硬盘存储

硬盘是如何存储数据的：硬盘的物理结构

提⽰：硬盘分为机械硬盘和固态硬盘这2种。这⾥只讲解机械硬盘，固态硬盘的存储另当别论。

要想知道硬盘是如何存储数据的，就先明⽩硬盘的物理结构。

1、名称

机械硬盘，由于信息载体为磁性物质，故⼜称磁盘。

2、硬盘主要结构

在硬盘盒⾥⾯其实是由许许多多的圆形秋天的祝福语 盘⽚、机械⼿臂、磁头与主轴马达所组成的。

3、⼯作情形

实际的数据都是写在具有磁性物质的盘⽚上，⽽读写主要是通过在机械⼿臂上的磁头（head）来达成。

实际运⾏时，主轴马达让盘⽚转动，然后机械⼿臂可伸展让磁头在盘⽚上头进⾏读写的动作。

4、各主要部件说明

（1）盘⽚和主马达

主马达就是⼀个⼩电机，作⽤是让盘⽚转动起来。通常数据写⼊当然就是以圆圈转圈的⽅式读写啰！

对于机械硬盘，最重要的结构是这些两⾯涂有磁性材料的盘⽚，在⼯作时会以每分钟7200转的速度旋转。

盘⽚的作⽤是记录数据，在盘⽚上有序的排列了很多的⼩颗粒材料，它们都是磁性物质，可以被永久磁化和改变磁极，这两个磁极就分别表

⽰了计算机⼆进制中的0和1。

由于盘⽚是转动后读写数据的，所以，当初设计就是在类似盘⽚同⼼圆上⾯切出⼀个⼀个的⼩区块，这些⼩区块整合成⼀个圆形，让机器⼿

臂上的磁头去存取。这个⼩区块就是分手留言 磁盘的最⼩物理储存单位，称之为扇区（ctor），那同⼀个同⼼圆的扇区组合成的圆就是所谓的磁道

（track）。

扇区容量：原本硬盘的扇区都是设计成512Byte（即0.5KB）的容量，但因为近期以来硬盘的容量越来越⼤，为了减少数据量的拆解，所以

新的⼤容量硬盘已经有4KByte（即4KB）的扇区设计！

由于单⼀盘⽚的容量有限，因此有的硬盘描写大海的作文 内部会有两个以上的盘⽚喔！

由于磁盘⾥⾯可能会有多个盘⽚，因此在所有盘⽚上⾯的同⼀个磁道可以组合成所谓的柱⾯（cylinder）。

数据存储在盘⽚上的⼀个个扇什么时候不能理发 区中。

1）1个扇区（磁道）可存储512Bytes的数据量；

2）⼀个平⾯中同⼀半径下的多个扇区共同组成了1个磁道；

3）⼀个盘⽚有2个盘⾯，每个盘⾯都对应⼀个磁头，负责读写数据；

4）⼀个硬盘可以有多个盘⽚；

5）同⼀半径下的多个磁道共同组成了1个柱⾯。

（2）磁头和机械⼿臂

机械⼿臂的作⽤是控制来回磁头移动。

磁头的作⽤是在盘⽚上读写数据。磁头通过改变盘⽚上⼩颗粒磁性物质的磁极⽅向来完成写⼊数据的功能，通过感知盘⽚上磁性物质怪的近义词 的磁极

⽅向来完成读取数据的功能。

5、扇区中是如何表⽰01数据的？

硬盘是在硬质盘⽚（⼀般是铝合⾦，以前IBM也尝试过使⽤玻璃）上涂敷薄薄的⼀层对牙齿好的食物 铁磁性材料。这些磁粉被划分成称为磁道的若⼲个同⼼

圆，在每个同⼼圆的磁道上就好像有⽆数的任意排列的⼩磁铁，它们分别代表着0和1的状态。当这些⼩磁铁受到来⾃磁头的磁⼒影响时，

其排列的⽅向会随之改变。利⽤磁头的磁⼒控制指定的⼀些⼩磁铁⽅向，使每火箭儿童画 个⼩磁铁都可以⽤来储存信息。

写⼊时，磁头线圈上加电，在周围产⽣磁场，磁化其下的磁性材料；电流的⽅向不同，所以磁场的⽅向也不同，可以表⽰0和1的区别。

读取时，磁头线圈切割磁场线产⽣感应电流，磁性材料的磁场⽅向不同，所落字多音字组词 以产⽣的感应电流⽅向也不同。

参考：

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延伸：固态硬盘的存储原理（微观）

接下来来讲固态硬盘，相⽐较于机械硬盘⾥⾯的各种机械结构，固态硬盘就没有太多的机械机构；它主要是靠FLASH芯⽚来作为储存数据

的介质；由主控芯⽚来承担数据的中转，还有调配数据储存在闪存芯⽚上⾯

FLASH芯⽚储存数据的⽅式也不是太难理解，就是FLASH芯⽚⾥⾯分出了很多储存单元，这些储存单元⾥⾯有电⼦的位置；当⼀颗电⼦的

位置⾥⾯没有存放电⼦，它就是0；如果存放了电⼦，它就是1

参考：

延伸：磁盘阵列