硬盘由盘体与电路部分组成。硬盘的电路板一般是六层板，电路板上分布着接口芯片、缓存、数字信号处理器、前置信号处理器、电机驱动芯片、BIOS及电子元器件等。盘体里面是一个无尘空间，下面是铝制的基座，基座上安装着主轴电机、盘片、磁头电机、磁头芯片、磁头、定位夹具等，磁头、磁头芯片、音圈电机一般安装在一起构成磁头组件，如下图所示。由于盘体要在超净空间中打开，而超净空间的造价及维护成本很高，导致硬盘的可修性很差。而电路板的维修所受限制则要小一些，所需工具一般只要热风焊台、电烙铁、万用表、示波器（可选）等。
1．硬件的组成
上图所示是目前常见硬盘物理结构图，硬盘的有效数据都保存在盘片上。磁头用于读取或写入硬盘数据，磁头上面有一个芯片，用于磁头逻辑分配或放大磁电信号。前置信号处理器用于加工处理磁头芯片传过来的信号，数字信号处理器对前置信号处理器的数据进一步加工。磁头驱动电机是音圈电机，微处理器是整个硬盘电路的控制中枢，大多数硬盘的微处理器、接口、数字信号处理器往往集成到一个芯片内。
在实际动手之前，还是先了解一些硬盘结构理论知识。总的来说，硬盘主要包括：盘片、磁头、盘片主轴、控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存、BIOS等几个部分。所有的盘片都固定在一个旋转轴上，这个轴即盘片主轴。而所有盘片之间是绝对平行的，在每个盘片的存储面上都有一个磁头，磁头与盘片之间的距离比头发丝的直径还小。所有的磁头连在一个磁头控制器上，由磁头控制器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向动作，而盘片以每分钟数千转的速度在高速旋转，这样磁头就能对盘片上的指定位置进行数据的读写操作。硬盘是精密设备，尘埃是其大敌，所以必须完全密封。
在维修之前，我们除了要对硬盘的厂家型号、参数、电路板认识以外，还要对硬盘的内部结构有一个比较清楚的了解。我们经常听说磁头、盘片、接口等，但它们都长什么样呢？还有所谓的玻璃盘片、主轴电机等又是什么呢？我们以西部数据(WesternDigital)公司型号为WD200BB的硬盘为例介绍一下硬盘的基本结构。下图所示是容量为20GB的7200RPM高速硬盘，产品序列号为WMA9L1203351，产地为马来西亚，出厂日期是2001年8月15日的西部数据硬盘。
2．硬盘的外部结构
WD200BB硬盘是3.5英寸的普通IDE硬盘，它是属于比较常见的产品。此外，硬盘还有许多种类，例如老式的普通IDE硬盘是5.25英寸，高度有半高型和全高型。除此，还有体积小巧玲珑的笔记本电脑，块头巨大的高端SCSI硬盘及非常特殊的微型硬盘。
在硬盘的正面都贴有硬盘的标签，标签上一般都标注着与硬盘相关的信息，例如：产品型号、产地、出厂日期、产品序列号等，上图所示的就是WD200BB的产品标签。在硬盘的一端有电源接口插座、主从设置跳线器和数据线接口插座，而硬盘的背面则是控制电路板。从下图中可以清楚地看出各部件的位置。
总的来说，硬盘外部结构可以分成如下几个部分：
(1)接口：接口包括电源接口插座和数据接口插座两部分，其中电源插座与主机电源相连接，为硬盘正常工作提供电源。数据接口插座则是硬盘数据与主板控制芯片之间进行数据传输交换的通道，使用时是用一根数据电缆将其与主板IDE接口或与其他控制适配器的接口相连接，经常听说的40针、80芯的接口电缆也就是指数据电缆，数据接口可以分成IDE接口、SCSI接口、USB接口、1394接口和SATA接口等。
(2)控制电路板：大多数的控制电路板都采用贴片式焊接，它包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路等。在电路板上还有一块ROM芯片，里面固化的程序可以进行硬盘的初始化，执行加电和启动主轴电机，加电初始寻道、定位以及故障检测等。在电路板上还安装有容量不等的高速数据缓存芯片，在此块硬盘内还有2MB的高速缓存，其他硬盘最大的还有4MB、8MB、16MB、64MB等。
(3)固定面板：其实就是硬盘正面的面板，它与底板结合成一个密封的整体，保证了硬盘盘片和机构的稳定运行。除此，还有一个透气孔，它的作用就是使硬盘内部气压与大气气压保持一致。
3．内部结构
揭开硬盘的面板，如上图所示，硬盘内部结构如下图所示，由固定面板、控制电路板、磁头、盘片、主轴、电机、接口及其他附件组成，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。
(1)磁头组件：这个组件是硬盘中最精密的部位之一，它由读写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成，如上图所示。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0.1μm～0.3μm，这样可以获得很好的数据传输率。现在转速为7200rpm的硬盘飞高（在转动时磁头与盘面的间隙）一般都低于0.3μm，以利于读取较大的高信噪比信号，提供数据传输率的可靠性。
硬盘是利用特定的磁粒子极性来记录数据。磁头在读取数据时，将磁粒子的不同极性转换成不同的电脉冲信号，再利用数据转换器将这些原始信号变成电脑可以识别的数据，写的操作正好与此相反。从下图中我们也可以看出，西部数据WD200BB硬盘采用单碟双磁头设计，但该磁头组件却能支持4个磁头，注意其中有两个磁头传动手臂没有安装磁头。
(2)磁头驱动机构：硬盘的寻道是靠移动磁头，而移动磁头则需要机构驱动才能实现。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在系统指令指定的磁道。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，磁铁的吸引力足以吸住并吊起拆硬盘使用的螺丝刀。防震动装置在老硬盘中没有，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用，以避免磁头将盘片刮伤等情况的发生。这也是为什么旧硬盘的防震能力比现在新秀硬盘差得多的缘故。
(3)磁盘片：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，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。另外，IBM还有一种被称为“玻璃盘片”的材料作为盘片基质，玻璃盘片比普通盘片在运行时具有更好的稳定性。从下图中可以发现，硬盘盘片是完全平整的，简直可以当镜子使用。
(4)主轴组件：主轴组件包括主轴部件，如轴承和驱动电机等。随着硬盘容量的扩大和速度的提高，主轴电机的速度也在不断提升，有厂商开始采用精密机械工业的液态轴承电机技术。例如：希捷公司的酷鱼ATA IV就是采用此电机技术，这样有利于降低硬盘工作噪音。
(5)前置控制电路：前置控制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，由于磁头读取的信号微弱，因此将放大电路密封在腔体内可减少外来信号的干扰，提高操作指令的准确性。
(6)控制电路：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，见上图。硬盘控制电路总的来说可以分为如下几个部分：主控制芯片、数据传输芯片、高速数据缓存芯片等，其中主控制芯片负责硬盘数据读写指令等工作。通过观察下图可知，WD200BB的主控制芯片为WD70C23-GP，这是一块我国台湾产的芯片。数据传输芯片则是将硬盘磁头前置控制电路读取出的数据经过校正及变换后，再经数据接口传输到主机系统。至于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，该款西部数据WD200BB的缓存容量为2MB。据最新消息，西部数据公司推出的WD1000BB-SE（特殊版本）结合有8MB的高速缓存。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，大缓存能带来非常大的优势，这也是为什么在高端SCSI硬盘中早就有结合16MB甚至32MB缓存的产品。
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