1、1、硬盘的外部物理结构硬盘主要由盘体、控制电路板和接口部件组成。盘体是一个密封的腔体。(后续将介绍硬盘的内部物理结构即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（Cache）和主控制芯片等单元。硬盘接口包括插座、数据接口和主、从跳线等。2、硬盘的内部物理结构硬盘盘体是完全密封的，里面主要有磁头、盘片等部件。硬盘的盘片材料硬度和耐磨性要求很高，所以一般采用合金材料，多数为铝合金。(早期有塑料，陶瓷的，现在也出现了玻璃材料的)。盘基上涂上磁性材料。硬盘盘片厚一般在0.5mm左右，盘片的转速与盘片大小有关，考虑到惯性及盘片稳定性，盘片越大转速越低。有些硬盘只装一张盘片，有此则有多
2、张。硬盘盘片安装在主轴电机的转轴上，在主轴电机的 高速 转。 张盘片的 为单 ， 一 硬盘的 是所有盘片 的 和。早期硬盘由 单 低，所以盘片 多。现 的硬盘盘片一般只有 数 片。一 硬盘内的所有盘片 是完全一 的， 则控制部 了。盘片上的 密度很大， 盘片 高速 转，为 的稳定，数据存的，所以硬片 是密封在硬盘内部的，内部currency1。“fi硬盘，在fl currency1的 ， 硬盘成”。以上介绍的是盘片，一张单面的盘片要一个磁头，面的盘片则要 个磁头。硬盘采用高度、 磁头 和定。 磁头在盘面上速 ， 硬盘 ，磁头磁盘的高速 转 的currency1 在盘面上，与盘面的 到1 ( 为
3、头 的 一)，“以在 的 内 定到 机指 指定的磁上。由 磁盘是 转的，则 续 的数据是 在一个 上的。 的为一个磁(Track)。由 定 制，磁头只在盘片的内外磁 。 此， 机是关机，磁头 在盘片上。所的是，关机 磁头 在盘片 ，机 磁头 飞”在磁盘片上方。3、硬盘存储的逻辑结构常说硬盘有面，柱面，磁和扇 ，些只过是虚拟的逻辑概念。面(盘面)上面已经了解，硬盘一般 有一个或多个盘片， 个盘片“以有 个面(Side)，此“为0面，1面等。 个面 一个磁头，用 数据。磁盘片在心轴 做高速 转，磁头 续 的数据是 在一个 上的。 的 为一个磁(Track)。“以假想有很多个心 ，大小的磁组成盘面。
4、个盘片的 个面 有一个 磁头。磁 主轴最近的，即线速度最小的地方，是一个特殊的 域，它存放任何数据， 为 或着陆 (Landing Zone)， 外 是数据 。在最外圈， 主轴最远的地方是 0”磁，硬盘数据的存放 是从最外圈始的。硬盘有一个 0”磁检测器，由它来完成硬盘的初始定。 0”磁十 重要，很多硬盘仅仅 为 0”磁”坏 报废了，十 “惜。磁头磁头用来 取或者修改盘片上磁性物质的状态，一般说来， 一个磁面 有一个磁头，从最上面 由0始编号。磁头在止 与磁盘是接触的放在 ，但是在 呈飞状态。 存放任何数据，磁头在此 域 ， ”任何数据。 取数据盘片高速 转，磁头运 采用的currency1
5、学设 。此 磁头 盘面数据 0.2到0.5 高度进飞。 既与盘面接触，又很好的 取数据。磁头 所以够飞 来，完全是currency1的 ”。如果没有currency1的话磁头将与磁盘 接接触，除生产出无磨檫的光滑平面， 则在一瞬 整个磁盘表面划伤。目前来看，绝光滑的平面是现实的。柱面认为 心最远的磁为0磁，此往里为1磁。面上相磁编号则组成了一个 柱面，即所 的柱面(Cylinder)。个柱面上的磁头由上 从 0”始编号。数据 按柱面进，即磁头 数据 首先在一柱面内从 0”磁头始进操 ，次向 在一柱面的盘面(即磁头上)进操，只有在一柱面所有的磁头全部 完毕后磁头才转到 一柱面， 为选取磁头只过电
6、子切换即“， 选取柱面则必须 过机械切换。电子切换比从在机械上磁头向邻近磁 得多。 此，数据的 按柱面进， 按盘面进。数据 是按照方式进，尽“提高了硬盘 率。当然现今硬盘多半只有一个盘片 个盘面。扇 根据硬盘规格的，磁数“以从 到成千上 等。一个磁上“以 数KB的数据，但 机要一次 多数据。基 上，又 磁划 成 ，为一个扇 (Sector)。扇 是硬盘上存储的物理单，包括512个 的数据和一些 。即 机只要硬盘上存储的 个 ，也须一次 个 所在的扇 的全部512 内存， 选 所的 个 。扇 数据主要有 个部 存储数据的 和存储数据的数据 。包括组成扇 地 的 个数 扇 所在的磁头(或盘面)、磁
7、(或柱面号)以及扇 在磁上 (即扇 编号)。 包括一个 ， 扇 是 “以存储数据或者已有 用的 。有些硬盘控制器在扇 提 ，“在扇 出 指磁盘转到 换扇 或磁。最后， 以(CRC) 为结，以currency1控制器检扇 出“， 无。扇 的fi个主要部 是存储数据的数据 ，“ 为数据和 fl数据的 (ECC)。要硬盘在划 扇 ，和盘是有一定 的。盘的一个磁，扇 号一般次编 ，如 着来是1号，2号，3号.以此。但在硬盘磁，扇 号是按照 个跳着编 。如，2号扇 是1号扇 后的按”的一个 是个，3号扇 又是2号扇 后的按”的个，此，个” 为 子。个 子的来有必要 一 ， ，数据 取经常要按” 取一 相
8、邻的扇 (逻辑数据相邻)。如磁扇 按物理”进编号，很有“出现当磁头 取完一个扇 后，由 盘片转速过来及 取 一个扇 ，(要物理相邻扇 是小的)，必须等转完一圈，大了 。在N前， 有 想到用 子个 来解个 。一个特定硬盘 器的 子取 磁盘控制器的速度、主板的 速度、与控制器相 的出 线的操 速度等。如果磁盘的 子 高， 多一些 等数据在磁盘上存 和 出。 如果 子 低， 大大 低磁盘性。早期的硬盘 理 ，设 子要用 完成。有 要设 的来比 性。现在的硬盘BIOS已经解个 ，一般低 格式 提currency1一选 设 。前面已经提及，在磁盘上 取数据 ， 一磁后转向一柱面的 一个磁头，当柱面 ，转
9、向 一柱面。些转换 要 ， 在此期磁盘始 高速 转， 来又一个 。假定 结一个磁最后一个扇 的 ， 已经设 了最 子，现在 在 一磁的一个扇 ， 要等到磁头部件重 定按 向方向到 一磁。如果个操 用 过了一，尽 有 存取，磁头 到 ? ?的 是以 先磁所在 为基，磁( 一磁)上全部扇 号 一个或 个扇 ， 是磁头。磁头“以理解为柱面与柱面 的 子，硬盘出 设 好，用 一般用 改 它。磁头只在 件 过磁结进 出和 才 用。所以，设 所 来的 ” 比 子小得多。 上 已经了解扇 是实 物理单， 是硬盘上存储 件的一个逻辑单。物理相邻的 个扇 实 组成了一个。操 磁盘的基单是扇 ， 件的基单是(Cl
10、uster)。在的Windows ， 个 十 的 件，右 性，看看实 大小与 用currency1 内 ，如大小15 (15 ) 用currency18.00 KB (8,192 )。里的 用currency1 是机器 的大小， 为 小的 件 用currency1，逻辑基单是8K，所以 用8K。一般有 大小 4K，8K，16K，32K，64K等。越大存储性越好，但currency1 重。越小性相越低，但currency1利用率高。里 一个概念 件，稍后的 章 细说明。4、硬盘 数据的过硬盘 取数据 ， 磁头沿 向 ，到要 取的扇 所在磁的上方， 为寻 (seek time)。 磁头的 始 与目 的 ，寻 也。目前硬盘一般为2到30毫秒，平均 为9毫秒。磁头到 指定磁后，然后 过盘片的 转， 得要 取的扇 转到 磁头的方， 为 转 (rotational latency time)。一个7200（转/ ）的硬盘， 转一所 为6010007200=8.33毫秒，则平均 转 为8.332=4.17毫秒（平均“ ，要 转半圈）。
