移动硬盘物理结构与详解

一：移动硬盘的组成：

移动硬盘主要由外壳、控制部分(控制芯片，接口，电源)，硬盘三部分组成。

1、外壳：

硬盘外壳一般是铝合金或者塑料材质，一些厂商在外壳和硬盘之间填充了一些防震材质。好的硬盘外壳可以起到抗压、抗震、防静电、防摔、防潮、散热等作用。一般来说，金属外壳的抗压和散热性能比较好，而塑料外壳在抗震性方面相对更好一些。

2、芯片：

一般对芯片要求：低功耗，高速度，性能稳定，兼容性好，价格适中

3、接口：

目前移动硬盘常见的数据接口是USB和IEEE1394两种。USB是目前移动硬盘盒的主流接口方式，也是目前几乎所电脑都有的接口。目前都是USB2.0标准，其理论传输速度最高达480Mbps（60MB/s），兼容USB1.1。IEEE1394接口又称Firewire接口（俗称“火线”）。

Mbps(兆位/秒),Million bits per second，指传输速率，也叫带宽，反映一种数据交换能力，转换成每秒多少字节，除以8就好了。

接口部分既有数据传输接口SATA，还有电源接口。

移动硬盘如果供电不足，会导致硬盘查找不到、数据传输出错，甚至影响移动硬盘使用寿命。

一般内置移动硬盘有IDE，SATA接口。硬盘盒一般接口为USB口。

目前市场上常见的移动硬盘盒按外置接口来分有四种类型: 并行接口、USB接口、IEEE1394接口及SATA接口, 它们的内置接口大都为IDE接口, 是配合IDE接口的硬盘使用。
并行接口(即ATA接口)的硬盘盒是最早出现的硬盘盒, 是通过电脑的并行接口与电脑连接, 其特点是转输速度比较快、价格便宜, 缺点是安装使用不方便, 需要独立的开关电源。
USB接口的移动硬盘盒是目前的主流, 其最大优点是使用方便, 支持热插拔和即插即用。

IEEE1394接口又称Frie wire接口(中文俗称“火线”), 数据传输率高, IEEE1394a 接口能提供100Mbps, 200Mbps, 400Mbps等多种传输格式；

SATA是Serial ATA的缩写, 即串行ATA。这是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型, 由于采用串行方式传输数据而得名。 SATA总线使用嵌入式时钟信号, 具备了更强的纠错能力, 与以往相比其最大的区别在于能对传输指令(不仅仅是数据)进行检查, 如果发现错误会自动矫正, 这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。只是目前大部分电脑主板并没有外置SATA接口, 新出的电脑主板大部分只内置了SATA接口。

二：特点

容量大，体积小，速度高，使用方便，可靠性提升

数据存储在盘片上，对盘片的材质需要考验，多采用硅氧盘片。这是一种比铝、磁更为坚固耐用的盘片材质，并且具有更大的存储量和更好的可靠性，提高了数据的完整性。

采用以硅氧为材料的磁盘驱动器，以更加平滑的盘面为特征，有效地降低了盘片可能影响数据可靠性和完整性的不规则盘面的数量，更高的盘面硬度使USB硬盘具有很高的可靠性。另外还具有防震功能，在剧烈震动时盘片自动停转并将磁头复位到安全区。防止盘片损坏。

三：内部结构

磁盘盘片：存储数据的地方，从图中可以看出，盘片已经被灰色的线条分割成很多小的区域，每一个区域就代表一个扇区。

主轴：主轴是由轴承和马达构成的，主要是带动盘片的高速运转，根据马达的不同，可以分为低速盘区和高速盘区。

磁头：它是读取、写入、存储、以及清除数据的，是整个盘的核心部位。

音圈马达：这个其实是一个定位马达，它可以带动磁头沿着Z移动到各个磁道上去。

磁道：指同心圆不同半径的区域。

工作原理：

音圈马达带动磁头在磁道上的高速运转，这个过程是一个动态的过程，在硬盘在工作的时候不要随便的移动或是碰撞，就是这个原理的。

磁盘容量分析：

盘面：从0开始计数，2面就是指 0,1

磁道：从0开始计数，

扇区：从1开始计数

每个盘片是2面，每面有C个磁道，每个磁道有S个扇区，每个扇区N个字节(128,256,512,1024,4096)，不同的硬盘不一样，

扇区总数 = 2面 * C * S

存储容量 = 扇区总数 * N

相对扇区号：

扇区物理号相对扇区号

0面 0道 1扇区 0

0面 0道 2扇区 1

0面 0道 N扇区 N-1

1面 0道 1扇区 N

...

1面 0道 N扇区 2N

...

0面 1道 1扇区

...

1面 C-1道 S扇区 2面 * C * S - 1

就这样依次类推

物理扇区号是用三维坐标表示的，磁面C 磁道H 扇区S 组成

相对扇区号是用相对数值表示的

扇区是磁盘的最小单位

字节是内存的最小单位

位是cpu处理的最小单位

每个硬盘都有主引导记录，详细信息参见维基百科 http://zh.wikipedia.org/wiki/MBR

占据磁盘的第0面，第0磁道，第1扇区，占据512字节。记录磁盘的基本信息。

硬盘结构

柱面：所有磁片中半径相同的同心磁道构成“柱面"，意思是这一系列的磁道垂直叠在一起，就形成一个柱面的形状。简单地理解，柱面数=磁道数 Cylinder 也就是上面提到的磁道

磁头(header)：每张磁片的正反两面各有一个磁头，一个磁头对应一张磁片的一个面。用第几磁头就可以表示数据在哪个磁面。

Header 也就是上面提到的盘面

扇区:也就是上面提到的扇区。Sector

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