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硬盤上的數據怎麼存放

科技更新时间:2024-12-02 16:27:20

現在使用的硬盤主要有機械硬盤和固态硬盤，二者原理并不相同，下面簡單介紹一下。

機械硬盤主要結構如下圖所示：

硬盤上的數據怎麼存放（硬盤是怎麼存儲數據的）1

機械硬盤主要結構 | 圖源自參考資料2

機械硬盤的磁盤主體是一塊金屬薄片（也有用其他材料的），上面塗覆一層磁性材料，可以理解為一層小磁針。硬盤工作時，磁盤在馬達的驅動下高速旋轉，轉速高達數千轉每分鐘，磁頭則在磁頭驅動系統的的控制下，在高速旋轉的磁盤表面飛行。當需要寫入或擦除數據時，磁頭線圈上通電，在其周圍産生磁場，磁化磁盤表面的磁性材料，不同方向的電流産生的磁場方向不同，磁盤表面的磁性材料被磁化的極性也不同，不同極性便代表0與1；讀取時，磁頭線圈切割磁盤表面的磁性材料的磁場，産生電信号，不同極性的磁性材料産生的感應電流方向不同，因此可以讀出0與1。

斷電并不會影響磁盤表面的磁性材料的極性，因此斷電後數據仍然不會消失，但劇烈的碰撞或加熱則有可能導緻數據丢失。

固态硬盤的存儲原理如下圖所示：

硬盤上的數據怎麼存放（硬盤是怎麼存儲數據的）2

固态硬盤存儲原理 | 圖源自參考資料3

圖中浮置栅極上下兩層均為絕緣體，可以儲存電荷，浮置栅極中有電荷即為0，無電荷為1。當需要擦除時，便在P極加電壓，浮置栅極中的電子便會發生隧穿，脫離浮置栅極，即由0轉1；當需要編程時，便在控制栅極加電壓，電子便會被吸入浮置栅極，即由1轉0。讀取時，則可以在控制栅極加一較低的電壓，如果N極導通，則浮置栅極中電子數目較少，識别為1；反之，識别為0。

固态硬盤的壽命要低于機械硬盤，原因就在于擦寫數據時，可能會有電子被困在絕緣層中，困住的電子可以抵消控制栅極的電壓，最終導緻控制栅極無法吸引足夠的電子進入浮置栅極。

固态硬盤斷電後電子仍留在浮置栅極，因此斷電後也不影響數據存儲。

回答：霜白

編輯：yrLewis

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