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发明了计算机硬盘

发布时间:2021-08-11 01:29:04

❶ 关于计算机硬盘!

磁头不是一个的!是一组!!!

1956年IBM的一个工程小组向世界展示第一台磁盘存贮系统Ramac,1968年Winchester技术被提出,硬盘走过了50年的历程,虽然硬盘技术上有很多的进步,衍生出了SCSI、IDE、SATA等多种不同的形式,那只是为了适应新的应用需要开发的不同接口而已,硬盘的结构依然没有超越Wenchester技术的定义:密封、固定并高速旋转的镀磁盘片,磁头延盘片向径移动,磁头悬浮在高速旋转的盘片上方而不与盘片接触。
硬盘基本上由控制电路板和盘体两大部分组成:
控制电路板由接口、DSP处理器、ROM、缓存、磁头驱动电路和盘片电机驱动电路等组成;接口有电源接口和数据接口及硬盘内部的盘片电机接口、磁头接口,电源接口提供硬盘工作所需要的电流,数据接口提供与计算机交换数据的通道,盘片电机接口提供盘片电机转动所需的电流,磁头接口用于提供电路板到磁头和音圈电机的信号连接;DSP处理器用于控制信号和数据的转换、编码等操作;ROM中存储了硬盘初始化操作的部分程序,有的ROM为独立的芯片(可能是EPROM、FLASH等),有的集成到了DSP中;缓存用于暂存盘体和接口交换的数据,以解决接口速度和硬盘内部读写速度的差别,缓存的大小对硬盘的数据传输率有一定的影响,随着硬盘的不断发展,缓存的容量也在不断增大;磁头驱动电路负责驱动磁头准确定位和对磁头信号进行整形放大等;电机驱动电路负责精确控制盘片的转速。
盘体由盘腔、上盖、盘片电机、盘片、磁头、音圈电机和其它的辅助组件组成。为保证硬盘正常工作,盘体内的洁净度很高,为防止灰尘进入,盘体处于相对密封的状态,由于硬盘工作的过程中发热,为了保证盘腔的空气压力与外界平衡,在盘体上有呼吸孔,呼吸孔的内侧安装有一个小的空气过滤器,硬盘的设计不同,呼吸孔的位置和结构也有所差别;同时由于盘体在装配完成后,要写入伺服信息,所以盘体上有伺服信息的写入口,在工厂无尘车间里将专用的写入设备从这个孔伸入盘体内写入伺服信息,写入完成后,会用铝箔将其封闭。
盘腔一般由铝合金铸造后机加工而成,盘体的其它组件都直接或间接安装在盘腔上面,盘腔上还有将硬盘安装到其它设备上的螺丝孔。
上盖一般由铝合金或软磁金属材料加工而成,有的是单层的,有的是由多层材料粘合而成;它的主要作用是与盘腔一起构成一个相对密封的整体,基本上都是用螺钉与盘腔连接,为了保证密封,上盖与盘腔的结合面一般都有密封垫圈。
盘片电机的主要作用就是带动盘片旋转,在控制电路板上的盘片电机驱动芯片的控制下,盘片电机带动盘片以设定的速度转动,盘片电机的转速由原来低于4000转/分,发展到现在的10000转/分,甚至15000转/分;盘片转速的提高直接决定着硬盘的寻道时间;当然,在提高转速的同时,硬盘的发热量、振动、噪声等也会对硬盘的稳定工作产生影响,所以一些新的技术也不断应用到盘片电机上,由最初的滚珠轴承电机发展到现在的液态轴承电机。

硬盘的盘片是硬盘的核心的组件之一,不同的硬盘可能有不同的盘片数量;所有的数据都是存储在盘片上的,盘片是在铝合金或玻璃基底上涂敷很薄的磁性材料、保护材料和润滑材料等多种不同功能的材料层加工而成,其中磁性材料的物理性能和磁层结构直接影响着数据的存储密度和所存储数据的稳定性;为了提高存储密度,防止超顺磁效应的发生,各相关机构进行了大量的研究工作,不断改进磁层的物理性能和磁层结构;磁记录层的记录方式也由以前的纵向磁记录发展到现在的垂直磁记录。在硬盘出厂前,会在盘片上写入伺服信息,将硬盘的盘面划分成一个一个的同心圆,称为磁道,多个盘片的相同位置的磁道形成了一个同心圆柱,这就是硬盘的柱面,在每个磁道上又划分出相同存储容量的扇区作为存储数据的最小单位。要让硬盘正常工作,硬盘必须有相应的初始化和管理程序,其中有部分写在盘片的特定区域,这就是我们常说的固件区,对于不同的硬盘,这个区域的物理位置是不同的,所记录的程序的数量和功能也有差别。由于生产过程中不可能保证整个盘片完全一致,必然有少部分扇区无法稳定读写数据,这就是我们所说的坏道,在每个硬盘出厂前都要进行老化试验,将坏道的位置写入硬盘固件区的工厂坏道表(p-List)中;同时在硬盘使用过程中,有少量的扇区由于种种原因可能也无法正确读写数据,这些坏道的位置也可以写入到硬盘固件区的增长坏道表(G-List)中。
磁头也是硬盘的核心组件,磁头的性能对硬盘的数据存储密度和内部传输率有很大的影响,磁头最早应用的是铁磁物质,1979年发明了薄膜磁头,使硬盘进一步减小体积、增大容量、提高读写速度成为了可能,80年代末期IBM研发了MR磁阻磁头,后来又研发了GMR巨磁阻磁头,现在的硬盘都是采用GMR磁头,是利用特殊材料的电阻值随磁场变化的原理来读取盘片上的数据;磁头在工作的过程中并不与盘片接触,而是在盘片高速旋转带动的空气动力的作用下以很低的高度在盘片上面飞行,为了提高磁头的灵敏度,磁头的飞行高度在不断降低;磁头一般跟金属磁头臂、音圈电机线圈和预放电路等组成一个组件,磁头在音圈电机的带动下根据读写数据的需要做往复运动来定位数据所在的磁道。

由于磁头需要靠盘片旋转带动的空气动力来飞行,那么在硬盘不工作或盘片电机的转速还没有达到预定值时,磁头无法飞行,而磁头的读写面和盘片都很光滑,如果他们直接接触必然导致粘连而妨碍盘片起转或导致磁头和盘片损伤,为此磁头在不工作时需要停泊在数据区以外的区域;硬盘有两种方式来满足这个要求:第一种方式是在盘片内侧开辟一个环形的磁头停泊区,磁头不工作时停泊在这个地方,为了防止粘连,停泊区被有意加工成带有一定粗糙度的区域,以便磁头停泊在这里时磁头和盘片之间有一定的空气,但这样必然导致硬盘启停时磁头和盘片要发生较严重的摩擦而损伤磁头,所以硬盘还有一个启停次数的指标;第二种方式是在盘片的外面安装一个磁头停泊架,当磁头不工作时停泊在停泊架上,这样正常情况下磁头永远也不会和盘片表面接触,也就不存在启停次数的问题。

为了防止硬盘不工作时发生意外,不同的硬盘还设计了不同的磁头锁定机构,当硬盘不工作或盘片没有达到预定转速时,磁头锁定机构将磁头锁定在停泊位置,有些网友反映晃动硬盘时硬盘里有响声,就是由磁头锁定机构发出的;为了防止磁头工作时出现意外而导致磁头撞击盘片电机的主轴或移动到盘片或停泊架以外,还设计有磁头限位装置。
音圈电机由一到两个高磁场强度的磁体及外围的磁钢组成封闭磁场和音圈电机线圈组成,在磁头驱动电路的控制下,依读写数据的要求带动磁头在盘片上方作往复运动使磁头定位在需要的数据磁道上。
硬盘通电以后,DSP首先运行ROM中的程序,部分硬盘会检查各部件的完整性,然后盘片电机起转,当转速达到预定转速时,磁头开始动作定位到盘片的固件区,读取硬盘的固件程序和坏道表,固件区在硬盘上的物理位置并不是一定的,完全由硬盘的设计决定;同时,并不是所有的固件都一定要写在盘片上,在硬盘的所有固件中,只有硬盘的密码是一定写在其固件区的;部分硬盘会先将ROM中记忆的系列号与盘片上的进行比较,如果不一致,硬盘会终止初始化工作,如果固件的关键扇区或文件损坏,硬盘可能出现敲盘、不能被BIOS识别或识别错误等故障;当所有必须的固件正常读出后,磁头会定位到硬盘的0柱面、0磁头、1扇区,也就是我们常说的0道,一般来说,硬盘的0磁头位于靠近盘片电机也就是硬盘的底部,而0道靠近盘片的边缘,然后我们才能对硬盘进行操作。

❷ 硬盘是哪个国家发明的

1956-1966
世界上的第一款硬盘是由IBM于1956年设计并制造的。这款名为IBM 350 RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control)的硬盘产品体积十分庞大,但容量仅为5MB,总共使用了50张24英寸的碟片。这在现在是无法想象的,但在当时,已经算是相当先进的产品了,其容量相对同时期的电脑应用模式来说已经可以算得上是“海量”了。

在那个年代,尚未诞生PC的概念,也就是说以“个人”名义,是无法拥有一台电脑的。那时的电脑大多数应用于军事领域或是大型企业。当时IBM 350 RAMAC主要面向的用户是航空公司、医疗企业、银行以及宇航等领域。

在硬盘诞生的最初十年,电脑的应用领域并不广泛,硬盘的应用领域也相应地受到限制,因而导致硬盘的发展相对缓慢。这种情况直至20世纪60年代末开始有所改善。究其原因并非是因为应用拉动了对存储空间的需求,而是IBM 350 RAMAC的体积太大,并且其物理结构导致其寿命相对较短。

1967-1976
1968年,硬盘发展史中的第一个历史性突破由IBM公司完成—IBM研发成功了“温盘”技术,即Winchester技术。Winchester技术主要针对硬盘的物理结构提出了更多的改进。简单概括为:密封、固定并高速旋转的镀磁盘片,磁头沿盘片径向移动,磁头悬浮在高速转动的盘片上方,而不与盘片直接接触。

❸ 电脑的硬件是谁发明的

首先你这个问题问的没有逻辑,电脑本身就是由硬件组成的,包括主机和外设==,每一样都是硬件.

❹ 计算机的硬件是谁提出的

什么是摩尔定律?
摩尔在1965年文章中指出,芯片中的晶体管和电阻器的数量每年会翻番,原因是工程师可以不断缩小晶体管的体积。这就意味着,半导体的性能与容量将以指数级增长,并且这种增长趋势将继续延续下去。1975年,摩尔又修正了摩尔定律,他认为,每隔24个月,晶体管的数量将翻番。

这篇文章发表的时候,芯片上的元件大约只有60种,而现在,英特尔最新的Itanium芯片上有17亿个硅晶体管。

尽管这一定律后来成为里程碑似的东西,但这篇文章当时并没有放在首要位置,文章所在的页码是114页。

摩尔最近说:"当时,你不会想把这种东西放入你的档案中的,我当时没有想到它会如此的精确。"

为什么是硅?

这是一个材料科学上奇迹。硅是是一种很好的半导体(它能够导电,但同时也可以控制的方式进行的),尽管收缩,硅的晶体结构仍然能保持完整。

摩尔定律现在失效了吗?

没有,尽管很多分析师与企业的官员已经放言摩尔定律将过时,但它可能仍然发挥作用。

一些人,比如惠普实验室的 Stan Williams与Phil Kuekes认为,到2010年,晶体管的收缩将成为一个问题。因此,厂商需要找到新的替代材料,比如惠普的"交叉开关"(crossbar switches)。

另外一些人,比如英特尔的科技战略部主任 Paolo Gargini则宣称,到2015年,制造商们才开始转向混合芯片(hybrid chips),比如结合了传统晶体管元素与新出现材料,比如纳米线的芯片。到 2020年,新型芯片才会完全投入使用。

从理论的角度讲,硅晶体管还能够继续缩小,直到4纳米级别生产工艺出现为止,时间可能在2023年左右。到那个时候,由于控制电流的晶体管门(transistor gate) 以及氧化栅极(gate oxide)距离将非常贴近,因此,将发生电子漂移现象(electrons drift)。如果发生这种情况,晶体管会失去可靠性,原因是晶体管会由此无法控制电子的进出,从而无法制造出1和0出来。

(注:纳米是衡量芯片的体积单位。一纳米是一米的十亿分之一。目前的芯片一般使用90纳米工艺制造。)

如果失效会怎样?

很难讲。如果替代晶体管的材料永远找不到,摩尔定律便会失效。如果替代材料出现了,那么类似摩尔定律的规律将仍然出现。

最好的替代材料是什么?

天知道?碳纳米管,硅纳米线晶体管,分子开关(molecular crossbars),相态变化材料( phase change materials),自旋电子(spintronics)目前都处于试验阶段。

尽管硅有局限性,但制造商与设计师们仍然喜欢这种材料。硅将继续出现在某些设备当中。

摩尔表示:"我认为,硅技术仍然是制造复杂微结构及材料的基本方法。"

谁提出了摩尔定律?

加州理工学院的教授Carver Mead也参与了摩尔定律的提出。摩尔表示,20年来,他对人们称他为摩尔定律创始人的做法受之有愧。英特尔的前官员David House曾经推断说,晶体管的数量每18个月翻番。实际上,芯片的性能每隔18个月翻番一次。摩尔强调说,他从;从来没有说过18个月。

摩尔定律不适合于硬盘驱动器的容量或者其它设备之上。摩尔开玩笑的说:"摩尔定律已经被应用于任何呈现指数级增长的东西上面,我很高兴因此而获得好评。"

翻番有何用途?

晶体管数量翻倍带来的好处可以总结为:更快,更小,更便宜。根据摩尔定律,芯片设计师的主要任务便是缩小晶体管的大小,然后让芯片能够容纳越多的晶体管。晶体管的增加可以让设计师为芯片添加更多的功能,比如3D显卡,从而节约成本。

晶体管的增加也能够让设计师将精力放在依靠芯片的总体性能上。由于新旧芯片的体积一一样,因此新款芯片的成本与旧款芯片一样。

另外,小的晶体管意味着电子不需要传得过远,从而提升了芯片的性能。

摩尔定律如何影响实际产品?

摩尔定律让生产找到了提升其产品性能的途径。18年前,"华尔街"这部电影里面的麦克尔道格拉斯拿的手机象一块砖,而现在,晶体管数量的增加让多功能手机得以出现,电视,7百万象素照相机,MP3 音乐播放器都能够融于小小的一只手机当中。

功能更加强大,价格更加便宜的芯片让软件开发商们得以开发出既时通讯,3D游戏以及网页浏览器这样的东西。

技术难点在哪里?

将电流弄进晶体管相当困难,晶体管会发热,这是一个问题。一些晶体管结构,譬如氧化栅极,仅有几个原子那么薄,因此很容易漏电。

硅的出路在何方?

趋势是将硅应用到新地方。未来几年,各种才起步的公司希望在墙壁上,家具中甚至野生动物身上嵌入传感器。微流体芯片(Microfluidics Chip)可以让医生用笔记本电脑获知许多病人的身体状况。

经济方面的影响有哪些?

仅有几个行业会受此影响。汽车制造商们已经表示将会改造汽车内部的茶托(cup holders )以及汽车的外形,因为汽车的引擎不会朝令夕改。

摩尔定律对于经济健康吗?

是也不是。专门衡量摩尔定律的一个规则叫做Rock定律。Rock定律说,芯片工厂的组装成本每四年会翻番。现在,新的组装工厂会耗资数十亿美元。出于成本原因,绝大多数的芯片公司现在并不拥有组装工厂。

华尔街的分析师,未来学家,甚至芯片企业的官员一直在表示,高昂的成本将终结或者减弱摩尔定律的使用。

摩尔还做了哪些别的预测?

摩尔还是预测过家用电脑以及电子表。 上个世纪70年代初,在电子学杂志的,摩尔还预测了"奥弗辛斯基效应应用电子标准内存"(Ovonics Unified Memory)。

并不是摩尔说的每样东西都变为了现实。他曾经预测说,现在的晶圆(wafers)直径会达到56英寸,现在的晶圆直径已经突破了12英寸。

❺ 请问是谁发明的硬盘储蓄和芯片储蓄

美国IBM(国际商用机器)公司的一个工作小组,于1956年9月,研制成功世界上第一块硬盘驱动器:RAMAC。总容量5MB,当时售价35000美元,重量约为1吨。 这块硬盘(应该叫这台硬盘)是现在所有硬盘驱动器的鼻祖。 30年前,在美国加州mountain view一个租来的小楼里,诺依斯和摩尔开创了英特尔的事业。

摩尔不仅以著名的摩尔定律而闻名,更有意思的是,他曾讲过一个关于微处理器的寓言:我们需要为芯片找寻一种基质,因此我们考察了地球的基质。它主要是沙粒,所以我们使用了沙粒。我们需要为芯片上的线路和开关找寻一种金属导体。我们考察了地球上的所有金属,发现铝是最丰富的,所以我们使用了铝。

1971年intel公司首先推出了世界上第一个4位微处理器芯片(intel 4004),集成了2300个晶体管,同年宣告了第一台使用4004芯片的微型计算机(mcs—4系统)的诞生。以后很快就有大量8位微处理器推向市场。在这一时期,微机的操作系统、高级语言、工具软件和应用软件日趋完善。

1981年ibm公司推出的ibm pc是微机发展的一个里程碑。ibm公司采用了intel公司的8086微处理器和microsoft(微软)公司的ms—dos操作系统,并公布了ibm pc的总线设计,这些举措促进了兼容机的发展和微机的规模生产,形成了事实上的标准。以后intel公司又陆续推出了80286、80386微处理器芯片来取代8086。与此同时,amd公司和cyrix公司等也生产intel 80x86系列的兼容产品而成为intel公司的主要竞争对手。兼容微处理器产品以更佳的性能价格比而赢得了一定的市场份额。

intel公司的32位微处理器产品始于80486,并于1993年推出pentium微处理器,接着pentium mmx(多媒体的pentium处理器)、pentium pro、pentium ii和pentium iii相继问世。pentium iii的主频可达到450mhz以上,增强了浮点运算、并行处理、图形处理和联接因特网的功能。一个缤纷灿烂、欣欣向荣的微处理器市场展现在人们的眼前。

❻ 固态硬盘是谁发明的呢

是IBM啊,IBM退出硬件市场是因为收益下滑,而且其他公司的飞速发展使竞争激烈化,利版润大不如前。要权知道之前IBM的硬件产品一直在全球市场处于领先地位,不过美国公司的经营一向都是只做最赚钱的,所以IBM放弃硬件,向软件和IT业发展。收购SSD厂商是因为SSD这一创新型硬件的出现不仅将改变计算机架构,还将改变IT服务业。

❼ 谁发明了硬盘

第一款硬盘IBM 350 RAMAC

以“磁”作为存储介质的存储方式早在硬盘出现之前就已经出现了,比如软盘。不过受容量以及易保管性等诸多方面的限制,软盘的发展很快就达到了极限。虽然也有诸如Zip盘之类的高密度软盘出现,不过都只是昙花一现,如今已经很难见到了。上世纪问世的一个采用金属涂磁的存储设备,从严格意义上来讲与其说是硬盘,不如是一个“硬桶”。它由一个涂磁的金属筒和几个磁头组成,工作的时候金属筒旋转,磁头静止并读取数据。这种由纸带联想到的设计并不成功,很快即被更先进的设计思路所淘汰。

IBM 350 RAMAC的应用环境

1956-1966
世界上的第一款硬盘是由IBM于1956年设计并制造的。这款名为IBM 350 RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control)的硬盘产品体积十分庞大,但容量仅为5MB,总共使用了50张24英寸的碟片。这在现在是无法想象的,但在当时,已经算是相当先进的产品了,其容量相对同时期的电脑应用模式来说已经可以算得上是“海量”了。

在那个年代,尚未诞生PC的概念,也就是说以“个人”名义,是无法拥有一台电脑的。那时的电脑大多数应用于军事领域或是大型企业。当时IBM 350 RAMAC主要面向的用户是航空公司、医疗企业、银行以及宇航等领域。

在硬盘诞生的最初十年,电脑的应用领域并不广泛,硬盘的应用领域也相应地受到限制,因而导致硬盘的发展相对缓慢。这种情况直至20世纪60年代末开始有所改善。究其原因并非是因为应用拉动了对存储空间的需求,而是IBM 350 RAMAC的体积太大,并且其物理结构导致其寿命相对较短。

1967-1976
1968年,硬盘发展史中的第一个历史性突破由IBM公司完成—IBM研发成功了“温盘”技术,即Winchester技术。Winchester技术主要针对硬盘的物理结构提出了更多的改进。简单概括为:密封、固定并高速旋转的镀磁盘片,磁头沿盘片径向移动,磁头悬浮在高速转动的盘片上方,而不与盘片直接接触。

❽ 计算机是什么时候发明的

1946年2月14日,由美国军方定制的世界上第一台电子计算机“电子数字积分计算机”(ENIAC Electronic Numerical And Calculator)在美国宾夕法尼亚大学问世了。ENIAC(中文名:埃尼阿克)是美国奥伯丁武器试验场为了满足计算弹道需要而研制成的。

这台计算器使用了17840支电子管,大小为80英尺×8英尺,重达28t(吨),功耗为170kW,其运算速度为每秒5000次的加法运算,造价约为487000美元。ENIAC的问世具有划时代的意义,表明电子计算机时代的到来。在以后60多年里,计算机技术以惊人的速度发展,没有任何一门技术的性能价格比能在30年内增长6个数量级。

拓展资料:

计算机的应用在中国越来越普遍,改革开放以后,中国计算机用户的数量不断攀升,应用水平不断提高,特别是互联网、通信、多媒体等领域的应用取得了不错的成绩。1996年至2009 年,计算机用户数量从原来的630万增长至6710 万台,联网计算机台数由原来的2.9万台上升至5940万台。互联网用户已经达到3.16 亿,无线互联网有6.7 亿移动用户,其中手机上网用户达1.17 亿,为全球第一位。

参考文献:网络-计算机

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