【正文】 硬盤維修知識(shí)大全第一章硬盤的物理結(jié)構(gòu)和原理一、引言自1956年IBM推出第一臺(tái)硬盤驅(qū)動(dòng)器IBMRAMAC350至今已有四十多年了其間雖沒有CPU那種令人眼花繚亂的高速發(fā)展與技術(shù)飛躍但我們也確實(shí)看到在這幾十年里硬盤驅(qū)動(dòng)器從控制技術(shù)、接口標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等方面都進(jìn)行了一系列改進(jìn)。正是這一系列技術(shù)上的研究與突破使我們今天終于用上了容量更大、體積更小、速度更快、性能更可靠、價(jià)格更便宜的硬盤。如今雖然號(hào)稱新一代驅(qū)動(dòng)器的JAZ、DVDROM、DVDRAM、CDRW、MO、PD等紛紛登陸大容量驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)但硬盤以其容量大、體積小、速度快、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)依然當(dāng)之無愧地成為桌面電腦最主要的外部存儲(chǔ)器也是我們b5E2RGbCAP每一臺(tái)PC必不可少的配置之一。二、硬盤磁頭技術(shù)磁頭磁頭是硬盤中最昂貴的部件也是硬盤技術(shù)中最匾妥罟鍵的一環(huán)。傳統(tǒng)的磁頭是讀寫合一的電磁感應(yīng)式磁頭但是硬盤的讀、寫卻是兩種截然不同的操作為此這種二合一磁頭在設(shè)計(jì)時(shí)必須要同時(shí)兼顧到?寫兩種特性從而造成了硬盤設(shè)計(jì)上的局限。而MR磁頭Magnetoresistiveheads即磁阻磁頭采用的是分離式的磁頭結(jié)構(gòu)寫入磁頭仍采用傳統(tǒng)的磁感應(yīng)磁頭MR磁頭不能進(jìn)行寫操作讀取磁頭則采用新型的MR磁頭即所謂的感應(yīng)寫、磁阻讀。這樣在設(shè)計(jì)時(shí)就可以針對(duì)兩者的不同特性分別進(jìn)行優(yōu)化以得到最好的讀/寫性能。另外MR磁頭是通過阻值變化而不是電流變化去感應(yīng)信號(hào)幅度因而對(duì)信號(hào)變化相當(dāng)敏感讀取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也相應(yīng)提高。而且由于讀取的信號(hào)幅度與磁道寬度無關(guān)故磁道可以做得很窄從而提高了盤片密度達(dá)到200MB/英寸2而使用傳統(tǒng)的磁頭只能達(dá)到20MB/英寸2這也是MR磁頭被廣泛應(yīng)用的最主要原因。目前MR磁頭已得到廣泛應(yīng)用而采用多層結(jié)構(gòu)和磁阻效應(yīng)更好的材料制作的GMR磁頭GiantMagnetoresistiveheads也逐漸普及。磁道當(dāng)磁盤旋轉(zhuǎn)時(shí)磁頭若保持在一個(gè)位置上則每個(gè)磁頭都會(huì)在磁盤表面劃出一個(gè)圓形軌跡這些圓形軌跡就叫做磁道。這些磁道用肉眼是根本看不到的因?yàn)樗鼈儍H是盤面上以特殊方式磁化了的一些磁化區(qū)磁盤上的信息便是沿著這樣的軌道存放的。相鄰磁道之間并不是緊挨著的這是因?yàn)榇呕瘑卧喔籼鼤r(shí)磁性會(huì)相互產(chǎn)生影響?yīng)⊥瑫r(shí)也為磁頭的讀寫帶來困難。一面有80個(gè)磁道而硬盤上的磁道密度則遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于此值通常一面有成千上萬個(gè)磁道。扇區(qū)磁盤上的每個(gè)磁道被等分為若干個(gè)弧段這些弧段便是磁盤的扇區(qū)每個(gè)扇區(qū)可以存放512個(gè)字節(jié)的信息磁盤驅(qū)動(dòng)器在向磁盤讀取和寫入數(shù)據(jù)時(shí)要以扇區(qū)為單位。每個(gè)磁道分為18個(gè)扇區(qū)。柱面硬盤通常由重疊的一組盤片構(gòu)成每個(gè)盤面都被劃分為數(shù)目相等的磁道并從外緣的“0”開始編號(hào)具有相同編號(hào)的磁道形成一個(gè)圓柱稱之為磁盤的柱面。磁盤的柱面數(shù)與一個(gè)盤面上的磁道數(shù)是相等的。由于每個(gè)盤面都有自己的磁頭因此盤面數(shù)等于總的磁頭數(shù)。所謂硬盤的CHS,即Cylinder柱面、Head磁頭、Sector扇區(qū)只要知道了硬盤的CHS的數(shù)目即可確定硬盤的容量硬盤的容量=柱面數(shù)磁頭數(shù)扇區(qū)數(shù)512B。三、硬盤接口技術(shù)硬盤接口是連接硬盤驅(qū)動(dòng)器和計(jì)算機(jī)的專用部件它對(duì)計(jì)算機(jī)的性能以及在擴(kuò)充系統(tǒng)時(shí)計(jì)算機(jī)連接其他設(shè)備的能力都有很大影響。硬盤驅(qū)動(dòng)器接口的類型主要有ST506/412接口與ESDI接口ST506/412是PC/XT、AT時(shí)代的標(biāo)準(zhǔn)接口標(biāo)準(zhǔn)。ST506/412最多可安裝4個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器允許最大硬盤空間為150MB。而ESDIEnhancedSmallDeviceInterface增強(qiáng)型小型設(shè)備接口是ST506/412接口的改進(jìn)版但與ST506/412接口互不兼容。ESDI支持的硬盤容量上增加到300MB最大數(shù)據(jù)傳輸率為2MB/sec。目前這兩種接口均已遭淘汰。SCSI接口1/10SCSISmallComputerSystemInterface即“小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口”是一種系統(tǒng)級(jí)的接口支持硬盤的容量突破了528MB的限制可以同時(shí)掛接7個(gè)不同的設(shè)備。目前SCSI接口有二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)SCSI2和SCSI3。SCSI2又稱為FastSCSI在8bit總線下能達(dá)到10M/s的數(shù)據(jù)傳輸率。而SCSI3包括UltraSCSI8bit、UltrawideSCSI含16bit和32bit和Ultra2SCSI。其中p1EanqFDPwUltra2SCSI在8bit數(shù)據(jù)寬度下提供40M/s的數(shù)據(jù)傳輸率在16位總線下最高能達(dá)到80M/s。SCSI接口的硬盤被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、工作站和小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上但由于SCSI接口硬盤的價(jià)格要比IDE接口硬盤高而且使用時(shí)還必須另外購買SCSI接口卡因而在家用電腦上仍以IDE接口的硬盤為主流。IDE接口IDEIntegratedDriveElectronics接口是Compaq公司為解決老式的ST506/412接口速度慢、成本高而開發(fā)出硬盤接口標(biāo)準(zhǔn)亦即ATAATAttachment接口標(biāo)準(zhǔn)。由于IDE接口的硬盤具有價(jià)格低廉、穩(wěn)定性好、標(biāo)準(zhǔn)化程度高等優(yōu)點(diǎn)因此得到廣泛的應(yīng)用。ATA接口標(biāo)準(zhǔn)亦已由ATA、ATAATA3發(fā)展到今天的UltraATA。UltraATA也稱為UltraDMA/33是由Intel和Quantum公司共同提出的硬盤接口標(biāo)準(zhǔn)與FastATA相比UltraATA有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)采用CRC循環(huán)冗余檢驗(yàn)通過兩個(gè)寄存器的重復(fù)測(cè)試來提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃元∮捎脖P直接產(chǎn)生選通信號(hào)并且同時(shí)將數(shù)據(jù)傳送到總線上從而減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t時(shí)間。要發(fā)揮UltraATA的威力除了要有一塊UltraATA接口的硬盤外還需要有操作系統(tǒng)和芯片組的支持。目前支持UltraATA的芯片組包括Intel的430TX、440LXSiS5597/5581VIA的VPVP3ALi的AladdinIV+AMD640DXDiTa9E3d以及所有100Mhz的芯片組。雖然UltraATA向下兼容于FastATA兩者都是使用40pin的接口但如果芯片組或操作系統(tǒng)不支持即使是UltraATA硬。IEEE1394接口IEEE1394并不是硬盤專用接口但它卻可以方便地連接包括硬盤在內(nèi)的63個(gè)不同設(shè)備并支持即插即用和熱插撥。在數(shù)據(jù)傳輸率方面IEEE1394可以提供100MB/s、400MB/s、是現(xiàn)時(shí)所有硬盤望塵莫及的。雖然目前市面上仍未能見到IEEE1394接口的硬盤但由于IEEE1394接口的先進(jìn)性它必然會(huì)取代SCSI和IDE而成為明日的硬盤接口。目前Windows98已支持IEEE1394。BootSector也就是硬盤的第一個(gè)扇區(qū),它由MBR(MasterBootRecord,DPT(Disk