硬盘内部硬件结构和工作原理详解
电脑硬盘的内部结构原理
电脑硬盘的內部结构原理
电脑硬盘的内部结构原理是由多个组件组成的，包括盘片、磁头、磁臂、电机等。
1. 盘片（Platters）：硬盘通常具有多个盘片，它们是圆形的金属或玻璃碟片，涂有磁性物质。
每个盘片都可以存储数据，数据通过将磁性物质置于不同的磁极方向来编码。
2. 磁头（Read/Write Head）：磁头是一种小型设备，负责读取和写入数据。
每个盘片都有一对磁头（读头和写头），位于盘片上方和下方。
3. 磁臂（Actuator Arm）：磁臂是一个可移动的机械臂，支持磁头的轨迹定位。
它通过一个电机控制，可以在盘片的不同位置移动磁头。
4. 电机（Spindle Motor）：电机负责旋转硬盘的盘片。
盘片通常以高速旋转，以便快速读取和写入数据。
电机根据主板发送的信号来控制盘片的旋转速度。
5. 控制电路板（PCB）：控制电路板是连接硬盘中所有组件的主要电路板。
它包含处理器、内存和控制芯片，负责管理数据的读取、写入和处理。
硬盘的工作原理是，当计算机需要读取或写入数据时，控制电路板将通过电缆信号发送给磁头，磁头会在盘片上的特定位置找到需要的数据并执行操作。
数据的读取和写入是通过改变磁片上的磁场来实现的。
总结起来，硬盘的内部结构包括盘片、磁头、磁臂、电机和控制电路板。
这些组件共同工作，实现数据的存储和读取。
硬盘结构与工作原理
硬盘结构与工作原理
硬盘是一种辅助存储设备，用于存储计算机中的数据。
它由多个硬盘盘片组成，每个盘片都有两面，上下盘面被涂覆了磁性材料。
盘片上围绕中心轴线分布着多个同心圆磁道，每个磁道又被划分成若干个扇区。
盘片通过主轴和电机驱动，旋转在硬盘驱动器的盘片马达上。
硬盘的读写过程分为两个阶段：寻道和旋转定位。
首先，磁头（读写头）通过电动机控制的臂移动到指定的磁道上，这个过程称为"寻道"。
一旦磁头到达目标磁道，盘片开始旋转，将需
要读写的扇区旋转到磁头下面。
当磁头置于目标扇区上时，通过产生电磁感应原理，磁头可以将数据从磁盘读取到电脑或写入到磁盘。
硬盘的工作原理是利用磁性材料在磁盘盘片上存储数据。
当要将数据写入硬盘时，计算机将信号转换为电流传送到磁头上，磁头经过一系列工作后，在磁盘盘片上创建或改变磁域的方向，将数据存储下来。
而当需要读取数据时，磁头通过通过感应磁域的变化将其信号转换为电流，并传送到计算机进行处理。
硬盘的读写速度受到多个因素的影响，包括寻道时间、旋转延迟和数据密度等。
寻道时间指的是磁头从一个磁道移动到另一个磁道的时间，旋转延迟则是盘片旋转到需要访问的扇区的时间。
数据密度指的是一个磁道上可以存储的数据量，数据密度越高，每个磁道上存储的数据越多，读写速度也会更快。
总的来说，硬盘的结构与工作原理是通过磁性材料在磁盘盘片
上进行数据存储和读写。
通过磁头的寻道和旋转定位，可以在盘片上定位并读写指定的数据。
电脑硬盘工作原理
电脑硬盘工作原理一、引言随着计算机技术的不断发展，硬盘已经成为计算机中存储数据的主要设备之一。
了解硬盘的工作原理对于我们理解计算机存储机制和维护硬盘的正常运行非常重要。
本文将详细介绍电脑硬盘的工作原理。
二、硬盘的组成电脑硬盘由多个部件组成，包括硬盘盘片、读写磁头、马达、控制器等。
其中，硬盘盘片是最关键的组成部分，它们由磁性材料制成，在硬盘内部以旋转的方式存储数据。
读写磁头则负责在硬盘盘片上读取和写入数据。
马达则用于控制盘片的旋转速度。
控制器则是整个硬盘的核心，负责控制读写磁头的移动以及数据的传输。
三、数据的存储和检索当计算机需要读取硬盘上的数据时，控制器将指令发送给读写磁头，指示其移动到特定的磁道上。
一旦读写磁头到达目标磁道，它就会开始读取盘片上的数据。
读写磁头通过改变自身电流来改变磁场的极性，以此在盘片上读取和写入数据。
读写磁头通过感应磁场的变化来读取数据，并将读取的数据发送给计算机进行处理。
四、磁道和扇区硬盘盘片上的数据存储在多个圆形磁道和扇区中。
每个磁道都代表盘片的一个圆环，而每个扇区则是一个磁道上的一小块区域。
读写磁头通过移动到不同的磁道和扇区来读取和写入需要的数据。
五、寻道和旋转延迟在硬盘的工作过程中，读写磁头需要移动到目标磁道上才能读取或写入数据。
这个移动的过程被称为寻道。
由于硬盘的物理结构限制，寻道是一个相对耗时的操作，会导致一定的延迟。
除了寻道延迟外，硬盘的旋转也会引入延迟。
盘片的旋转速度决定了数据位于盘片上的位置，读写磁头需要等待合适的位置才能读取或写入数据。
六、缓存和缓存策略为了提高硬盘的读写速度，硬盘使用了缓存技术。
硬盘内部有一块内存区域，用于存储即将被读取或写入的数据。
通过使用缓存，硬盘可以提前将数据存储到内部的内存中，以减少读写操作对盘片的访问次数。
此外，硬盘还使用了一些缓存策略，如预读和写入缓存，来进一步提高读写效率。
七、RAID技术与数据安全为了提高数据的安全性和可靠性，硬盘常常会使用RAID（磁盘阵列）技术。
电脑硬盘工作原理
电脑硬盘工作原理硬盘是计算机存储数据的重要组件，它的工作原理是如何实现数据的读取和写入呢？本文将详细介绍电脑硬盘的工作原理，以便更好地理解其内部的运作过程。
一、磁盘结构电脑硬盘通常由多个磁盘片（也称为盘片）组成，每个磁盘片都由两面均有磁性涂层的金属盘构成。
盘片通过主轴垂直地叠放在一起，固定在硬盘驱动器的主轴上。
每个磁盘片都被划分为很多同心圆轨道，每个轨道又被划分为几个扇区。
二、磁头与磁道在硬盘的工作中，读写操作是由磁头完成的。
磁头是位于盘片上方和下方的物理部件，用于读取和写入数据。
每个盘片表面的同心圆轨道上都有一对磁头，分别被称为上磁头和下磁头。
同一半径上的所有磁道组成了一个柱面，柱面是硬盘读写的最小单位。
三、数据的读取与写入过程1. 读取数据过程当计算机需要读取硬盘中的数据时，操作系统发送指令给硬盘控制器，控制器将指令传递给磁头。
磁头定位到指定的磁道上，开始旋转盘片。
当磁头顺时针或逆时针旋转过程中，通过感应被读取的盘面上涂层的磁性变化，将数据转换为电信号。
磁头将这些信号传输到硬盘控制器，再传送给计算机的内存。
2. 写入数据过程硬盘写入数据的过程与读取过程类似，只是数据的传输方向相反。
操作系统发送写入指令给硬盘控制器，控制器将指令传递给磁头。
磁头定位到指定的磁道上，开始旋转盘片。
控制器将要写入的数据转换为磁信号，并将其传输给磁头。
磁头通过改变涂层上的磁性，将数据写入相应的位置。
四、磁道密度与容量磁道密度是指单位长度上的磁道数目，而容量则是指硬盘能够存储的数据量。
随着技术的进步，硬盘的磁道密度和容量也在不断增加。
通过提高磁头的精度和减小磁头间距，可以实现更高的磁道密度，从而提高硬盘的数据存储容量。
五、硬盘的缓存机制为了提高数据的读取和写入速度，硬盘通常配备有一块内部的高速缓存。
缓存是将磁盘上常用的数据加载到内存中，当系统需要读取或写入这些数据时，可以直接从缓存中进行操作，而不必每次都访问磁盘。
这样可以大幅提高数据的响应速度和读写效率。
深入了解计算机硬盘的工作原理
深入了解计算机硬盘的工作原理计算机硬盘是电子设备中重要的存储介质，它的工作原理是如何实现数据的读写和存储的呢？本文将深入探讨计算机硬盘的工作原理，带你进入硬盘的内部世界。
（正文开始）1. 硬盘的组成和结构计算机硬盘主要由机械部分和电子部分组成。
机械部分是指硬盘的外壳、电机、磁头等。
电子部分是指控制硬盘读写操作的电路板、接口等。
硬盘的结构多层叠放，紧凑而坚固。
其中最重要的部分是盘片（platter），它们由铝或玻璃材料制成，表面采用磁性材料进行涂覆。
盘片的数量取决于硬盘的规格和容量。
2. 磁存储原理计算机硬盘采用了磁存储原理，即利用磁性材料在盘片表面形成磁场来表示数据的0和1。
磁性材料可以被磁化，即存储数据时磁指针的方向指向1或0。
在读取和写入数据时，硬盘上的磁头会感测和改变磁场的方向。
当磁头位于盘片的上方时，它可以感测到盘片上的磁场，从而读取数据。
而当磁头位于盘片表面时，它会改变磁场的方向，从而写入数据。
3. 寻道和旋转实现数据读写的过程中，硬盘需要进行寻道和旋转的操作。
寻道是指硬盘磁头的移动过程，磁头需要准确地定位到盘片上的特定轨道，从而读取或写入数据。
硬盘的寻道速度越快，读写操作的效率就越高。
旋转是指盘片的旋转速度。
硬盘中的盘片通常以每分钟数千转的速度旋转，旋转速度的快慢也会影响读写效率。
旋转速度越快，读写数据的速度就越快。
4. 缓存计算机硬盘通常会内置一定容量的缓存（Cache），用于临时存储即将读取或写入的数据。
通过使用缓存，在硬盘和主机之间进行数据传输时可以提高效率。
缓存可以减少硬盘的寻道次数，将相邻的数据集中读取或写入。
同时，它也可以缓解硬盘与主机之间的速度差异，提高数据传输的效率。
5. 接口和主板计算机硬盘通过接口和主板连接到主机。
常见的硬盘接口有IDE、SATA和SCSI等。
接口不同，硬盘的传输速度和连接方式也会有所不同。
主板上的控制芯片可以控制硬盘的读写操作和缓存管理。
它负责将主机传输的指令翻译成硬盘可以理解的格式，并将读取或写入的数据传递给硬盘。
硬盘内部硬件结构和工作原理详解
一般硬盘正面贴有产品标签，主要包括厂家信息和产品信息，如商标、型号、序列号、生产日期、容量、参数和主从设置方法等。
这些信息是正确使用硬盘的基本依据，下面将逐步介绍它们的含义。
硬盘主要由盘体、控制电路板和接口部件等组成。
盘体是一个密封的腔体。
硬盘的内部结构通常是指盘体的内部结构；控制电路板上主要有硬盘BIOS、硬盘缓存（即CACHE）和主控制芯片等单元；硬盘接口包括电源插座、数据接口和主、从跳线。
硬盘主引导记录(MBR)及其结构详解：
硬盘的0柱面、0磁头、1扇区称为主引导扇区，FDISK程序写到该扇区的内容称为主引导记录（MBR）。
该记录占用512个字节，它用于硬盘启动时将系统控制权交给用户指定的，并在分区表中登记了的某个操作系统区。
MBR 永远占用了第一个扇区，通常为512bytes大小。
在这512bytes中被MBR本身的程序用去了446bytes。
于是，真正描述分区信息的就只有64 bytes，最后2bytes表示结束。
而根据4个主分区的设计，每一个分区能用到的只有16bytes。
硬盘内部硬件结构和工作原理详解概论
图1-1 硬盘的外观图1-2 控制电路板图1-3 硬盘接口电源插座连接电源，为硬盘工作提供电力保证。
数据接口是硬盘与主板、内存之间进行数据交换的通道，使用一根40针40线（早期）或40针80线（当前）的IDE 接口电缆进行连接。
新增加的40线是信号屏蔽线，用于屏蔽高速高频数据传输过程中的串扰。
中间的主、从盘跳线插座，用以设置主、从硬盘，即设置硬盘驱动器的访问顺序。
其设置方法一般标注在盘体外的标签上，也有一些标注在接口处，早期的硬盘还可能印在电路板上。
此外，在硬盘表面有一个透气孔（见图1-1），它的作用是使硬盘内部气压与外部大气压保持一致。
由于盘体是密封的，所以，这个透气孔不直接和内部相通，而是经由一个高效过滤器和盘体相通，用以保证盘体内部的洁净无尘，使用中注意不要将它盖住。
1.2 硬盘的内部结构硬盘的内部结构通常专指盘体的内部结构。
盘体是一个密封的腔体，里面密封着磁头、盘片（磁片、碟片）等部件，如图1-4所示。
图1-4 硬盘内部结构硬盘的盘片是硬质磁性合金盘片，片厚一般在0.5mm左右，直径主要有1.8in（1in=25.4mm）、2.5in、3.5in和5.25in 4种，其中2.5in和3.5in盘片应用最广。
盘片的转速与盘片大小有关，考虑到惯性及盘片的稳定性，盘片越大转速越低。
一般来讲，2.5in硬盘的转速在5 400 r/min～7 200 r/ min之间；3.5in硬盘的转速在4 500 r/min～5 400 r/min之间；而5.25in硬盘转速则在3 600 r/min～4 500 r/min之间。
随着技术的进步，现在2.5in硬盘的转速最高已达15 000 r/min，3.5in硬盘的转速最高已达12 000 r/min。
有的硬盘只装一张盘片，有的硬盘则有多张盘片。
这些盘片安装在主轴电机的转轴上，在主轴电机的带动下高速旋转。
每张盘片的容量称为单碟容量，而硬盘的容量就是所有盘片容量的总和。
硬盘基本构成及工作原理
主轴组件
❖ 硬盘的主轴组件主要是轴承和马达，我们可以笼统地认为轴承 决分为三个阶段：1、滚珠轴承。2、油浸轴承。3、液 态轴承(FDB，Fluid Dynamic Bearing Motors)。目前液态 轴承已经成为绝对的主流市场。
❖ 在整个轴承的发展阶段贯穿着一个非常重要的概念：Nonerepeatable runout，不可重复偏离，简称NRRO。它是描述 电机运转时轴承偏离主轴中心的随机偏移量的参数。为什么要 突出这个概念呢？
❖ 基板材料，目前大多2.5英寸HDD使用的是玻璃，3.5英寸使用的是铝 合金。虽然玻璃单就表面平整性而言，远比铝合金要好。但为何不在 3.5英寸上大规模使用玻璃基板呢？其实厂家主要是为了成本考虑，就 目前而言玻璃基板的成本比铝基板的成本要高。而在2.5英寸的硬盘上， 盘片较小较薄，需要较强的刚性，这种情况下如果铝合金做的较薄的话， 就无法满足要求。而且盘片体积较小，相对而言成本上升不大，所以硬 盘厂家在生产2.5英寸硬盘时，一般选用玻璃基板。
❖ 垂直磁化记录从微观上看，磁记录单元的排列方式有了变化，从原来的 “首尾相接”的水平排列，变为了“肩并肩”的垂直排列。磁头的构造 也有了改进，并且增加了软磁底层。这一改变直接解决了“超顺磁效 应”，并且可以将硬盘的单碟容量提高到500GB左右。
❖ 垂直记录的另一个好处是：相邻的磁单元磁路方向平行，磁极的两端都 挨在一起，虽然不像前述的夹层结构那样上下两层间形成反向耦合，但 与纵向记录相邻的磁单元只在磁极一端相接的情况比起来，互相稳定的 效果还是较为明显的
硬盘基本构成及工作原理原理
一、 硬盘的组成
❖ 硬盘大家一定不会陌生，我们可以把它比喻成是我们电脑储存数据和信息的大仓库。一般 说来，无论哪种硬盘，都是由盘片、磁头、盘片主轴、控制电机、磁头控制器、数据转换 器、接口、缓存等几个部份组成。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到上万转的速度在高速 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.
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硬盘内部硬件结构和工作原理详解一般硬盘正面贴有产品标签，主要包括厂家信息和产品信息，如商标、型号、序列号、生产日期、容量、参数和主从设置方法等。
这些信息是正确使用硬盘的基本依据，下面将逐步介绍它们的含义。
硬盘主要由盘体、控制电路板和接口部件等组成，如图1-1所示。
盘体是一个密封的腔体。
硬盘的内部结构通常是指盘体的内部结构；控制电路板上主要有硬盘BIOS、硬盘缓存（即CACHE）和主控制芯片等单元，如图1-2所示；硬盘接口包括电源插座、数据接口和主、从跳线，如图1-3所示。
图1-1 硬盘的外观图1-2 控制电路板图1-3 硬盘接口电源插座连接电源，为硬盘工作提供电力保证。
数据接口是硬盘与主板、内存之间进行数据交换的通道，使用一根40针40线（早期）或40针80线（当前）的IDE接口电缆进行连接。
新增加的40线是信号屏蔽线，用于屏蔽高速高频数据传输过程中的串扰。
中间的主、从盘跳线插座，用以设置主、从硬盘，即设置硬盘驱动器的访问顺序。
其设置方法一般标注在盘体外的标签上，也有一些标注在接口处，早期的硬盘还可能印在电路板上。
此外，在硬盘表面有一个透气孔（见图1-1），它的作用是使硬盘内部气压与外部大气压保持一致。
由于盘体是密封的，所以，这个透气孔不直接和内部相通，而是经由一个高效过滤器和盘体相通，用以保证盘体内部的洁净无尘，使用中注意不要将它盖住。
1.2 硬盘的内部结构硬盘的内部结构通常专指盘体的内部结构。
盘体是一个密封的腔体，里面密封着磁头、盘片（磁片、碟片）等部件，如图1-4所示。
图1-4 硬盘内部结构硬盘的盘片是硬质磁性合金盘片，片厚一般在0.5mm左右，直径主要有1.8in （1in=25.4mm）、2.5in、3.5in和5.25in 4种，其中2.5in和3.5in盘片应用最广。
盘片的转速与盘片大小有关，考虑到惯性及盘片的稳定性，盘片越大转速越低。
一般来讲，2.5in硬盘的转速在5 400 r/min～7 200 r/ min之间；3.5in 硬盘的转速在4 500 r/min～5 400 r/min之间；而5.25in硬盘转速则在3 600 r/min～4 500 r/min之间。
随着技术的进步，现在2.5in硬盘的转速最高已达15 000 r/min，3.5in硬盘的转速最高已达12 000 r/min。
有的硬盘只装一张盘片，有的硬盘则有多张盘片。
这些盘片安装在主轴电机的转轴上，在主轴电机的带动下高速旋转。
每张盘片的容量称为单碟容量，而硬盘的容量就是所有盘片容量的总和。
早期硬盘由于单碟容量低，所以，盘片较多，有的甚至多达10余片，现代硬盘的盘片一般只有少数几片。
一块硬盘内的所有盘片都是完全一样的，不然控制部分就太复杂了。
一个牌子的一个系列一般都用同一种盘片，使用不同数量的盘片，就出现了一个系列不同容量的硬盘产品。
盘体的完整构造如图1-5所示。
图1-5 盘体的完整结构硬盘驱动器采用高精度、轻型磁头驱动/定位系统。
这种系统能使磁头在盘面上快速移动，可在极短的时间内精确地定位在由计算机指令指定的磁道上。
目前，磁道密度已高达5 400Tpi（每英寸磁道数）或更高；人们还在研究各种新方法，如在盘上挤压（或刻蚀）图形、凹槽和斑点等作为定位和跟踪标记，以提高到和光盘相等的道密度，从而在保持磁盘机高速度、高位密度和高可靠性的优势下，大幅度提高存储容量。
硬盘驱动器内的电机都是无刷电机，在高速轴承支持下机械磨损很小，可以长时间连续工作。
高速旋转的盘体产生明显的陀螺效应，所以，在硬盘工作时不宜搬动，否则，将增加轴承的工作负荷。
为了高速存储和读取信息，硬盘驱动器的磁头质量小，惯性也小，所以，硬盘驱动器的寻道速度明显快于软驱和光驱。
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启停区，开机时磁头“飞行”在磁盘片上方。
1.3 硬盘的逻辑结构(1)硬盘上的数据是如何组织与管理的呢？硬盘首先在逻辑上被划分为磁道、柱面以及扇区，其结构关系如图1-6所示。
图1-6 磁头、柱面和扇区每个盘片的每个面都有一个读写磁头，磁盘盘面区域的划分如图1-7所示。
磁头靠近主轴接触的表面，即线速度最小的地方，是一个特殊的区域，它不存放任何数据，称为启停区或着陆区（Landing Zone），启停区外就是数据区。
在最外圈，离主轴最远的地方是“0”磁道，硬盘数据的存放就是从最外圈开始的。
那么，磁头是如何找到“0”磁道的位置的呢？从图1-5中可以看到，有一个“0”磁道检测器，由它来完成硬盘的初始定位。
“0”磁道是如此的重要，以致很多硬盘仅仅因为“0”磁道损坏就报废，这是非常可惜的。
这种故障的修复技术在后面的章节中有详细的介绍。
图1-7 硬盘盘片的启停区和数据区早期的硬盘在每次关机之前需要运行一个被称为Parking的程序，其作用是让磁头回到启停区。
现代硬盘在设计上已摒弃了这个虽不复杂却很让人不愉快的小缺陷。
硬盘不工作时，磁头停留在启停区，当需要从硬盘读写数据时，磁盘开始旋转。
旋转速度达到额定的高速时，磁头就会因盘片旋转产生的气流而抬起，这时磁头才向盘片存放数据的区域移动。
盘片旋转产生的气流相当强，足以使磁头托起，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，当然对硬盘各部件的要求也越高。
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。
稍后一些设计使磁头在盘面上的飞行高度降到约0.1μm～0.5μm，现在的水平已经达到0.005μm～0.01μm，这只是人类头发直径的千分之一。
气流既能使磁头脱离开盘面，又能使它保持在离盘面足够近的地方，非常紧密地跟随着磁盘表面呈起伏运动，使磁头飞行处于严格受控状态。
磁头必须飞行在盘面上方，而不是接触盘面，这种位置可避免擦伤磁性涂层，而更重要的是不让磁性涂层损伤磁头。
但是，磁头也不能离盘面太远，否则，就不能使盘面达到足够强的磁化，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）。
硬盘驱动器磁头的飞行悬浮高度低、速度快，一旦有小的尘埃进入硬盘密封腔内，或者一旦磁头与盘体发生碰撞，就可能造成数据丢失，形成坏块，甚至造成磁头和盘体的损坏。
所以，硬盘系统的密封一定要可靠，在非专业条件下绝对不能开启硬盘密封腔，否则，灰尘进入后会加速硬盘的损坏。
另外，硬盘驱动器磁头的寻道伺服电机多采用音圈式旋转或直线运动步进电机，在伺服跟踪的调节下精确地跟踪盘片的磁道，所以，硬盘工作时不要有冲击碰撞，搬动时要小心轻放。
这种硬盘就是采用温彻斯特（Winchester）技术制造的硬盘，所以也被称为温盘。
其结构特点如下。
①磁头、盘片及运动机构密封在盘体内。
②磁头在启动、停止时与盘片接触，在工作时因盘片高速旋转，带动磁头“悬浮”在盘片上面呈飞行状态（空气动力学原理），“悬浮”的高度约为0.1μm～0.3μm，这个高度非常小，图1-8标出了这个高度与头发、烟尘和手指印的大小比较关系，从这里可以直观地“看”出这个高度有多“高”。
图1-8 盘片结构及磁头高度示意图③磁头工作时与盘片不直接接触，所以，磁头的加载较小，磁头可以做得很精致，检测磁道的能力很强，可大大提高位密度。
④磁盘表面非常平整光滑，可以做镜面使用。
下面对“盘面”、“磁道”、“柱面”和“扇区”的含义逐一进行介绍。
1. 盘面号硬盘的盘片一般用铝合金材料做基片，高速硬盘也可能用玻璃做基片。
玻璃基片更容易达到所需的平面度和光洁度，且有很高的硬度。
磁头传动装置是使磁头部件作径向移动的部件，通常有两种类型的传动装置。
一种是齿条传动的步进电机传动装置；另一种是音圈电机传动装置。
前者是固定推算的传动定位器，而后者则采用伺服反馈返回到正确的位置上。
磁头传动装置以很小的等距离使磁头部件做径向移动，用以变换磁道。
硬盘的每一个盘片都有两个盘面（Side），即上、下盘面，一般每个盘面都会利用，都可以存储数据，成为有效盘片，也有极个别的硬盘盘面数为单数。
每一个这样的有效盘面都有一个盘面号，按顺序从上至下从“0”开始依次编号。
在硬盘系统中，盘面号又叫磁头号，因为每一个有效盘面都有一个对应的读写磁头。
硬盘的盘片组在2～14片不等，通常有2～3个盘片，故盘面号（磁头号）为0～3或0～5。
2. 磁道磁盘在格式化时被划分成许多同心圆，这些同心圆轨迹叫做磁道（Track）。
磁道从外向内从0开始顺序编号。
硬盘的每一个盘面有300～1 024个磁道，新式大容量硬盘每面的磁道数更多。
信息以脉冲串的形式记录在这些轨迹中，这些同心圆不是连续记录数据，而是被划分成一段段的圆弧，这些圆弧的角速度一样。
由于径向长度不一样，所以，线速度也不一样，外圈的线速度较内圈的线速度大，即同样的转速下，外圈在同样时间段里，划过的圆弧长度要比内圈划过的圆弧长度大。
每段圆弧叫做一个扇区，扇区从“1”开始编号，每个扇区中的数据作为一个单元同时读出或写入。
一个标准的3.5in硬盘盘面通常有几百到几千条磁道。
磁道是“看”不见的，只是盘面上以特殊形式磁化了的一些磁化区，在磁盘格式化时就已规划完毕。
1.3 硬盘的逻辑结构(2)3. 柱面所有盘面上的同一磁道构成一个圆柱，通常称做柱面（Cylinder），每个圆柱上的磁头由上而下从“0”开始编号。
数据的读/写按柱面进行，即磁头读/写数据时首先在同一柱面内从“0”磁头开始进行操作，依次向下在同一柱面的不同盘面即磁头上进行操作，只在同一柱面所有的磁头全部读/写完毕后磁头才转移到下一柱面，因为选取磁头只需通过电子切换即可，而选取柱面则必须通过机械切换。
电子切换相当快，比在机械上磁头向邻近磁道移动快得多，所以，数据的读/写按柱面进行，而不按盘面进行。
也就是说，一个磁道写满数据后，就在同一柱面的下一个盘面来写，一个柱面写满后，才移到下一个扇区开始写数据。
读数据也按照这种方式进行，这样就提高了硬盘的读/写效率。
一块硬盘驱动器的圆柱数（或每个盘面的磁道数）既取决于每条磁道的宽窄（同样，也与磁头的大小有关），也取决于定位机构所决定的磁道间步距的大小。
更深层的内容请参考其他书籍，限于篇幅，这里不再深入介绍。
4. 扇区操作系统以扇区（Sector）形式将信息存储在硬盘上，每个扇区包括512个字节的数据和一些其他信息。
一个扇区有两个主要部分：存储数据地点的标识符和存储数据的数据段，如图1-9所示。
图1-9 硬盘扇区的构成标识符就是扇区头标，包括组成扇区三维地址的三个数字：扇区所在的磁头（或盘面）、磁道（或柱面号）以及扇区在磁道上的位置即扇区号。
头标中还包括一个字段，其中有显示扇区是否能可靠存储数据，或者是否已发现某个故障因而不宜使用的标记。