硬盘内部硬件结构和工作原理详解概论
网吧硬盘原理分析报告
网吧硬盘原理分析报告在网吧中，硬盘是电脑系统的重要组成部分之一，它主要用于存储和读取数据。
硬盘的原理核心是磁存储技术，下面我们将详细分析网吧硬盘的工作原理。
1. 硬盘的结构硬盘由盘片、磁头、马达和控制电路组成。
盘片是一种类似CD的圆盘，上面涂有磁性材料，数据存储在盘片的磁性表面上。
磁头是位于盘片上方的装置，用于读取和写入数据。
马达负责驱动盘片的旋转，控制电路则负责控制硬盘的工作和数据传输。
2. 磁存储原理盘片上的磁性表面被划分为一个个小磁区，每个磁区称为一个磁道，每个磁道又被划分为一个个小的存储单元，称为扇区。
扇区是硬盘中最小的数据读写单位。
磁头通过控制电路的指令，定位到特定的磁道和扇区，然后将数据写入或读取。
3. 数据读取和写入过程当数据需要写入硬盘时，控制电路会先将数据发送给磁头，磁头然后将数据转换为磁性信号，写入到盘片的磁性表面上。
这个过程称为“写入”。
当数据需要读取时，磁头会按照指令的要求定位到特定的扇区，并将磁性信号转换为电信号，然后传输给控制电路，最终转换为计算机可以识别的数据格式。
这个过程称为“读取”。
4. 硬盘的寻道和旋转延迟在读取或写入数据之前，磁头需要定位到特定的磁道上才能进行操作，这个过程称为寻道。
寻道过程中会产生一定的时间延迟，称为寻道延迟。
另外，盘片的旋转速度也会影响硬盘的读取和写入速度，旋转延迟指的是等待所需数据扇区转到磁头下方的时间延迟。
5. 硬盘的数据传输速度硬盘的数据传输速度通常用数据传输率来衡量，单位是兆字节每秒（MB/s）。
数据传输率受到硬盘接口的限制，而硬盘接口的速度有SATA和SAS两种，其中SAS的数据传输速度更快。
综上所述，网吧硬盘的工作原理主要是基于磁存储技术，利用磁性材料在盘片上存储和读取数据。
通过磁头的定位和转换，从盘片上的特定位置读取或写入数据。
硬盘的性能和速度受到寻道延迟、旋转延迟和数据传输率等因素的影响。
同时，硬盘的接口类型也会对数据传输速度产生影响。
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。
硬盘结构原理
硬盘结构原理硬盘是一种用于存储电子数据的非易失性存储设备。
它是计算机的重要组成部分，用于存储操作系统、应用程序、文件和其他数据。
硬盘的结构和工作原理对于了解其功能和性能至关重要。
在本文中，我们将探讨硬盘的结构和工作原理，并介绍其中的关键组件。
硬盘的结构主要分为外壳、电机、马达控制电路、磁头装置等几个部分。
外壳是硬盘的外部保护层，它通常由金属或塑料制成，其主要作用是保护内部部件不受外界物理伤害。
电机是硬盘的核心部件之一，它通过传动装置驱动磁盘的旋转。
电机通常由永磁体或电磁铁制成，其转速决定了硬盘的性能。
马达控制电路用于调节电机的转速和方向，保证硬盘能够正常运转。
磁头装置是硬盘中最为关键的部件之一。
它由磁头组成，每个磁头对应一个磁道。
磁头的数量和硬盘的容量有关，一般情况下，一个硬盘只有一个磁头。
磁头用于读写数据，它通过微小的电流来改变磁场的方向，从而在磁盘表面上存储数据。
为了准确读取和写入数据，磁头需要保持与磁道的精确对齐。
磁头装置还包括飞行高度控制、磁头间隙调节和防震装置等辅助部件，它们都对硬盘的性能和可靠性至关重要。
硬盘的内部结构是由多个碟片和撞片器组成的。
碟片是硬盘存储介质的载体，它由铝合金或玻璃制成。
每个碟片都有两个表面，每个表面都可以用来存储数据。
碟片的表面上划分成了多个同心圆的磁道，每个磁道上又划分成了多个扇区。
扇区是硬盘最小的物理存储单元，一般为512字节或4KB。
撞片器用于支撑和定位碟片，它通过撞击力和磁力将碟片固定在磁头附近。
硬盘的工作原理基于磁性存储技术。
当电脉冲通过磁头时，磁头会改变磁盘表面的磁场，从而在磁盘上存储数据。
读取数据时，磁头会通过感应作用将磁场转化为电信号。
硬盘的读写速度取决于磁头的精确性、旋转速度和数据密度等因素。
为了提高读写速度和硬盘容量，硬盘采用了多道技术、数据压缩和错误纠正码等技术手段。
硬盘还包括一个控制器，它是硬盘与计算机之间的接口。
控制器负责接收和发送数据，同时控制硬盘的读写操作。
电脑硬盘工作原理
电脑硬盘工作原理一、引言电脑硬盘是计算机中储存数据的重要组成部分，它的工作原理对于理解计算机储存机制和数据读写过程具有重要意义。
本文将介绍电脑硬盘的工作原理，并阐述其中的关键技术和机制。
二、硬盘的组成电脑硬盘主要由若干碟片、读写磁头、电机驱动装置、控制电路板等组成。
碟片是由铝合金或玻璃等材料制成的，它们上覆盖着磁性材料的薄膜。
读写磁头则负责在磁盘表面上读取和写入数据。
电机驱动装置则控制磁盘的旋转速度和起停，以及磁头的定位信息。
控制电路板负责控制磁头的操作并与计算机的其他组件进行通信。
三、磁盘的数据存储原理硬盘的数据是通过磁场来存储的。
磁盘表面被划分成一个个的磁道，每个磁道又被划分成许多的扇区。
每个扇区可以存储一定大小的数据。
硬盘的读写磁头通过改变磁场的方向来表示数据的0和1。
当计算机需要写入数据时，控制电路将指令发送给磁头，定位到指定的磁道和扇区。
然后磁头会改变磁场的方向，将数据写入磁盘的磁性材料上。
当计算机需要读取数据时，磁头会根据指令定位到相应的磁道和扇区，并通过测量磁场的方向来读取数据。
四、磁头的定位原理磁头的定位是保证数据读写精确性的重要环节。
磁头通过传感器感知磁盘表面的信号，并将其转化为电信号交给控制电路处理。
磁头的定位有两种方式：绝对定位和相对定位。
在绝对定位中，磁头通过辅助设备（如索引孔或光学标记）来确定磁道的位置。
计算机通过控制电路读取辅助设备的信息，然后正确定位到指定的磁道。
而在相对定位中，磁头通过读取前一次定位时的磁道号，再加上给定的步进数，来确定当前的位置。
这种方式需要较为精确的计算和控制，而实现成本较低。
五、磁盘的数据读取过程当计算机需要读取硬盘上的数据时，控制电路将读取指令传送给磁头。
磁头根据指令定位到相应的磁道和扇区，并通过转换电路将读到的磁信号转化为电信号。
接着，控制电路会对这些电信号进行处理和解析，以获取原始的数据。
读取数据时，磁盘通常会采用一种称为磁盘缓存的机制。
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。
硬盘的结构、工作原理与维护(ppt 40页)
硬盘的发展历史---
1973年，IBM又发明了Winchester（温氏）硬盘，其特点是 工作时磁头悬浮在高速转动的盘片上方 ，而不与盘片直接 接触，这便是现代硬盘的原型。“密封、固定并高速旋转 的镀磁盘片、磁头沿盘片径向移动”是“温彻斯特”硬盘 技术的精髓。今天个人电脑中的硬盘容量虽然已经高达几 十GB以上，但仍然没有脱离“温彻斯特”模式。
<>速度慢 <>只能内置使用
Ultra DMA 33 Ultra DMA 66 Ultra DMA 100
Ultra ATA Ultra ATA66 Ultra ATA/100
60 ns 30 ns -
33 MB/sec 66 MB/sec 100MB/sec
<>对接口电缆的长度有很严格的限制
硬盘接口
硬盘的内部结构---
2.磁头驱动机构：由音圈电机和磁头驱动小车组成，新 型大容量硬盘还具有高效的防震动机构。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，并在 很短的时间内精确定位系统指令指定的磁道，保证数据 读写的可靠性。
硬盘的内部结构---
3.盘片和主轴组件：盘片是硬盘存储数据的载体，现在 的盘片大都采用金属薄膜磁盘，这种金属薄膜较之软磁 盘的不连续颗粒载体具有更高的记录密度，同时还具有 高剩磁和高矫顽力的特点。主轴组件包括主轴部件如轴 瓦和驱动电机等。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，有不少厂商开始采用精 密机械工业的液态轴承电机技术。
硬盘的内部结构---
4.前置控制电路：前置放大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，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。
硬盘内部结构及原理图
让们简单的了解一下硬盘的外部和内部结构及逻辑结构。
1、硬盘的外部结构：硬盘是一个集机、电、磁于一体的高精密系统。
图（一）对上图（一）的解释：1、缓存这就是我们经常说的缓存，缓存的作用主要是和硬盘内部交换数据，我们平时所说的内部传输率其实也就是缓存和硬盘内部之间的数据传输速率。
2、电源接口和光驱一样，硬盘的电源接口也是由4针组成。
其中，红线所对应的+5V电压输入，黄线对应输出的是+12V电压。
3、跳线跳线的作用是使IDE设备在工作时能够一致。
当一个IDE接口上接两个设备时，就需要设置跳线为“主盘”或者“从盘”，具体的设置可以参考硬盘上的说明。
4、IDE接口硬盘IDE接口是和主板IDE接口进行数据交换的通道。
我们通常说的UDMA/33模式就是指的缓存和主板IDE接口之间的数据传输率（也就是外部数据传输率）为33.3MB/s，目前的接口规范已经从UDMA/33发展到UDMA/66和UDMA/100。
但是由于内部传输率的限制，实际上外部传输率达不到理论上的那么高。
为了使数据传输更加可靠，UDMA/66模式要求使用80针的数据传输线，增加接地功能，使得高速传输的数据不致出错。
在UDMA/66线的使用中还要注意，其兰色的一端要接在主板IDE口上，而黑色的一端接在硬盘上。
5.电容硬盘存储了大量的数据，为了保证数据传输时的安全，需要高质量的电容使电路稳定。
6.控制芯片硬盘的主要控制芯片，负责数据的交换和处理，是硬盘的核心部件之一。
硬盘的电路板可以互相换（当然要同型号的），在硬盘不能读出数据的时候，只要硬盘本身没有物理损坏且能够加电，我们就可以通过更换电路板的方式来使硬盘“起死回生”。
2、硬盘内部结构：硬盘内部结构由固定面板、控制电路板子、磁头、盘片、主轴、电机、接口及其他附件组成，其中磁头组件是构成硬盘的核心。
详细如图（二）：图（二）对上图（二）的解释：磁头头组件如图（三）：磁头组件是硬盘最精密的部件之一，主要包括读写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成。
硬盘物理结构及工作原理_3
两个部分可以看作是磁头的辅助装置。传动轴带动传动臂，使磁头到达指定的位置。
❏ 磁头是硬盘中对盘片进行读写工作的工具，是硬盘中最精密的部位之一。磁头是用线圈缠绕在磁芯上制成的 ，工作原理则是利用特殊材料的电阻值会随着磁场变化的原理来读写盘片上的数据。硬盘在工作时，磁头通 过感应旋转的盘片上磁场的变化来读取数据；通过改变盘片上的磁场来写入数据。为避免磁头和盘片的磨损
电磁线圈
永磁铁
第6页，共18页，编辑于2022年，星期五
部 结 构
3.盘片与主轴组件
❏ 盘片是硬盘存储数据的载体，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作用的材料层加工而成，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。金属盘片具有很高的存储 密度、高剩磁及高矫顽力；玻璃盘片比普通金属盘片在运行时具有更好的稳定性。如 图所示，为硬盘的盘片和主轴组件。
硬盘的0柱面0磁头1扇区（也就是我们常说的0道），处于等待指令的启动状态。 接下来，电脑运行一个应用程序时，应用程序通过操作系统的API（Application
Programming Interface，应用程序接口）发出调用数据请求到CPU，然后CPU发出指令，当硬盘接 口电路接收到电脑的CPU传来的指令信号后，通过硬盘微处理器向电机驱动芯片发出控制信号，接着电机 驱动芯片将此信号翻译成电压驱动信号，驱动主轴电机和音圈电机转动，进而带动盘片转动，并将磁头移 动到数据所在的扇区；这时根据感应阻值变化的磁头会读取磁盘上的数据信息。同时将读取的数据信息传 送到磁头信号放大芯片，磁头芯片将信号放大后，再传送到前置信号处理器，前置信号处理器将接收到的 模拟信号解码后再传送到数字信号处理器，数字信号处理器再对数据信号进行进一步加工，转为数字信号 ，之后传送到接口电路；接口电路将数据转换成电脑能识别的接口数据信号后，反馈给电脑系统，完成指 令操作。最后硬盘微处理器向磁头发出归位控制信号，使磁头归位。磁头又处于等待指令的启动状态，如 下图所示为硬盘工作过程图。
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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。
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。
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。
有些硬盘控制器在扇区头标中还记录有指示字，可在原扇区出错时指引磁盘转到替换扇区或磁道。
最后，扇区头标以循环冗余校验（CRC）值作为结束，以供控制器检验扇区头标的读出情况，确保准确无误。
扇区的第二个主要部分是存储数据的数据段，可分为数据和保护数据的纠错码（ECC）。
在初始准备期间，计算机用512个虚拟信息字节（实际数据的存放地）和与这些虚拟信息字节相应的ECC数字填入这个部分。
扇区头标包含一个可识别磁道上该扇区的扇区号。
有趣的是，这些扇区号物理上并不连续编号，它们不必用任何特定的顺序指定。