结构硬盘结构 v硬盘内部结构由固定面板、控制电路板、磁硬盘内部结构由固定面板、控制电路板、磁头、盘片、主轴、电机、接口及其他附件组头、盘片、主轴、电机、接口及其他附件组成。成。v其中磁头和盘片组件是构成硬盘的核心，它其中磁头和盘片组件是构成硬盘的核心，它封装在硬盘的净化腔体内，包括有浮动磁头
25、封装在硬盘的净化腔体内，包括有浮动磁头组件、磁头驱动机构、盘片、主轴驱动装置组件、磁头驱动机构、盘片、主轴驱动装置及前置读写控制电路这几个部分。及前置读写控制电路这几个部分。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4.4 硬盘的结构及主要参数硬盘的结构及主要参数图图5 5 硬盘内部结构硬盘内部结构 计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章1磁头组件磁头组件v该组件由读写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成。该组件由读写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成。v磁头是硬盘技术中最重要和关键的一环，实际上是磁头是硬盘技术中最重要和关键的一环，实际上是集成工艺制成的多个磁头的组合，它采用了非接触集成工艺制
26、成的多个磁头的组合，它采用了非接触式头、盘结构，加电后在高速旋转的磁盘表面移动，式头、盘结构，加电后在高速旋转的磁盘表面移动，与盘片之间的间隙只有与盘片之间的间隙只有0.10.10.30.3m m，这样可以获得，这样可以获得很好的数据传输率。现在转速为很好的数据传输率。现在转速为7200rpm7200rpm的硬盘飞的硬盘飞高一般都低于高一般都低于0.30.3m m，以利于读取较大的高信噪比，以利于读取较大的高信噪比信号，提高数据传输的可靠性。信号，提高数据传输的可靠性。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章1磁头组件磁头组件图图6 6 磁头组件磁头组件 计算机维护与维修计算机维护与维修第第
27、4章章2磁头驱动机构磁头驱动机构v硬盘的寻道是靠移动磁头，而移动磁头则需要该机硬盘的寻道是靠移动磁头，而移动磁头则需要该机构驱动才能实现。构驱动才能实现。v磁头驱动机构由电磁线圈电机、磁头驱动小车、防磁头驱动机构由电磁线圈电机、磁头驱动小车、防震动装置构成。高精度的轻型磁头驱动机构能够对震动装置构成。高精度的轻型磁头驱动机构能够对磁头进行正确的驱动和定位，并能在很短的时间内磁头进行正确的驱动和定位，并能在很短的时间内精确定位到系统指令指定的磁道。精确定位到系统指令指定的磁道。v其中电磁线圈电机包含着一块永久磁铁，这是磁头其中电磁线圈电机包含着一块永久磁铁，这是磁头驱动机构对传动手臂起作用的关键
28、。驱动机构对传动手臂起作用的关键。v防震动装置在旧式硬盘中没有，它的作用是当硬盘防震动装置在旧式硬盘中没有，它的作用是当硬盘受到强烈震动时，对磁头及盘片起到一定的保护作受到强烈震动时，对磁头及盘片起到一定的保护作用，以避免磁头将盘片刮伤等情况的发生。用，以避免磁头将盘片刮伤等情况的发生。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章3磁盘片磁盘片v盘片是硬盘存储数据的载体，现在硬盘盘片盘片是硬盘存储数据的载体，现在硬盘盘片大多采用金属薄膜材料。大多采用金属薄膜材料。v这种金属薄膜较软盘的不连续颗粒载体具有这种金属薄膜较软盘的不连续颗粒载体具有更高的存储密度、高剩磁及高矫顽力等优点。更高的存储密度、
29、高剩磁及高矫顽力等优点。v另外，另外，IBMIBM还有一种被称为还有一种被称为“玻璃盘片玻璃盘片”的材的材料作为盘片基质，玻璃盘片比普通盘片在运料作为盘片基质，玻璃盘片比普通盘片在运行时具有更好的稳定性。行时具有更好的稳定性。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4主轴组件主轴组件v主轴组件（见图主轴组件（见图7 7）包括主轴部件如轴承和驱）包括主轴部件如轴承和驱动电机等。随着硬盘容量的扩大和速度的提动电机等。随着硬盘容量的扩大和速度的提高，主轴电机的速度也在不断提升，有的厂高，主轴电机的速度也在不断提升，有的厂商开始采用精密机械工业的液态轴承电机技商开始采用精密机械工业的液态轴承电机技术
30、。例如，希捷公司的酷鱼术。例如，希捷公司的酷鱼ATA IVATA IV就采用了就采用了这种技术，这样可降低硬盘工作噪音这种技术，这样可降低硬盘工作噪音。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4主轴组件主轴组件 图图7 7 主轴组件主轴组件计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章5前置控制电路前置控制电路v前置电路控制磁头感应的信号、主轴电机调前置电路控制磁头感应的信号、主轴电机调速、磁头驱动和伺服定位等。速、磁头驱动和伺服定位等。v由于磁头读取的信号微弱，将放大电路密封由于磁头读取的信号微弱，将放大电路密封在腔体内可减少外来信号的干扰，提高操作在腔体内可减少外来信号的干扰，提高操作指令的
31、准确性。指令的准确性。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章6控制电路控制电路v硬盘的控制电路位于硬盘背面，将背面电路板的安硬盘的控制电路位于硬盘背面，将背面电路板的安装螺丝拧下，翻开控制电路板即可见到控制电路。装螺丝拧下，翻开控制电路板即可见到控制电路。如图如图8 8所示。所示。v控制电路可分为：主控制芯片、数据传输芯片、高控制电路可分为：主控制芯片、数据传输芯片、高速数据缓存芯片等几个部分。速数据缓存芯片等几个部分。v其中主控制芯片负责硬盘数据读写指令等工作。图其中主控制芯片负责硬盘数据读写指令等工作。图8 8的主控制芯片为的主控制芯片为WD70C23-GPWD70C23-GP。v数据
32、传输芯片则是将硬盘磁头前置控制电路读出的数据传输芯片则是将硬盘磁头前置控制电路读出的数据经过校正及变换后，经过数据接口传输到主机数据经过校正及变换后，经过数据接口传输到主机系统。系统。v高速数据缓存芯片是为了协调硬盘与主机在数据处高速数据缓存芯片是为了协调硬盘与主机在数据处理速度上的差异而设的。缓存对磁盘性能所带来的理速度上的差异而设的。缓存对磁盘性能所带来的作用是毋庸置疑的，在读取零碎文件数据时，大缓作用是毋庸置疑的，在读取零碎文件数据时，大缓存能带来非常大的优势，这也是为什么在高端存能带来非常大的优势，这也是为什么在高端SCSISCSI硬盘中早就有结合硬盘中早就有结合16MB16MB甚至甚
33、至32MB32MB缓存的产品。缓存的产品。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章6控制电路控制电路图图8 8 硬盘控制电路硬盘控制电路计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4.4.2 硬盘的种类硬盘的种类v按尺寸分，硬盘有按尺寸分，硬盘有5.255.25、3.53.5、2.52.5、1.81.8英寸等。英寸等。v按安装方式分为固定硬盘与非固定硬盘。固定硬盘按安装方式分为固定硬盘与非固定硬盘。固定硬盘即为平常所说的安装在即为平常所说的安装在PCPC机内部的硬盘，尺寸大多机内部的硬盘，尺寸大多是是3.53.5英寸硬盘。非固定硬盘分为活动硬盘和热插英寸硬盘。非固定硬盘分为活动硬盘和热插拔硬盘
34、。拔硬盘。v活动硬盘不仅具备硬盘的全部特点，而且具备了软活动硬盘不仅具备硬盘的全部特点，而且具备了软驱的灵活机动的特性，通过不断地更换硬盘片，即驱的灵活机动的特性，通过不断地更换硬盘片，即可拥有无穷的容量，且处理保密文件或数据时，比可拥有无穷的容量，且处理保密文件或数据时，比固定硬盘更为安全可靠。固定硬盘更为安全可靠。v热插拔硬盘安装在机器外部，可带电安装、更换硬热插拔硬盘安装在机器外部，可带电安装、更换硬盘，改变其容量，每个独立的硬盘有自己的电源，盘，改变其容量，每个独立的硬盘有自己的电源，硬盘与硬盘之间通过一根扁平电缆连接。硬盘与硬盘之间通过一根扁平电缆连接。计算机维护与维修计算机维护与维
35、修第第4章章4.4.3 硬盘的技术及主要参数硬盘的技术及主要参数（1 1）磁头）磁头v早期使用薄膜磁头。随着发展，在早期使用薄膜磁头。随着发展，在8080年代末期年代末期IBMIBM发发明了明了MRMR磁阻磁头，它对信号变化相当敏感，使盘片的磁阻磁头，它对信号变化相当敏感，使盘片的存储密度提高数十甚至上百倍，容量首次达到存储密度提高数十甚至上百倍，容量首次达到1GB1GB。v在在19971997年推出了年推出了GMRGMR（Giant Magneto ResistiveGiant Magneto Resistive）巨）巨阻磁头，使用了磁阻效应更好的材料和多层薄膜结构，阻磁头，使用了磁阻效应更
36、好的材料和多层薄膜结构，比比MRMR磁头更敏感，相同的磁场变化能引起更大的电阻磁头更敏感，相同的磁场变化能引起更大的电阻值变化，从而可以实现更高的存储密度。值变化，从而可以实现更高的存储密度。vOAWOAW（Optically Assisted WinchesterOptically Assisted Winchester）光学辅助温）光学辅助温氏技术，它把传统的磁读写头和低强度激光束结合在氏技术，它把传统的磁读写头和低强度激光束结合在一起，激光束通过光纤进入磁头，再通过一个微电机一起，激光束通过光纤进入磁头，再通过一个微电机驱动的镜子反射到磁盘表面，从而实现磁头的精确定驱动的镜子反射到磁盘表
37、面，从而实现磁头的精确定位。位。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4.4.3 硬盘的技术及主要参数硬盘的技术及主要参数（2）记录密度）记录密度v记录密度等于道密度与位密度的乘积，又称记录密度等于道密度与位密度的乘积，又称面密度。位密度是指在盘片记录区内沿道圆面密度。位密度是指在盘片记录区内沿道圆周方向，每单位长度所记录数据的比特数。周方向，每单位长度所记录数据的比特数。（3）存储容量）存储容量v指盘片所能存储的字节总数。在硬盘中，使指盘片所能存储的字节总数。在硬盘中，使用用MB（兆字节）或（兆字节）或GB（千兆字节）作为单（千兆字节）作为单位，存储容量等于磁头数、柱面数、每柱面位，存储
38、容量等于磁头数、柱面数、每柱面扇区数、每扇区的字节数的总乘积。目前硬扇区数、每扇区的字节数的总乘积。目前硬盘的容量均以盘的容量均以GB为单位为单位计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4.4.3 硬盘的技术及主要参数硬盘的技术及主要参数（4 4）平均存取时间）平均存取时间v平均存取时间是一个综合反映存取速度的指标，是平均存取时间是一个综合反映存取速度的指标，是平均寻道时间与平均等待时间之和。平均寻道时间与平均等待时间之和。v平均寻道时间（平均寻道时间（Average seek timeAverage seek time）指硬盘在接）指硬盘在接收到系统指令后将磁头从原磁道位置移动至目标磁收到
39、系统指令后将磁头从原磁道位置移动至目标磁道所用的时间的平均值。硬盘的平均寻道时间一般道所用的时间的平均值。硬盘的平均寻道时间一般在在9ms9ms以下。以下。v存取时间是指磁头从起始位置到达目标磁道位置稳存取时间是指磁头从起始位置到达目标磁道位置稳定下来，并从目标磁道上找到要读写的数据扇区所定下来，并从目标磁道上找到要读写的数据扇区所需的全部时间。对硬盘驱动器来说，平均等待时间需的全部时间。对硬盘驱动器来说，平均等待时间较短，缩短平均寻道时间能有效地加快存取速度。较短，缩短平均寻道时间能有效地加快存取速度。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4.4.3 硬盘的技术及主要参数硬盘的技术及主要
40、参数（5 5）硬盘的转速（）硬盘的转速（Rotational SpeedRotational Speed）v即硬盘电机主轴的转速，是决定硬盘内部传输率的即硬盘电机主轴的转速，是决定硬盘内部传输率的关键因素之一，在很大程度上影响了硬盘的速度，关键因素之一，在很大程度上影响了硬盘的速度，也是区分硬盘档次的重要标志之一。也是区分硬盘档次的重要标志之一。v硬盘的主轴马达带动盘片高速旋转，产生浮力使磁硬盘的主轴马达带动盘片高速旋转，产生浮力使磁头悬浮在盘片上方。要将所要存取的扇区带到磁头头悬浮在盘片上方。要将所要存取的扇区带到磁头下方，转速越快，等待时间也就越短。下方，转速越快，等待时间也就越短。v目前
41、市场上常见的硬盘转速一般有目前市场上常见的硬盘转速一般有5400rpm5400rpm、7200rpm7200rpm、甚至、甚至10000rpm10000rpm。v转速的提高使温度升高、噪声增大。于是，液态轴转速的提高使温度升高、噪声增大。于是，液态轴承马达便被引入到硬盘技术中。液态轴承马达使用承马达便被引入到硬盘技术中。液态轴承马达使用的是黏膜液油轴承，以油膜代替滚珠。这样可以避的是黏膜液油轴承，以油膜代替滚珠。这样可以避免金属面的直接磨擦，将噪声及温度减至最低；同免金属面的直接磨擦，将噪声及温度减至最低；同时油膜可有效吸收震动，使抗震能力得到提高；更时油膜可有效吸收震动，使抗震能力得到提高；
42、更可减少磨损，延长寿命。可减少磨损，延长寿命。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4.4.3 硬盘的技术及主要参数硬盘的技术及主要参数（6 6）传输速度）传输速度v内部传输速度（从硬盘到缓存）与外部传输速度内部传输速度（从硬盘到缓存）与外部传输速度（从缓存到界面系统）是不同的。内部传输速度更（从缓存到界面系统）是不同的。内部传输速度更能反映硬盘的实际表现。内部传输速度比外部传输能反映硬盘的实际表现。内部传输速度比外部传输速度要高出许多。内部传输速度通常以速度要高出许多。内部传输速度通常以MB/sMB/s为单位。为单位。直接影响外部传输速度的是接口与缓存，以及系统直接影响外部传输速度的是接
43、口与缓存，以及系统对硬盘数据的要求和响应。对硬盘数据的要求和响应。v一款日立一款日立1TB1TB（DeskstarDeskstar 7K1000.B/SATA 7K1000.B/SATA）（HDT721010SLA360HDT721010SLA360）硬盘的容量为）硬盘的容量为1000GB1000GB，机，机1TB1TB。其内部传输速度为其内部传输速度为1406Mbits/s,1406Mbits/s,外部传输速度为外部传输速度为300MB/s300MB/s。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4.4.3 硬盘的技术及主要参数硬盘的技术及主要参数（7 7）缓存）缓存v缓存在硬盘的读写部件和
44、接口之间起着缓冲缓存在硬盘的读写部件和接口之间起着缓冲调节的作用。一个硬盘读取数据或传送数据调节的作用。一个硬盘读取数据或传送数据与与CPUCPU之间进行数据交换时，之间进行数据交换时，CPUCPU总要有一个总要有一个等待时间。如果事先把一些数据存放在高速等待时间。如果事先把一些数据存放在高速缓存中，不让缓存中，不让CPUCPU等待或减少等待时间，提高等待或减少等待时间，提高系统速度，这就需要硬盘有一定量的缓存。系统速度，这就需要硬盘有一定量的缓存。缓存是硬盘与外部总线交换数据的场所。缓存是硬盘与外部总线交换数据的场所。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4.4.3 硬盘的技术及主要参数
45、硬盘的技术及主要参数（7 7）缓存）缓存v目前主流硬盘的缓存主要有目前主流硬盘的缓存主要有512KB512KB、2MB2MB、4MB4MB、16MB16MB等几种。其类型一般是等几种。其类型一般是EDO DRAMEDO DRAM或或SDRAMSDRAM，目，目前一般以前一般以SDRAMSDRAM为主。根据写入方式的不同，有写为主。根据写入方式的不同，有写通式和回写式两种。通式和回写式两种。v写通式在读硬盘数据时，系统先检查请求指令，看写通式在读硬盘数据时，系统先检查请求指令，看看所要的数据是否在缓存中，如果在缓存中就可直看所要的数据是否在缓存中，如果在缓存中就可直接读取，这称为命中。这样系统就
46、不必访问硬盘中接读取，这称为命中。这样系统就不必访问硬盘中的数据，由于的数据，由于SDRAMSDRAM的速度比磁介质快很多，因此的速度比磁介质快很多，因此也就加快了数据传输的速度。回写式就是在写入硬也就加快了数据传输的速度。回写式就是在写入硬盘数据时也在缓存中找，如果找到就把缓存中的数盘数据时也在缓存中找，如果找到就把缓存中的数据写入盘中。据写入盘中。v目前多数是回写式硬盘，这样就大大提高了性能。目前多数是回写式硬盘，这样就大大提高了性能。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4.4.3 硬盘的技术及主要参数硬盘的技术及主要参数（8 8）平均无故障时间（）平均无故障时间（MTBFMTBF）
47、v指硬盘两次故障之间正常运行时间的平均值。指硬盘两次故障之间正常运行时间的平均值。一般硬盘至少在一般硬盘至少在3000030000或或4000040000小时。小时。（9 9）硬盘的尺寸）硬盘的尺寸v目前，一般用于台式机的硬盘盘片的尺寸大目前，一般用于台式机的硬盘盘片的尺寸大都为都为3.53.5英寸，而用于笔记本的硬盘多为英寸，而用于笔记本的硬盘多为2.52.5英寸和英寸和1.81.8英寸的硬盘。三星公司最近推出的英寸的硬盘。三星公司最近推出的160GB1.8160GB1.8英寸笔记本硬盘如图英寸笔记本硬盘如图9 9所示。所示。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章图图9 1.89 1.8
48、英寸笔记本硬盘英寸笔记本硬盘 计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4.4.3 硬盘的技术及主要参数硬盘的技术及主要参数v硬盘参数举例：硬盘参数举例：v一款日立一款日立1TB1TB（DeskstarDeskstar 7K1000.B/SATA 7K1000.B/SATA）（HDT721010SLA360HDT721010SLA360）台式机内置）台式机内置3.53.5英寸硬英寸硬盘的容量为盘的容量为1000GB1000GB，即，即1TB1TB。接口类型为。接口类型为SATASATA，单碟容量，单碟容量334GB334GB，共，共3 3个盘片，个盘片，6 6个磁个磁头，传输规范为头，传输规范
49、为Serial ATA,Serial ATA,其内部传输速其内部传输速度为度为1406Mbits/s,1406Mbits/s,外部传输速度为外部传输速度为300MB/s,300MB/s,转速为转速为7200rpm7200rpm。计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章图图10 10 日立日立1TB1TB（DeskstarDeskstar 7K1000.B/SATA 7K1000.B/SATA）计算机维护与维修计算机维护与维修第第4章章4.5 硬盘驱动器的接口硬盘驱动器的接口4.5.1 IDE接口接口 vIDEIDE（Integrated Drive ElectronicsIntegrated
50、 Drive Electronics）是指）是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器，把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器，我们常说的我们常说的IDEIDE接口，也叫接口，也叫ATAATA（Advanced Advanced Technology AttachmentTechnology Attachment）接口。把盘体与控）接口。把盘体与控制器集成在一起的做法减少了硬盘接口的电制器集成在一起的做法减少了硬盘接口的电缆数目与长度，只需一根电缆将硬盘与主板缆数目与长度，只需一根电缆将硬盘与主板连接起来。数据传输的可靠性得到了增强，连接起来。数据传输的可靠性得到了增强，硬盘制造变得容易，安装更为
