浅谈计算机硬盘的维护和保养

摘　要：在当今信息化社会，信息的获取和处理成为决定社会发展和进步一项重要决定因素，因此计算机作为被广泛使用的信息采集和处理的重要设备，已经被广泛应用到社会的方方面面。与此同时，计算机硬盘作为计算机最重要的部件之一，是计算机所有重要外部设备及电脑中所有信息与数据的存储区域，直接决定了数据的可靠性和安全性。那么如何使硬盘工作得更稳定，可靠是决定计算机正常工作必要条件。由此在计算机硬盘的维护和保养在目前信息越来越重要的今天显得极其重要。

关键词：计算机硬盘；信息；维护；保养
　　计算机已经与我们的生活极度密切，并随着我们生活方式变化，科学技术的进步，计算机在信息化社会中扮演着越来越重要的角色。与此同时作为计算机存储和处理信息的载体，是集精密机械、微电子电路、电磁转换为一体的电脑存储设备，它存储着电脑系统资源和重要的信息及数据。这些因素使硬盘在计算机中成为最为重要的一个硬件设备。。
　　然而，随着计算机技术日新月异的更新换代，用户对计算机的维护和保养意识却相对滞后，尤其是对计算机硬盘的维护和保养。导致硬盘维护和保养被忽视的原因主要是：一是 硬盘被封闭在机箱内部，不想显示器和机箱等外部设备便于维护和保养。二是由于大多数用户对硬盘的缺乏了解，而不知该从何入手。基于此，本文将先带大家认识硬盘的结构和工作原理，然后向大家展示正确的硬盘维护和保养方法。
　　
1  计算机硬盘的结构和工作原理
1.1 计算机硬盘结构
　　通常的计算机硬盘可以分为4个主要的部分：盘体， 主轴驱动器，盘片和读写磁头，如图1所示。
 
            图1  Tag-to-Tag mesh networking
　  这个几个主要部分的功能是：
　　(1) 盘体是硬盘的合金金属外壳，保护内部的盘片和电路。
　　(2) 硬盘盘片是将磁粉附着在铝合金（新材料也有用玻璃）圆盘片的表面上.这些磁粉被划分成称为磁道的若干个同心圆，在每个同心圆的磁道上就好像有无数的任意排列的小磁铁，它们分别代表着0和1的状态。当这些小磁铁受到来自磁头的磁力影响时，其排列的方向会随之改变。利用磁头的磁力控制指定的一些小磁铁方向，使每个小磁铁都可以用来储存信息。
　　(3) 主轴驱动器是盘片的驱动装置，通过转动盘片，让磁头读取环形磁道上的数据信息。
　　(4) 硬盘的磁头用来读取或者修改盘片上磁性物质的状态。磁头在停止工作时，与磁盘是接触的，但是在工作时呈飞行状态。既不与盘面接触造成磨损，又能读取数据。
1.2 计算机硬盘工作原理
　　计算机硬盘对于信息的存储可以分为两个基本过程：读和写。
　　硬盘在进行读的时候，读的部分，CPU会先下达写入数据的命令，此时内存会经由总线将数据送往硬盘，通过主板I／0芯片的居中协调后，数据便会循序送入硬盘的缓冲区中，最后再由硬盘控制电路将缓中区内的数据记录送至盘片上(这时在硬盘内的机械部分便会进行一连串的读写操作)。
　　硬盘在进行写的时候，同样也是由CPU先下达读取数据的命令，主板上的 I/O芯片便又开始居中协调，然后硬盘控制芯片便会开始将数据读至缓冲区内，最后才通过主板上的总线将硬盘缓冲区内的数据送至内存，并完成读取硬盘数据的操作。
2  影响计算机硬盘性能的因素
2.1自身的因素对硬盘性能的影响
　　从硬盘本身的结构来看，由于构造和工作特点，存在一些易被损坏的脆弱之处。
　　(1) 硬盘的盘片。硬盘的盘片通常是在高速的旋转中实现数据信息存储的，由于盘片的高速旋转以及对盘片光滑度的高要求，任何细小的灰尘或者杂物粘在盘片上，都会对硬盘造成致命的伤害，因此硬盘的密封性是非常好的。为此我们绝对不要私自拆卸硬盘对其进行维修。
　　(2) 硬盘的读写磁头。如果我们把硬盘的盘片比喻成记录内容的纸张，那么磁头就相当于写字的笔。硬盘磁头是用线圈缠绕在磁芯上制成的，当硬盘盘片高速运转的时候，磁头能够通过电流的变化去感应盘片上记录的内容。和我们用手写字不一样，我们写字的时候笔尖是要接触到纸张的。而磁头在读写的时候虽然和盘片的距离相当近（0.1～0.3μm），但是不能靠在盘片上，这就要求盘片旋转的时候要非常平稳，磁头和盘片的相对距离要保持得当。当硬盘在工作的时候，要尽量不去剧烈晃动它，否则很可能会造成磁头碰撞盘片从而缩短硬盘的性能。
2.2 环境因素对硬盘性能的影响
　　由于本身的硬件特性，环境中的很多因素都会对硬盘造成不良影响。
　　(1) 温度对硬盘性能的影响
　　在大多数情况下，硬盘都安装在电脑机箱内，许多用户都不会去考虑硬盘温度过高，是否会影响硬盘的使用寿命。事实上，硬盘的工作状况和使用寿命与温度有很大的关系，硬盘使用中温度以20度至25度为宜，温度过高或过低都会使晶体振荡器的时钟主频发生改变，还会造成硬盘电路元件失灵，磁介质也会因热胀效应而造成记录错误；温度过低，空气中的水分会被凝结在集成电路元件上，造成短路。如果缺乏有效的散热措施，在没有空调的环境下，夏天硬盘工作时的温度都非常高，当硬盘的温度高于50度，对硬盘的盘体可能仍不会有太大的影响，但对于硬盘上的电子零配件则有不良的影响，最终影响硬盘的性能以及使用寿命。因此要注意机箱内的环境温度，并尽可能将硬盘安装在一个附近有足够的空间同时处在机箱散热气流路径中的位置，让气流尽快地带走硬盘上的热量。
　　(2) 湿度对硬盘性能的影响
　　湿度过高时，电子元件表面可能会吸附一层水膜，氧化、腐蚀电子线路，造成接触不良，甚至短路，还会使磁介质的磁力发生变化，造成数据的读写错误。湿度过低，容易积累大量的因机器转动而产生的静电荷，这些静电会烧坏CMOS电路，吸附灰尘而损坏磁头，划伤磁盘片。所以，机房内的湿度一般以45度至65度为宜。
　　(3) 电源对硬盘性能的影响
　　电脑使用完毕，关机时一定要注意面板上的硬盘指示灯是否还在闪烁，只有当指示灯停止闪烁，硬盘结束读写后方可断电关机，避免硬盘在工作过程中突然断电，导致磁头与盘片猛烈磨擦而损坏硬盘，或使磁头不能正确复位而造成硬盘的翔伤。并为电脑安装带稳压功能的不间断电源，使电脑能够获得稳定的电源供应，以确保数据的安全性和硬盘的稳定性。
2.3 软件系统因素对硬盘性能的影响
　　由于硬盘的读写工作原来的特点，软件系统中的一些不当的操作同样会 对硬盘性能造成伤害。
　　(1) 一些下载软件的频繁读写操作
　　硬盘从开始工作的那一天起，就是不断地开始了其漫长的老化过程。读写数据操作就是其老化过程的量变因素，所以读写操作频率的话，会使硬盘老化过程加化甚至出现一些不可预知的问题，比如长时间使用BT软件，并不是说BT下载程序本身对硬盘有什么恶性伤害，而是指BT下载的速度和下载的内容对硬盘来说是一个较大的负担，例如下载一部电视连续剧，可能要10G以上，下载的种子数并不稳定，这样下载的速度就受到影响，往往需要用户24小时内不断地下载，甚至用几K/秒的速度去下载数十G的数据资料，这样频率地读写硬盘，还要连续不间断地工作的话，硬盘的老化速度及出现问题的机率就肯定是加大了，从而影响硬盘性能。
　　(2) 磁盘碎片对硬盘性能的影响
　　硬盘在使用过程中，除了正常的读写以外，读写操作的频繁程度，磁盘碎片过多，硬盘文件系统存在错误，是导致硬盘增加额外工作负担的原因，都将影响硬盘的寿命。尤其是那些需要同时上传下载产生大量读写操作的应用软件，更是如此。所以要减少硬盘额外的无用功，需要注意从硬盘的分区使用开始，合理地划分磁盘分区，尽可能地避免磁盘碎片的产生，并经常进行磁盘文件系统错误检测和碎片整理工作，是保护硬盘的基本措施。
3  常用的计算机硬盘维护优化措施
　　通过对计算机硬盘结构的认识以及对影响其性能的各种因素进行分析，本文对一些常见的计算机硬盘维护优化技巧总结如下：
　　(1) 正确地开、关主机电源。
　　(2) 千万不要擅自将硬盘拆开。
　　(3) 尽量保持计算机使用环境以及机箱内部的清洁。
　　(4) 注意计算机工作环境的温度、湿度要适中。
　　(5) 注意保持计算机工作电压的稳定，对于电压不稳的地区要为电脑配一个UPS电源。
　　(6) 正确移动硬盘、注意防震。
　　(7) 不要对硬盘进行频繁的格式化操作,格式化操作尤其是低级格式化对硬盘的伤害很大。
　　(8) 定期进行磁盘扫描进行碎片整理。
　　(9) 让硬盘智能休息，过度的工作对硬盘各个部件的损害会加大。
　　(10) 定期进行磁盘扫描进行碎片整理。　　
　　结束语   
　　本论文通过对硬盘结构和工作原理的认识开始逐步探讨对计算机硬盘的影响因素。并且希望通过此文帮助更多的计算机使用者建立起对硬盘的正确认识和维护保养意识。
参考文献：
于景辉，邵喜强. 计算机硬盘维修与数据恢复. 高等教育出版社.