相信我们很多人在接触和学习使用电脑、U盘等设备之初都有曾被告知过,尽量避免断电关机、强制关机、热插拔U盘等等,其理由就是这样容易造成电脑硬盘或者U盘的损坏和数据丢失。
但是,随着技术的进步,相信大家感触最深的应该是U盘早已经可以无视热插拔了。以前拔除U盘之前,我们都会先点击右下角“系统托盘”中的“安全删除硬件”,然后点击需要“停止”的U盘,等待系统提示“安全地移除硬件”之后再拔出U盘。现在应该没有几个人会这么干了吧?当然前提是,U盘并不是正在写入数据当中。不过,即使在写入数据当中拔出,也不会对于U盘本身造成损坏,最多就是正在写入的那个文件不能用了而已,之前已经在U盘当中的数据是不会丢失的。
那么对于现在的机械硬盘来说,突然断电是否会造成物理损坏呢?我们先来了解下机械硬盘的内部结构和工作原理。
机械硬盘的工作原理机械硬盘的物理结构主要包括前置控制电路、磁头及其驱动器件、磁盘及主轴组件等主要部件构成。
其中,磁盘是数据存储的主要介质。逻辑上,每个磁盘的每一面都会被分为磁道、扇区和柱面这几个部分。磁道是指磁盘旋转时由于磁头始终保持在一个位置上而在磁盘表面划出的圆形轨迹,这些磁道是肉眼看不到的,它们只是磁盘面上的一些磁化区,使信息沿这种轨道存放。扇区是指磁道被等分为的若干弧段,是磁盘驱动器向磁盘读写数据的基本单位,其中每个扇区可以存放512字节的信息。而柱面为一个圆柱形面,不同容量的硬盘当中,盘片的数量是不同的,一个盘片有两个面,这两个面都能存储数据,每一面都会对应一个磁头。而每个盘面都被划分为等量的磁道并由外到里依此编号,具有相同编号的磁道形成的便是柱面,因此磁盘的柱面数与其一盘面的磁道数是相等的。一般来说,存储容量=磁头数×磁道数×每道扇区数×每扇区字节数。
机械硬盘在工作时,磁片会由主轴电机带动呈高速旋转状态,在高速轴承支持下机械磨损很小,这也使得磁盘可以长时间的连续工作。而磁头则是读取磁盘数据和将数据写入磁盘的关键。
硬盘驱动器磁头与磁头臂及伺服定位系统是一个整体。伺服定位系统由磁头臂后的线圈和固定在底板上的电磁控制系统组成。由于定位系统限制,磁头臂只能在盘片的内外磁道之间移动。因此,不管开机还是关机,磁头总在盘片上;所不同的是,关机时磁头停留在盘片的启停区,开机时磁头则“飞行”在磁盘片上方。
当机械硬盘在工作时,盘片会以每分钟上千甚至上万转的速度高转速旋转,此时,磁头从停启区移动到盘片上,然后开始在盘片磁道上读取或者写入信息。当没有数据交换时,磁头会移动至等待区。机械硬盘的工作原理大致如此。
这里需要特别指出的是,磁头在停止工作时,在启停区(无数据的区域)与磁盘是接触的,但是在工作时与磁盘并没有直接接触。当需要从硬盘读写数据时,磁盘开始高速旋转,当旋转速度达到额定的高速时,这时磁头才向盘片存放数据的区域移动,磁头就会因盘片旋转产生的气流而抬起,磁头和盘片间会有一层高速旋转产生的空气膜,并与盘面保持一个微小的距离。这个距离越小,磁头读写数据的灵敏度就越高,因为如果距离过大就不能使盘面达到足够强的磁化,进而难以读出盘上的磁化翻转(磁极转换形式,是磁盘上实际记录数据的方式)。当然,距离越小对于硬盘各部件的要求也就越高。早期设计的磁盘驱动器使磁头保持在盘面上方几微米处飞行,而现在的水平已经可以达到0.005μm~0.01μm。这使得磁头既不会与盘面接触造成磨损,又能可靠的进行数据读写。
通常情况下,造成机械硬盘物理损坏的最常见的原因其实是物理冲击。前面提到,机械硬盘在工作时,盘片时由主轴带动,呈高速旋转,而此时则由磁头在高速旋转的盘片上进行读写数据。如果此时受到了外力或者内部部件机械故障导致的物理影响,则可能会使得磁头撞击磁盘表面造成物理损坏。
不过,机械硬盘经过几十年的发展,目前技术已经非常的成熟,也已经有了一些断电保护机制。首先,一般来说,合格的电源其内部的大电容所储存的电量可以在断电后维持16ms的时间,另外,有些硬盘内部可能也有加装电池或超级电容,这也给硬盘的关闭提供了时间和电量,磁头在永磁体的作用下迅速拉回到安全停靠区,从而避免划伤磁盘。这也是为什么很多硬盘在经受数次断电而没有损坏的原因。
市面上找硬盘批发的话,都是找一些大型的有实力的厂家,比如怀正公司还是不错的,是一家专业的机械硬盘代理销售服务商,量大的话优惠度也更大。
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