数据储存原理和硬盘的分区结构
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。
硬盘分区原理(分区表数据结构)
二、硬盘分区的逻辑结构：
前面已经说过，硬盘分区的逻辑结构是树结构和链表结构的混合产物。其中主分区表和各主分区及扩展分区之间构成树结构，以主分区表为树根，各分区为子结点构成一棵二层的树。而扩展分区中各逻辑分区之间以链表结构存储，从第一逻辑分区到最后一个逻辑分区依次构成单链表。
从数据的逻辑结构上我们可以看出，其实硬盘的数据存储应该是很脆尽善弱的。在这种结构中一旦作为树根的主引导扇区被破坏，则整个硬盘分区信息都将被破坏，另一方面，如果逻辑分区表中中间的任一结点被破坏则后面结点（分区）的信息都将丢失，如果不幸恰好是第一个逻辑分区的分区表被破坏，则其后的所有逻辑分区信息都将丢失。
注释４：
许多操作系统都有自己的MBR，当然你也可以写出自己的MBR程序来做多重引导。
（三）、DPT——硬盘分区表：偏移1BEH--偏移1FDH
由4个16字节的分区信息记录组成，共64个字节。
每个分区信息记录格式如下：
偏移 长度 所表达的意义
0 字节 分区状态： 如0-->非活动分区 80--> 活动分区
注释２：
在Windows 2000/XP中，我们一般会用到故障恢复控制台集成的一些增强命令，比如Fixmbr用于修复和替换指定驱动器的主引导记录、Fixboot用于修复知道驱动器的引导扇区、Diskpart能够增加或者删除硬盘中的分区、Expand可以从指定的CAB源文件中提取出丢失的文件、Listsvc可以创建一个服务列表并显示出服务当前的启动状态、Disable和Enable分别用于禁止和允许一项服务或者硬件设备等等，而且输入“help”命令可以查看到所有的控制命令以及命令的详细解释。
硬盘存储原理
硬盘存储原理
硬盘存储原理是计算机中常见的一种存储方式，它利用磁性材料在磁盘上记录和读取数据。
具体来说，硬盘的存储原理可以分为磁性记录和机械移动两个方面。
在硬盘中，数据被以二进制形式保存为磁性位。
磁性位由磁性材料创建，可以在磁场中改变磁化方向，从而表示0或1的状态。
盘片上的磁性位被组织成若干个磁道和扇区，磁道是圆形的区域，而扇区是磁道上的一小段。
当需要将数据写入硬盘时，硬盘会通过磁头将磁性位磁化为0或1，从而记录数据。
磁头是位于硬盘的磁臂上的读写元件，可以在盘片的表面上移动。
硬盘控制器会控制磁头的位置，使其准确地移到需要读写的扇区。
在读取数据时，硬盘的磁头会移动到目标扇区，并通过感应磁场的变化来读取磁性位的状态，从而得到相应的数据。
读取的数据会经过电路处理后传输给计算机的内存等部件进行进一步处理。
除了磁性记录外，硬盘存储原理还涉及机械移动。
硬盘中的盘片和磁头是通过电机驱动和臂架等机械结构进行运动的。
硬盘控制器根据需要将磁头定位到目标扇区，同时控制盘片的旋转速度，以实现数据的读写操作。
总的来说，硬盘存储原理利用了磁性材料的特性和机械结构的运动，实现了数据的可靠存储和读写操作。
虽然相比于固态硬
盘等新型存储技术，硬盘的速度较慢，但它仍然是计算机中广泛应用的一种存储方式。
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。
硬盘结构和存储结构
1.1.3 盘片逻辑结构
第1章硬盘结构和存储原理
1.1.3 盘片逻辑结构
第1章硬盘结构和存储原理
1.1.3 盘片逻辑结构
第1章硬盘结构和存储原理
1.磁道
磁盘在低级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 ）。磁道从外向内自 0 开始顺序编号信 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，由于径向长度不一 样，这些圆弧的角速度一样，而线速度不一样，外圈的线速 度较内圈的线速度大，即在同样的转速下，外圈在同样时间 段里，经过的圆弧长度要比内圈的圆弧长度大。每段圆弧叫 做一个扇区，扇区从“ l ”开始编号，每个扇区中的数据是 作为一个单元同时读出或写入的。磁道是看不见的，它们只 是盘面上以特殊形式磁化了的一些磁化区。这些磁道是在磁 盘格式化时就规划好了的。
IDE硬盘接 口
第1章硬盘结构和存储原理
SATA硬盘接口
1.1.2 拆解硬盘
产品 标签
控制电路板
第1章硬盘结构和存储原理
安装 螺钉
数据及电源接口
安装螺钉
1.1.2 拆解硬盘
第1章硬盘结构和存储原理
1.1.2 拆解硬盘
第1章硬盘结构和存储原理
1.1.3 盘片逻辑结构
第1章硬盘结构和存储原理
硬盘的盘片一般用铝合金作基片，高速旋转的硬盘也有用玻 璃作基片的。玻璃基片更容易达到其要求的平面度和光洁度， 并且有很高的硬度。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， 一般每个盘面都利用上，即都装上磁头可以存储数据，成为 有效盘片，也有极个别的硬盘其盘面数为单数。每一个这样 的有效盘面都有一个盘面号，按顺序从上而下自“ 0 ”开 始依次编号。在硬盘系统中，盘面号又叫磁头号，就是因为 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 一 14 片不等，通常有 2 一 3 个盘片，故盘面号（磁头 号）为 0 - 3 或 0 - 5。
硬盘的存储原理和内部架构
硬盘的存储原理和内部架构2012—11-19 21:47:21分类：服务器与存储本来想写个文件系统的专题，结果发现对硬盘的内部架构和存储原理还是比较模糊，因为不了解“一点”硬盘的存储原理对文件系统的认识老是感觉镜花水月，不踏实。
经过搜集整理资料就由了本文的问世。
借用Bean_lee兄一句话:成果和荣耀归于前辈。
首先,让我们看一下硬盘的发展史：•1956年9月13日，IBM的IBM 350 RAMAC （Random Access Method of Accounting andControl）是现代硬盘的雏形,整个硬盘需要50个直径为24英寸表面涂有磁浆的盘片，它相当于两个冰箱的体积,不过其存储容量只有5MB。
•1971年，IBM开始采用一种名叫Merlin的技术生产硬盘，这种技术据称能使硬盘头更好地在盘片上索引。
•1973年，IBM 3340问世,主流采用采用红色。
这个大家伙每平方英寸存储1.7MB的数据，在当时已经创了一个纪录.许多公司共享这些系统，需要时按照时间和存储空间租用它。
租赁价值为7。
81美元每兆，这个价格比当时汽油的价格还贵38%。
它拥有“温彻斯特"这个绰号，也就是我们现在所熟知的“温氏架构”。
来源于它两个30MB的存储单元，恰好是当时出名的“温彻斯特来福枪”的口径和填弹量.至此,硬盘的基本架构被确立。
•1979年,IBM发明了Thin Film磁头，使硬盘的数据定位更加准确，因此使得硬盘的密度大幅提升。
•1980年，两位前IBM员工创立的公司开发出5。
25英寸规格的5MB硬盘，这是首款面向台式机的产品，而该公司正是希捷公司(Seagate）公司。
•1982年，日立发布了全球首款容量超过1GB的硬盘。
这就是容量为1。
2GB的H-8598硬盘。
这块硬盘拥有10片14英寸盘片，两个读写磁头.•1980年代末，IBM推出MR（Magneto Resistive 磁阻）技术令磁头灵敏度大大提升，使盘片的存储密度较之前的20Mbpsi（bit/每平方英寸）提高了数十倍,该技术为硬盘容量的巨大提升奠定了基础。
计算机系统结构课件-硬盘分区基本知识
具体操作如下：进入PQ主界面后，右键单击E盘，选 择右键菜单中的“Resize/Move）”（改变/移动）。
进入“Resize/Move Partition”（改变/移动空间）窗 口后，在“Free Space Before”（调整前剩余空间）栏中 输入需要让E盘腾出来的空间，该值小于或等于E盘的 最大剩余空间值）。
硬盘分区基本知识
*硬盘结构与工作原理
*硬盘物理结构 *硬盘逻辑结构 *硬盘存储结构 *各分区存储结构 *硬盘使用
* 用Fdisk进行分区 * 进入DOS并执行Fdisk * 建立主分区 * 建立扩展分区 * 在扩展分区上建立逻辑分区 * 激活主分区 * 格式化分区 * 用“魔术分区大师”调整分
区
10.1硬盘结构与工作原理
按照自己的分
区方案，在这里输 入相应的数字后回 车（单位是MB， 例如想建立一个 2GB的分区，就输 入2048，即将数值 乘以1024即可）。 然后屏幕提示主分 区已建立，并显示 主分区容量和所占 硬盘全部容量的比 例，此时按“Esc” 返回Fdisk的主界 面。
10.2.3 建立扩展分区
在Fdisk主界面中继续选择第一项进入分区 功能界面，然后再选择第二项建立扩展分区。 程序扫描完硬盘后会显示当前硬盘可建为扩展 分区的全部容量。直接回车后将所有的剩余空 间建立为扩展分区。
4、主引导扇区：硬盘的0面0道1扇区。存储MBR， 含硬盘分区信息。
10.1.3 硬盘存储结构
1、分区：由成百上千的连续扇区组成的硬盘区域。 一个硬盘可由分区软件分为以下各种分区域。
2、主分区：是硬盘的主要分区。操作系统主要安装 在这种分区。
3、扩展分区：硬盘的其他分区。主要存储数据及应 用程序。
3、簇：若干个扇区形成的一组。 族的大小，既扇区数目，由 硬盘分区大小决定。簇是 DOS为文件分配空间的最小 单元。FAT16磁盘的分区大 小与族的大小关系如图：
关于硬盘结构及分区原理
关于硬盘结构及分区原理关于硬盘结构及分区原理1.磁道，扇区，柱面和磁头数硬盘最基本的组成部分是由坚硬金属材料制成的涂以磁性介质的盘片，不同容量硬盘的盘片数不等。
每个盘片有两面，都可记录信息。
盘片被分成许多扇形的区域，每个区域叫一个扇区，每个扇区可存储128×2的N次方（N＝0.1.2.3）字节信息。
在DOS中每扇区是128×2的2次方＝512字节，盘片表面上以盘片中心为圆心，不同半径的同心圆称为磁道。
硬盘中，不同盘片相同半径的磁道所组成的圆柱称为柱面。
磁道与柱面都是表示不同半径的圆，在许多场合，磁道和柱面可以互换使用，我们知道，每个磁盘有两个面，每个面都有一个磁头，习惯用磁头号来区分。
扇区，磁道（或柱面）和磁头数构成了硬盘结构的基本参数，帮这些参数可以得到硬盘的容量，基计算公式为：存储容量＝磁头数×磁道（柱面）数×每道扇区数×每扇区字节数要点：（1）硬盘有数个盘片，每盘片两个面，每个面一个磁头（2）盘片被划分为多个扇形区域即扇区（3）同一盘片不同半径的同心圆为磁道（4）不同盘片相同半径构成的圆柱面即柱面（5）公式：存储容量＝磁头数×磁道（柱面）数×每道扇区数×每扇区字节数（6）信息记录可表示为：××磁道（柱面），××磁头，××扇区(7) 硬盘的容量=柱面数(CYLINDER)*磁头数(HEAD)*扇区数(SECTOR)*512B2.硬盘只能最多有四个主分区MBR（Master Boot Recorder）主要开机扇区,放置硬盘的信息。
MBR 可以说是整个硬盘最重要的地方了，因为在 MBR 里面记录了两个重要的东西，分别是：开机管理程序，与磁盘分区表( partition table )。
所以我们所做的硬盘分区，也就是在修改partition table。
由于这个 MBR 区块的容量有限，所以，当初设计的时候，就只有设计成 4 个分区纪录(这个说法不太准确，下文有详细说明)，这些分区记录就被称为 Primary ( 主分区 ) 及 Extended ( 扩展分区 ) ，也就是说，一颗硬盘最多可以有 4 个 Primary + Extended 的扇区，其中，Extended 只能有一个，因此，你如果要分区成四块磁盘分区的话，那么最多就是可以：P ＋ P ＋ P ＋ PP ＋ P ＋ P ＋ E的情况来分区了。
计算机硬盘原理
计算机硬盘原理
计算机硬盘是计算机中用来存储数据的重要设备之一，它承载着操作系统、软件程序和用户数据等重要信息。
硬盘的工作原理是通过磁盘记录和读取数据，下面我们来详细了解一下计算机硬盘的工作原理。
首先，我们来介绍硬盘的结构。
硬盘由多个盘片组成，每个盘片都被分成许多的磁道和扇区，数据被存储在这些磁道和扇区中。
硬盘的读写头负责在盘片上记录和读取数据，而主轴马达则负责旋转盘片，使得读写头能够精确地定位到需要的磁道和扇区。
其次，我们来了解硬盘的工作原理。
当计算机需要读取硬盘上的数据时，操作系统会发送指令给硬盘控制器，硬盘控制器再通过控制主轴马达和读写头的移动，将数据从指定的磁道和扇区读取出来。
而当计算机需要向硬盘写入数据时，硬盘控制器会将数据发送给读写头，并指示其写入到指定的磁道和扇区中。
此外，硬盘的工作原理还涉及到磁记录技术。
硬盘利用磁性材料在磁盘上记录数据，当读写头经过磁盘上的磁道时，磁性材料会产生磁场变化，这种磁场变化被硬盘读写头检测出来，从而实现数
据的读取和写入。
最后，我们来谈一下硬盘的工作原理对计算机性能的影响。
硬
盘的读写速度决定了计算机的响应速度和数据传输效率，而硬盘的
容量则决定了计算机能够存储的数据量。
因此，硬盘的性能直接影
响着计算机的整体性能和用户体验。
总之，计算机硬盘是计算机中不可或缺的存储设备，其工作原
理涉及到盘片结构、读写头、主轴马达以及磁记录技术等多个方面。
了解硬盘的工作原理有助于我们更好地使用和维护计算机，同时也
有助于我们选择适合自己需求的硬盘产品。
希望本文对大家有所帮助。
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数据储存原理和硬盘的分区结构
硬盘的分区结构
1、主分区
主分区，也称为主磁盘分区，和扩展分区、逻辑分区一样，是一种分区类型。
主分区中不能再划分其他类型的分区，因此每个主分区都相当于一个逻辑磁盘（在这一点上主分区和逻辑分区很相似，但主分区是直接在硬盘上划分的，逻辑分区则必须建立于扩展分区中）一个硬盘主分区至少有1个，最多4个。
激活的主分区是硬盘的启动分区，他是独立的，也是硬盘的第一个分区，正常分的话就是C驱。
2、扩展分区
分出主分区后，其余的部分可以分成扩展分区但扩展分区是不能直接使用的，他是以逻辑分区的方式来使用的，所以说扩展分区可分成若干逻辑分区。
它们的关系是包含的关系，所有的逻辑分区都是扩展分区的一部分。
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）
3、逻辑分区
逻辑分区是硬盘上一块连续的区域，不同之处在于，每个主分区只能分成一个驱动器，每个主分区都有各自独立的引导块，可以用fdisk设定为启动区。
一个硬盘上最多可以有4个主分区，而扩展分区上可以划分出多个逻辑驱动器。
这些逻辑驱动器没有独立的引导块，不能用fdisk设定为启动区。
主分区和扩展分区都是dos分区。
数据存储原理
1、文件的读取
操作系统从目录区中读取文件信息（包括文件名、后缀名、文件大小、修改日期和文件在数据区保存的第一个簇的簇号），我们这里假设第一个簇号是0023。
操作系统从0023簇读取相应的数据，然后再找到FAT的0023单元，如果内容是文件结束标志（FF），则表示文件结束，否则内容保存数据的下一个簇的簇号，这样重复下去直到遇到文件结束标志。
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）
2、文件的写入
当我们要保存文件时，操作系统首先在DIR区中找到空区写入文件名、大小和创建时间等相应信息，然后在Data区找到闲置空间将文件保存，并将Data区的第一个簇写入DIR区，其余的动作和上边的读取动作差不多。
3、文件的删除
文件删除工作是很简单的，简单到只在目录区做了一点小改动――将目录区的文件的第一个字符改成了E5就表示将改文件删除了。