一、硬盘原理之硬盘的组成   
     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。  

                   
   
图1 硬盘组成图  
     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。  

 
   
图2 盘片组成图  
     由于硬盘是高精密设备，尘埃是其大敌，所以必须完全密封。  
     二、硬盘原理之硬盘的工作原理   
     硬盘在逻辑上被划分为磁道、柱面以及扇区。  

 
   
图3 磁道、柱面以及扇区  
     硬盘的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所示。  

 
   
图4 磁盘盘面区域的划分  
     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？在硬盘中还有一个叫“0”磁道检测器的构件，

它是用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。  
     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）。  

 
  
图5 磁片原理  
     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，目前绝大多数硬盘都采用此技术。