硬盘基本结构

1、由于信息产业部的数据恢复技术训练、第三届硬盘外部、内部结构、SCSI硬盘平时接触较少，我们现在提到的硬盘一般指IDE接口硬盘。 该硬盘属于温彻斯特，多由头盘组件(HDA，Head Disk Assembly )和印刷电路板组件(PCBA，Print Circuit Board Assembly )构成。 信息产业部的数据恢复技术训练，第三届硬盘外部，内部结构，图2-1硬盘正面和各部件名称，硬盘是集集集机、电、磁为一体的高精细系统。 其内部是密封的，对用户来说是黑匣子，是透明的，用户只需连接标准接口就能正常使用，其正面如图2-1所示。 2.1.1HDD外部结构，信息产业部数据恢复技术训练，第三届

2、HDD外部，内部结构，2.1.1HDD外部结构，HDD正面贴有产品标签，主要有制造商的信息和产品信息，如商标、型号、序列号、生产日、容量、参数、主从设置方法等图2-2显示了WD200BB的产品标签。 从型号来看，容量为20g的7200RPM高速硬盘，产品序列号为WMA9L1203351，产地为马来西亚，发货日期为2001年8月15日。图2-2硬盘产品标签、信息产业部数据恢复技术训练、第三届硬盘外部、内部结构、图2-3硬盘背面和各部件名称、硬盘背面控制电路板，如图2-3所示。 从图2图3可以清楚地看到各部件的位置。 无论如何，硬盘的外部结构能够被分成控制基板和壳体这两个部分。 信息产业部的数据恢

3、复技术培训，第三届硬盘外部，内部结构，图2-4带保护层的硬盘背面，部分硬盘电路板带保护层，使用海绵或金属板。 信息产业部的数据恢复技术培训，第三届硬盘外部、内部结构，拆下图2-5保护层的硬盘，拆下保护层，电路板与保护层之间可见海绵。 信息产业部的数据恢复技术训练，第三届硬盘外部，内部结构，可以拆下图2-6电路板的硬盘，拆下电路板的四个螺钉，可以拆下电路板。 该硬盘的电路基板和硬盘内部的电路的连接不是柔性布线，而是柔性接点。 为了防止短路，电路基板和盘体之间有海绵。 用软排线方式连接时，需要将连接排线的插座两侧的“耳朵”向外侧拉，然后取出排线，拆下基板。 剥下基板后的盘体如图2-6所示。 信息产

4、业部的数据恢复技术训练，第三届硬盘外部，内部结构，很多控制电路板采用芯片接合，包括主轴速度电路、磁头驱动和伺服定位电路、读写电路、高速缓存、控制和接口电路等。 电路基板上有ROM芯片，硬化后的程序可以初始化硬盘，进行电源接通和主轴电机的启动、电源接通的初始查找、定位和故障检测等。 电路基板上还搭载着容量不同的高速缓存芯片。 读写电路的作用是控制磁头进行读写。 喷头驱动电路直接控制查找电机，对喷头进行定位。 主轴调速电路是控制主轴电机使盘以一定速度旋转的电路。 缓存(Cache )对磁盘性能的作用自不必说，缓存在读取碎片文件数据时还会带来巨大的好处。 信息产业部的数据恢复技术培训，第三届硬盘外部

5、，内部结构，图2-7硬盘EIDE接口，硬盘一端设置电源接口插座，主从设置跳线和数据线接口插座，电源插座和主机电源数据接口是在硬盘的数据和主板的控制器之间进行传输交换的纽带，根据结合方式的不同，被分为EIDE接口、SCSI接口、SATA串行。EIDE接口多用于台式机硬盘，经常听到的40针、80芯接口电缆是指这样的电缆。 信息产业部的数据恢复技术培训、第三届硬盘外部、内部结构、SCSI接口多用于网络服务器和高级图形工作站，如图2-8所示。图2-8硬盘SCSI接口、信息产业部数据恢复技术培训、第三届硬盘外部、内部结构、图2-9硬盘SATA接口、SATA串行数据传输目前最多为150MB/S，是目前的主

6、流产品。 对信息产业部的数据恢复技术训练、第三届硬盘外部、内部结构、STAT硬盘，不使用4针“d形”电源接口，改为新型的易插拔接口。 此接口有15个管脚，其宽度与传统电源接口相同。 硬盘控制器制造商、SIIG、Promise、3Ware等为PCI扩展卡封装提供电源线。 连接硬盘连接器电源和数据线后，请将数据线连接到PCI扩展卡或主板上的S-ATA端口，然后完成安装。 因为S-ATA采用点对点连接方式，所以每个S-ATA电缆(或通道)只能连接1台硬盘，也不需要相应地像并行硬盘那样设置主从跳线。 信息产业部的数据恢复技术训练，第三届硬盘外部，内部结构，穿梭鱼，凶猛的热带海生鱼，有牙齿下巴，包括可吃

7、的种类。 图210中标准SATA硬盘产品标签、标准SATA产品标签如图210所示。 信息产业部数据恢复技术训练，第三次硬盘外部，内部结构，2.1.2硬盘内部结构，平时我们对硬盘了解，从产品外观、产品特征、硬盘性能等方面多了解，硬盘内部是什么？ 我相信很多朋友不太了解。 由于硬盘的特殊结构，对内部空气清洁度的要求至少在100级以上，因此一般用户不会错误地分解硬盘，所以了解硬盘内部结构的机会非常少。 完全卸下硬盘上面的塑料板，卸下8个螺钉(周围6个，中央2个)，拆下背面的贴纸，看到的硬盘如图2-11所示。 信息产业部数据恢复技术培训，第三届硬盘外部，内部结构，2.1.2硬盘内部结构，图2-11无外

8、壳硬盘，信息产业部数据恢复技术训练，第三届硬盘外部，内部结构，2.1.2硬盘内部结构，图2-12硬盘空洞， 顶盖和盘体的连接非常紧密，所以用平口螺丝刀撬开顶盖，就会出现“庐山的真面目”，与图2-11相比，里面变得漂亮，其内部结构如图2-12所示，顶盖的内侧有4个扇形信息产业部的数据恢复技术训练，第三届硬盘外部，内部结构，2.1.2硬盘内部结构，图2-13硬盘内部结构，这是内部结构，硬盘相当光滑，比我们常用的镜子平得多。 卸下顶盖，留下另一个内部结构，如图2-13所示。 信息产业部的数据恢复技术训练，第三次硬盘外部，内部结构，2.1.2硬盘内部结构，如图2-14所示，拆下主电机顶盖3个螺钉，拆下

9、顶盖，就可以移动上述盘。 信息产业部的数据恢复技术训练，第三届硬盘外部，内部结构，2.1.2硬盘内部结构，卸下图2-15上的光盘，将磁头支架移到光盘外缘，可以卸下上述光盘。 信息产业部数据恢复技术训练，第三次硬盘外部，内部结构，2.1.2硬盘内部结构，拆下图2-16磁头架，信息产业部数据恢复技术训练，第三次硬盘外部，内部结构，2.1.2硬盘内部结构，拆下图2-17下的磁盘信息产业部数据恢复技术培训，第三届硬盘外部，内部结构，2.1.2硬盘内部结构，拆下了图2-18铝合金盘，拆下了固定主电机的螺钉，拆下了电机。 最后剩下的只有铝合金托盘，如图2-18所示。关于信息产业部的数据恢复技术训练，第三届

10、硬盘外部，内部结构，2.1.2硬盘内部结构，SATA接口的硬盘，内部接口与PATA接口的硬盘相同，只是与外部接口不同而已硬盘内部结构由固定面板、控制基板、磁头、磁盘、主轴、电机、接口以及其他附件构成，其中硬盘组件被封入作为构成硬盘的核心的硬盘的清洗室，图2图3 有浮动磁头组件、磁头驱动机构、磁盘、主轴驱动装置、读写控制电路等。 信息产业部数据恢复技术训练，第三届硬盘外部，内部结构，2.1.2硬盘内部结构，图2-19硬盘内部结构，信息产业部数据恢复技术训练，第三届硬盘外部，内部结构，2.1.2硬盘内部结构，磁头组件。 这个组件是硬盘中最精密的部位之一，由读写磁头、传动臂、传动轴三部分组成。 磁头

11、是硬盘技术中最重要的一环，实际上是集成过程中制作的多个磁头的组合，采用非接触头、磁盘结构，在通电高速旋转的磁盘表面移动，与磁盘的间隙只有0.10.3m 信息产业部数据恢复技术训练，第三届硬盘外部，内部结构，2.1.2硬盘内部结构，图2-20头单元，信息产业部数据恢复技术训练，第三届硬盘外部，内部结构，2.1.2硬盘内部结构，头驱动机构。 磁头驱动机构由电磁线圈电机、磁头驱动小车、振动防止装置构成，高精度的轻量磁头驱动机构能够正确地驱动磁头进行定位，能够在短时间内正确地定位由系统指令指定的轨道。 磁盘片。 光盘是在硬盘中存储数据的载体，现在硬盘多采用金属薄膜材料，该金属薄膜比光盘的不连续粒子载体

12、具有高存储密度、高剩馀磁化和高矫顽力等优点。 信息产业部数据恢复技术训练，第三届硬盘外部，内部结构，2.1.2硬盘内部结构，主轴单元。 主轴组件包括轴承和驱动电机等主轴部件。 随着硬盘容量的扩大和速度的提高，主轴电动机的速度也在提高，也有制造商开始采用精密机械工业的液状轴承电动机技术(FDB )。 采用FDB马达不仅能大幅度降低硬盘的工作声音，还能提高硬盘的工作稳定性。 前端工作装置控制电路。 前置电路控制磁头的感应信号、主轴电机的调速、磁头的驱动和伺服的定位等，磁头读取的信号微弱，因此将放大电路密封在腔室内可以减少外来信号的干扰，提高操作指令的准确性。 信息产业部数据恢复技术训练，第三届硬盘

13、外部，内部结构，2.1.2硬盘内部结构，目前微机上安装的硬盘大部分都是用温切斯特技术制造的硬盘，此硬盘也称为温切斯特。 该结构的特征是(1)磁头、盘片及运动机构被密封在盘片内(2)磁头在起动、停止时与盘片接触，动作时盘片高速旋转，由此磁头成为在盘片上“浮起”的状态(空气力学原理)， 这个“上浮”的高度约为0.1微米0.3微米，这个高度非常小，图2-21显示了这个高度与头发、烟尘、指纹大小的比较关系，从这里可以直观地“看到”有多少“高度”，信息产业部数据恢复技术训练，可以看到2.1.2硬盘内部结构，图2-21磁头高度，信息产业部数据恢复技术训练，第三次硬盘外部，内部结构，2.1.2硬盘内部结构，

14、(3)磁头工作时不直接接触磁盘，因此磁头负载小，磁头精细检测磁道的能力很强，能大幅度提高位密度(4)盘的表面非常平滑，可作为镜面使用。 如上所述，在图2-22中示出了硬盘内部的完整结构。信息产业部数据恢复技术训练，第三届硬盘外部，内部结构，2.1.2硬盘内部结构，图2-22硬盘内部结构，信息产业部数据恢复技术训练，第三届硬盘外部，内部结构，2.1.2硬盘内部结构，各磁盘各方面都有读写磁头与磁头接触的表面接近主轴，也就是线速度最小的地方，是没有存储任何数据的特殊区域，被称为起停区或着陆区，起停区以外是数据区。 在最外周，离主轴最远的地方是“0”轨道，硬盘数据的保存从最外周开始，所以硬盘启动时，有

15、时会听到“啪嗒啪嗒”的声音。 这是因为磁头从启动区域向“0”轨道寻找时，旋转速度不够，被磁力拉回，与主轴碰撞的声音显然这个声音不是好兆头。 那么，磁头是如何找到“0”磁道的位置的呢？从图2图22也可以看出，有“0”磁道检测器，它完成了硬盘的初始定位。 信息产业部数据恢复技术训练，第三届硬盘外部，内部结构，2.1.2硬盘内部结构，图2-23硬盘内部结构，信息产业部数据恢复技术训练，第三届硬盘外部，内部结构，2.1.2硬盘内部结构，初始硬盘每次关闭电源现代硬盘的设计虽然不复杂，但排除了令人不快的小缺陷，如果硬盘不工作，磁头就停留在这个停止区。 需要从硬盘读写数据时，光盘开始旋转，旋转速度达到额定的

16、高速时，由光盘旋转产生的气流抬起磁头，移动到光盘存储数据的区域。 读写结束后，光盘停止旋转，磁头再次回到开始区域。 盘的旋转产生的气流相当强，足以让磁头与盘面保持微小的距离。 该距离越小，磁头读写数据的速度越快，当然对硬盘的各部件的要求也越高。 最初设计的磁盘驱动器使磁头在磁盘面的数微米上飞行。 之后的设计，磁头在盘面的飞行高度约下降到0.10.5，现在的水平已经达到0.0050.01。 这只是人类头发直径的千分之一。 气流可以使磁头从靠近的面脱离，保持在离磁盘足够近的地方，非常紧密地追随磁盘表面进行起伏运动，使磁头的飞行处于严格的控制状态。 磁头必须从盘面上飞，而不是从盘面上飞。 这个位置可以避免磁涂层的损伤，更重要的是不要损伤磁头。 但是，磁头也不能离盘面太远。 如果不这样做，就无法使盘面充分强地磁化，难以读出盘上的磁化反转(磁极转换形式，即实际记录数据的方式)。 信息产业部的数据恢复技术训练，第三届硬盘外部，内部结构，2.1.2硬盘内部结构，光盘上的轨道和记录上的条纹相似，其差异在于光盘表面上的轨道是一个同心圆，各轨道之间没有连接，记录从外侧向中心播放唱片时，唱片针从唱片的外侧向中心连续移动。 另一方面，向光盘读写数据时，磁头保持静止，只在需要从一条轨道移