硬盘的内部结构图解

硬盘的逻辑结构
看这张图
有条件的话建议拆看看看那个想光盘CD⼀样的或者说想以前的唱⽚那个东西就是硬盘,这种为机械硬盘,你再看那⼀圈⼀圈的东西成为磁道,扇形标注的为扇区,这都是你的数据存放的地⽅,神奇不,其中每个扇区的⼤⼩是固定的,为512Byte,是硬盘的最⼩储存单位
硬盘的⼤⼩是使⽤"磁头数X柱⾯数X扇区数X每个扇区的⼤⼩来计算的"这样的公式来计算的,其中磁头数,表⽰磁盘共有⼏个磁头,可以理解为硬盘有⼏个盘⾯,现在都是双⾯的啦,把你的机械硬盘卸下来看看,磁针是不是卡着两⾯的,哈哈哈,然后乘以⼆;柱⾯数表⽰硬盘每个⾯有⼏条磁道;扇区数表⽰没条磁道上有⼏个扇区;每个扇区的⼤⼩是⼀样的。

硬盘物理结构先看下硬盘物理结构1 硬盘物理结构硬盘物理上主要是盘片、机械手臂、磁头、和主轴等组成. 在盘片逻辑划分上又分为磁道、扇区, 例如下图:2 盘片磁道、扇区磁道:当硬盘盘片旋转时, 磁头若保持在一个位置上, 则磁头会在盘片表面划出一个圆形轨迹, 这些圆形轨迹就叫做磁道. 以盘片中心为圆心, 由此可以划分出很多磁道来, 这些磁道用肉眼是根本看不到的, 因为它们仅是盘面上以特殊方式磁化了的一些磁化区, 硬盘上的信息便是沿着这样的轨道存放的, 盘片上的磁道由外向内依次从“0”开始进行编号.柱面:由于硬盘可以由很多盘片组成, 不同盘片的相同磁道就组成了柱面(cylinder), 如图1所示.磁头:假设有N个盘片组成的硬盘, 那么有2N个盘面(一个盘片有2面), 那么磁头也就有2N个, 即每个盘面有一个磁头.扇区:早期的硬盘盘片的盘面以圆心开始向外放射状将磁道分割成等分的弧段, 这些弧段便是硬盘的扇区(如图2). 每个扇区一般规定大小为512byte, 这里大家应该比较疑惑, 外圈周长很明显比内圈要长, 怎么可能每个扇区都是512byte?其实答案早期硬盘外圈存储比内圈存储密度低一些, 所以外圈很长但是仍然只能存储512byte, 因此如果我们知道了柱面数(磁道数) Cylinders、磁头数Heads、扇区数Sectors, 基本上硬盘的容量我们能够计算出来硬盘总容量= Cylinders * Heads * Sectors * 512byte. 但是由于早期硬盘外圈密度低, 导致盘片利用率不高, 现在的硬盘盘片则采用内外存储密度一致的方式, 每个磁道都划分成以512byte大小的弧段, 这样也造成了内外磁道上扇区数量会不一样, 外圈上的扇区数要多于内圈扇区数.硬盘寻址方式硬盘存取、读取数据, 首先要做的就是寻址, 即定位到数据所在的物理地址, 在硬盘上就要找到对应的柱面、磁头以及对应的扇区, 那么怎么寻址呢？有两种方式: CHS和LBACHS模式:CHS（Cylinder/Head/Sector）寻址模式也称为3D模式, 是硬盘最早采用的寻址模式, 它是在硬盘容量较小的前提下产生的.硬盘的C/H/S 3D参数既可以计算出硬盘的容量, 也可以确定数据所在的具体位置. 这是因为扇区的三维物理地址与硬盘上的物理扇区一一对应, 即三维物理地址可完全确定硬盘上的物理扇区. 三维物理地址通常以C/H/S的次序来书写, 如C/H/S为0/1/1, 则第一个数字0指0柱面, 第二个数字1指1磁头（盘面）, 第三个数字1指1扇区, 表示该数据位于硬盘1盘面上的0磁道1扇区. 现在定位已完成, 硬盘内部的参数和主板BIOS之间进行协议, 正确发出寻址信号, 从而正确定位数据位置.早期硬盘一个磁道上分63个扇区, 物理磁头最多16个（8个盘片, 盘片多了硬盘那就真要加厚了）. 采用8位寻址方式, 8位二进制位的最大值是256（0-255）, 可以表示磁头数, 而扇区只有63个（1-63）, 只需要其中6个二进制位即可表示, 剩下2位拿去表示柱面, 柱面数用10(8+2)位来表达, 达到1024个柱面（0-1023）, 因此总扇区数（1024×16×63）. 前面说一个扇区大小为512byte, 这也就是说, 如果以C/H/S寻址模式寻址, 则IDE硬盘的最大容量只能为1024×16×63×512B= 500MB左右.可以思考下, 在8位寻址模式下, 其实可以寻址的硬盘最大容量为1024×256×63×512B =8G,那为啥CHS模式硬盘只支持到500MB呢？原因很简单, 我们的硬盘盘片不可能让128片盘片重叠起来吧, 那会是多厚？？如果采用28位寻址方式, 那么可以寻址137G, 盘片也不可能一直堆叠下去.LBA(Logical Block Addressing)经常去买硬盘的人都知道, 目前硬盘经常都说单碟、双碟, 其实意思就是说硬盘盘片只有1个或者2个, 而且都只是用一面, 单碟一个磁头而已, 但是硬盘容量确是几百G, 而且硬盘柱面往往都大于1024个柱面, CHS是无法寻址利用完这些硬盘容量的.另外由于老硬盘的扇区划分方式对硬盘利用率不高, 因此出现了现在的等密度盘, 外圈的扇区数要比内圈多, 原来的3D寻址方式也就不能适应这种方式, 因此也就出现了新的寻址方式LBA, 这是以扇区为单位进行的线性寻址方式, 即从最外圈柱面0开始, 依次将扇区号编为0、1….等等, 举个例子, 假设硬盘有1024个柱面, 由于是等密度硬盘, 柱面0(最外圈)假设有128个扇区, 依次编号为0-127, 柱面1有120个扇区, 则依次编号为127-246, …..依次最内圈柱面127只有扇区64个, 则编号到最后.因此要定位到硬盘某个位置, 只需要给出LBA 数即可, 这个就是逻辑数.在LBA 模式下, 为了保留原来CHS时的概念, 也可以设置柱面、磁头、扇区等参数, 但是他们并不是实际硬盘的物理参数, 只是为了计算方便而出的一个概念, 1023之前的柱面号都一一物理对应, 而1023以后的所有柱面号都记录成1023磁头最大数可以设置为255, 而扇区数一般是每磁道63个, 硬盘控制器会把由柱面、磁头、扇区等参数确定的地址转换为LBA 数. 这里我们再此明确两个概念:物理扇区号:一般我们称CHS模式下的扇区号为物理扇区号, 扇区编号开始位置是1逻辑扇区号:LBA下的编号, 扇区编号是从0开始.CHS模式转换到逻辑扇区号LBA计算公式LBA(逻辑扇区号)=磁头数×每磁道扇区数×当前所在柱面号+ 每磁道扇区数×当前所在磁头号+ 当前所在扇区号–1例如: CHS=0/0/1, 则根据公式LBA=255 ×63 ×0 + 63 ×0 + 1 –1= 0也就是说物理0柱面0磁头1扇区, 是逻辑0扇区.硬盘分区我们知道, 一般使用硬盘, 我们首先会对硬盘进行分区, 然后对分区使用某个文件系统格式(NTFS、FAT、ext2/ext3)进行分区格式化, 然后才能正常使用. 那么分区是怎么回事呢？我们常见的windows中说到的c、d、e盘是怎么划分出来的呢？其实, 在装windows系统过程中, 一般我们只需要填写每个分区的大小, 看不出来分区过程的实际工作情况, 我们可以从linux系统分区过程反而能反应底层实际分区情况.柱面是分区的最小单位, 即分区是以某个某个柱面号开始到某个柱面号结束的.如图, 柱面1~200我们可以分为一个区, 柱面201~500再划分为一个区, 501~1000再划分为一个区, 以此类推. 大家可以看到, 柱面0没有在任何分区里面, 为何？这里说说, 前面说到硬盘从外圈(柱面0)到内圈扇区是依次编号, 看似各个扇区没有什么区别, 但是这里硬盘的柱面0的第一个扇区(逻辑扇区0, CHS表示应该是0/0/1)却是最重要的, 因为硬盘的第一个扇区记录了整个硬盘的重要信息, 第一个扇区(512个字节)主要记录了两部分:①MBR(Master Boot Record): 主引导程序就放在这里, 主引导程序是引导操作系统的一个程序, 但是这部分只占446字节.②DPT(Disk Partition table): 硬盘分区表也在这里, 分区表就是用来记录硬盘的分区情况的, 例如c盘是1~200柱面, d盘是201~500柱面, 分区表总共只占64字节, 可以看出, 分区其实很简单, 就是在这个表里面修改一下记录就重新分区了, 但是由于只有64字节, 而一条记录就要占用16字节, 这个分区表最多只能记录4个分区信息, 为了继续分出更多分区来, 引入了扩展分区的概念, 也就是说, 在这4个分区中, 可以使用其中一条记录来记录扩展分区的信息, 然后在扩展分区中再继续划分逻辑分区, 而逻辑分区的分区记录则记录在扩展分区的第一个扇区中, 如此则可以像链表一样划分出很多分区来. 但是请注意, 一个分区表中可以有1~4条主分区, 但是最多只能有1个扩展分区.举例, 主分区可以是P1:1~200, 扩展分区P2: 2~1400, 扩展分区开始的第一个扇区可以用来记录扩展分区中划分出来的逻辑分区.分区表链分区表之间是如何关联的, 详细讲一下, 分区表是一个单向链表, 第一个分区表, 也就是位于硬盘第一个扇区中的DPT, 可以有一项记录扩展分区的起始位置柱面, 类似于指针的概念, 指向扩展分区(图3), 根据这项记录我们可以找到扩展分区的某柱面0磁头1扇区(CHS), 而这个扇区中又存放了第二个分区表, 第二个分区表第一项记录一般表述了当前所在的逻辑分区的起始/终止柱面, 第二项记录表述了下一个逻辑分区所在的0磁头1扇区(CHS),第三、第四项记录不存任何信息(图4).请看下图, 主引导记录/分区表所在的是硬盘第一个分区, 基本分区1、基本分2、基本分区3都是主分区、扩展分区内有2个逻辑分区, 每个逻辑分区的第一个扇区都是分区表, 至于引导扇区(DBR), 在系统启动一节中会提及.系统启动:之前提到MBR中安装的引导加载程序, 他的作用是什么？①提供开机菜单选项: 可以供用户选择启动哪个操作系统, 这是多重引导功能.②加载操作系统内核: 每个操作系统都有自己的内核, 需要引导程序来加载③转交给其他引导程序: 可以将工作移交给其他引导程序来进行上述操作.其实引导加载程序除了可以安装在MBR中, 还可以直接安装在每个分区的引导扇区(DBR)中, 注意下, 每个分区(主分区、逻辑分区)都有一个自己的启动扇区, 专门用来安装引导加载程序, 如上图标3结构图.系统启动过程:①首先,BIOS启动后, 读取硬盘第一个扇区MBR中的引导加载程序(可能是windows或者linux 的grub)②MBR中的引导程序提供开机菜单, 你可以选择1)直接加载windows 内核2)将工作转交给windows 分区内的引导扇区中的加载程序, 让他自己去加载内核3)转交给linux分区内引导扇区, 让他去加载linux.③根据用户选择的选项和引导加载程序中记录的分区, 到分区表找对应的分区柱面号等分区信息, 启动内核或者分区加载程序.Window安装时默认会自动将MBR和windows所在分区的引导扇区都装上引导程序, 而不会提供任何选项给用户选择, 因此如果之前装过其他操作系统, 然后再另外装一个windows时, 会把公用的MBR覆盖掉, 如此, 原来的操作系统就无法启动了. 如果先装windows, 然后装linux, linux会覆盖MBR, 然后让用户选择是否将windows等其他操作系统的启动项添加进来, 如果你选择了添加进来, 那么你在开机时就会有两个选项让用户进行选择了.后记l 这里讨论的全部是硬盘相关的东西, 光盘不在此列, 而且光盘的磁道并不是从外圈到内圈编号, 而是从内圈开始编号, 这点注意.l 硬盘第一个扇区是由MBR和分区表占据, 因此0柱面0磁头上剩下的62个扇区一般会空出来保留（这部分保留称为隐藏扇区, 因为操作系统读取不到这部分扇区, 这部分扇区是提供给BIOS读取的）, 而系统分区则从0柱面1磁头1扇区开始, 折算成LBA=255 ×63 ×0 + 63 ×1 + 1 –1= 63, 即从LBA 63号扇区开始分区. 不过查阅有的资料提及到另外一种说法, 那就是有的硬盘可能0柱面全部空下来, 如果真是这样, 那浪费可就真的大了.l 对于扩展分区的分区表我们知道也是由扩展分区的第一个扇区开始写, 而且是写到每个逻辑驱动器的第一个扇区, 同样, 扩展分区内的第一个扇区所在的磁道剩余的扇区也会全部空余出来, 这些保留的扇区操作系统也是无法读取的, 注意在扩展分区的第一个扇区里面是没有引导加载记录的. 引导加载记录都是放在隐藏扇区后面的. 可以看图3, 图4。

西数、希捷、DIY移动硬盘详细拆解，暴力解析★原厂移动硬盘拆解之西数篇西数320GB原厂移动硬盘首先登场的是西数320GB原厂移动硬盘，型号为WD3200ME，外观圆润小巧，便于携带。

它使用ABS工程塑料外壳，外观圆润小巧，全免螺丝缝合设计，采用为USB2.0 Mini接口。

西数320GB原厂移动硬盘的主要构造成分西数320GB原厂移动硬盘的拆解非常简单，只需要用“一字口”起子沿边框缝合纹路内切即可。

当笔者完全打开该款产品，不得不为它担心，因为它的内部构造非常精简，内部防震设计不到位。

西数320GB原厂移动硬盘的主体架构（点击图片放大）西数320GB原厂移动硬盘的主体架构只有两个部分，一个是外壳，另一个是边框，两者靠卡扣紧合。

西数为了美观，边框采用圆弧设计，内部架构偏软，框架受外力容易变形。

西数320GB原厂移动硬盘的最主要部分西数320GB原厂移动硬盘采用2.5吋WD3200BMVU 5400转/320GB笔记本硬盘，为了压缩成本，西数将SATA接口去掉，直接将转接IC芯片焊接在硬盘的PCB板上，将Mini USB接口直接与硬盘接驳。

西数320GB原厂移动硬盘的盘托带有防震缓冲垫西数320GB原厂移动硬盘的边款也带有2个防震缓冲垫西数为了提高这款产品的防震抗摔性能，设计了四个防震缓冲垫。

由于硬盘和盘托是通过四个螺丝上紧，实际成为一体。

笔者观察盘托的整体和防震缓冲垫的贴合有缝隙，并不能完全起作用，如果不是用手捏紧，边框和盘托部分轻易解体。

★原厂移动硬盘拆解之希捷篇本次拆解的希捷500GB原厂移动硬盘，属于希捷FreeAgent系列硬盘的第三代产品。

它使用Momentus 5400.6 500GB笔记本硬盘。

该产品采用黑色ABS工程塑料材质，流线形设计，表面经过钢琴烤漆处理，外观典雅大方。

希捷500GB原厂移动硬盘的内部构造本次拆解的希捷500GB原厂移动硬盘，由于卡扣咬力较强，需要使用巧劲和力气才可将外壳打开。

硬盘篇-认识机械硬盘上的固件和内部结构
机械硬盘即是传统普通硬盘，主要由盘片、磁头、传动臂、主轴电机和外部接口等几个部分组成，硬盘的外形就是一个矩形的盒子，分为内外两部分。

◎外观：硬盘的外部结构较简单，其正面一般是一张记录了硬盘相关信息的铭牌。

背面则是促使硬盘工作的主控芯片和集成电路，如图2-97 所示。

后侧则是硬盘的电源线和数据线接口，如图所示。

认识硬盘的电源线和数据线接口：硬盘的电源线和数据线接口都是“L”型的，通常长一点的就是数据线接口，短一点的就是电源线接口，如图所示，数据线接口通过SATA数据线与主板SATA插槽进行连接。

◎内部结构：硬盘的内部结构比较复杂，主要由主轴电机、盘片、磁头和传动臂等部件组成，如图所示。

在硬盘中通常将磁性物质附着在盘片上，并将盘片安装在主轴电机上。

当硬盘开始工作时，主轴电机将带动盘片一起转动，在盘片表面的磁头将在电路和传动臂的控制下进行移动，并将指定位置的数据读取出来，或将数据存储到指定的位置。

磁头：硬盘盘片的上下两面各有一个磁头，磁头与盘片有极其微小的间距。

如果磁头碰到了高速旋转的盘片，会破坏其中存储的数据，磁头也会损坏。

ide硬盘构造图文详解总的来说，硬盘主要包括：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。

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。

由于硬盘是精密设备，尘埃是其大敌，所以必须完全密封。

现在先贴上今日的主角西数WD200BB硬盘的它是容量为20G的7200转的普通3.5寸IDE硬盘，属于比较常见的产品，也是用户最经常接触的。

除此之外，硬盘还有许多种类，例如老式的普通IDE硬盘是5.25英寸，高度有半高型和全高型，还有体积小巧玲珑的笔记本电脑，块头巨大的高端SCSI硬盘及非常特殊的微型硬盘。

在硬盘的正面都贴有硬盘的标签，标签上一般都标注着与硬盘相关的信息，例如产品型号、产地、出厂日期、产品序列号等，上图所示的就是WD200BB的产品标签。

在硬盘的一端有电源接口插座、主从设置跳线器和数据线接口插座，而硬盘的背面则是控制电路板。

从下图中可以清楚地看出各部件的位置。

总得来说，硬盘外部结构可以分成如下几个部份：一、硬盘接口、控制电路板及固定面板：(1)、接口。

接口包括电源接口插座和数据接口插座两部份，其中电源插座就是与主机电源相连接，为硬盘正常工作提供电力保证。

数据接口插座则是硬盘数据与主板控制芯片之间进行数据传输交换的通道，使用时是用一根数据电缆将其与主板IDE接口或与其它控制适配器的接口相连接，经常听说的40针、80芯的接口电缆也就是指数据电缆，数据接口主要分成IDE接口、SATA接口和SCSI接口三大派系。

(2)、控制电路板。

大多数的控制电路板都采用贴片式焊接，它包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路等。

硬盘结构原理磁道,扇区和柱面图示我们知道硬盘中是由一片片的磁盘组成的,大家可能没有打开过硬盘，没见过它具体是什么样.不过这不要紧.我们只要理解了什么是磁道,扇区和柱面就够了.在下图中,我们可以看到一圈圈被分成18（假设）等分的同心圆，这些同心圆就是磁道（见图).不过真打开硬盘你可看不到.它实际上是被磁头磁化的同心圆.如图可以说是被放大了的磁盘片。

那么扇区就是每一个磁道中被分成若干等分的区域。

相邻磁道是有间隔的，这是因为磁化单元太近会产生干扰。

一个小软盘有80个磁道，硬盘嘛要远远大于此值,有成千上万的磁道.每个柱面包括512个字节。

那么什么是柱面呢?看下图，我们假设它只有3片.每一片中的磁道数是相等的.从外圈开始,磁道被分成0磁道，1磁道，2磁道.。

....具有相同磁道编号的同心圆组成柱面，那么这柱面就像一个没了底的铁桶。

哈哈，这么一说，你也知道了,柱面数就是磁盘上的磁道数.每个磁面都有自己的磁头。

也就是说，磁面数等于磁头数。

硬盘的容量=柱面数(CYLINDER）*磁头数（HEAD）＊扇区数（SECTOR)＊512B。

这下你也可以计算硬盘的一些参数了。

什么是簇？文件系统是操作系统与驱动器之间的接口,当操作系统请求从硬盘里读取一个文件时，会请求相应的文件系统（FAT16/32/NTFS)打开文件。

扇区是磁盘最小的物理存储单元，但由于操作系统无法对数目众多的扇区进行寻址，所以操作系统就将相邻的扇区组合在一起, 形成一个簇，然后再对簇进行管理.每个簇可以包括2、4、8、16、32或64个扇区。

显然,簇是操作系统所使用的逻辑概念，而非磁盘的物理特性.为了更好地管理磁盘空间和更高效地从硬盘读取数据，操作系统规定一个簇中只能放置一个文件的内容，因此文件所占用的空间，只能是簇的整数倍；而如果文件实际大小小于一簇，它也要占一簇的空间。

所以，一般情况下文件所占空间要略大于文件的实际大小，只有在少数情况下，即文件的实际大小恰好是簇的整数倍时,文件的实际大小才会与所占空间完全一致。

硬盘拆解图解1TB Seagate ST31000333AS这块绿色电路版，由SATA接头、电源接头组成的板子称为印刷回路板，简称PCB。

PCB内含电路零组件。

而黑色铝质外壳内部组件称为磁头和硬盘组件，通称为HDA。

而铝质外壳则称为硬盘基底。

现在拆卸PCB电路板并翻到反面，检视反面的电子零组件。

MCU控制器硬盘PCB上最大控制器为MCU （Micro Controller Unit），MCU主要功能：1、计算读写通道A/D，D/A2、掌控全盘硬盘运作状况。

3、MCU 另担当的Protocol 与控制器间的转换。

DDR DRAMDDR DRAM 32MB ，实际上32MB Cache 部份会被硬盘挪用放入硬盘运作程序。

前言已叙述，硬盘如同一个embedded system 。

需要加载OS运作。

VCM控制器下一个芯片是V oice Coil Motor controller，通称VCM控制器。

这是PCB板上最耗电的芯片，VCM控制器控制电机马达的转动及磁头移动及定位，VCM控制器可在高达工作温度Flash芯片Flash芯片储存部分的硬盘韧体与模块在盘片上位置DATA ，当你通电启动硬盘时，MCU芯片会读取Flash芯片内的数据到内存内并且开始编码。

如果缺少了这样的步骤，硬盘无法运转。

有时候，某些厂牌的硬盘PCB板上并没有Flash芯片，这表示原本Flash 芯片内的数据已存在MCU芯片内了。

震动传感器震动传感器可以感应硬盘多余的震动并且传送讯号给VCM控制器，VCM控制器接受讯号以后马上停止并复位磁头，在某些情况下，甚至会停止盘片转动，这个理论上会保护硬盘免于受损，但是实际上并无法达成保护的目的，所以请好好保护硬盘，别摔落、碰撞!在某些硬盘中，震动传感器可以感测轻微振动，而VCM控制器可以藉由震动传感器传送的讯号调整磁头的运动，这样的硬盘通常都会配有两组以上的震动传感器。

二级体另外一个保护的零组件是瞬态电压抑制二极管（Transient Voltage Suppression diode）或简称为TVS二极管。

硬盘存储原理的详细解读-图文硬盘原理的详细解读（一）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（LandingZone），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。

硬盘主要由盘体、控制电路板和接口部件等组成，如图 1-1所示。

盘体是一个密封的腔体。

硬盘的内部结构通常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（即CACHE）和主控制芯片等单元，如图1-2所示；硬盘接口包括电源插座、数据接口和主、从跳线，如图1-3所示。

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。

大卸八块，让我们一探硬盘内部长啥样在前面的分享中，我们已经初步介绍了硬盘的基本结构，不知大家是否对硬盘有了一定的了解。

在今天的分享中，我们把硬盘拆开，仔细认识一下它长啥样？在此先郑重声明一下：有事没事别瞎拆硬盘，瞅瞅我这儿分享的就可以，硬盘内部一旦沾灰，就此宣布报废。

硬盘结构图看到这张图，我们先回顾一下之前分享的内容熟悉一下硬盘的结构，它的构成主要由盘片，磁头，盘片转轴、控制电机，磁头控制器，数据转换器，接口，缓存等，下面我们一部分一部分进行介绍。

1、盘片盘片是硬盘内存储数据的载体。

硬盘盘片特别容易脏，一碰一个手印。

盘片的基板由金属或玻璃材质制成，基板要求表面光滑而平整，基板表面被涂上一层不含杂质且及其细密的磁粉，每个磁性粒子存在N、S极，磁头通过改变这些磁性粒子的N、S极状态来达到存储数据的目的。

通常一个硬盘内部包含有多张盘片。

盘片2、磁头组件磁头是硬盘内读取数据的工具，同时磁头是硬盘中最精密的部件之一。

在下图中所展示的磁头组件从右到左依次为磁头、传动手臂和传动轴三个部分。

磁头与盘片之间采用了非接触式读取方式，硬盘在加电后，主轴带动盘片高速旋转，气流将磁头托起，一般而言，盘片与磁头之间的距离保持在0.1～0.3um，据说比头发丝直径还要小，这样磁头就不会划伤盘片。

磁头组件3、磁头驱动器我们知道硬盘的寻道是靠移动磁头，而移动磁头则需要该组建才能够实现。

磁头驱动器由电磁线圈电机、磁头驱动小车、防震动装置构成，这部分主要在磁头组件后面。

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，并能在很短的时间内精确定位系统指令指定的磁道。

磁头驱动器4、控制电路板控制电路板一般在硬盘的背面，大多数的控制电路板都采用贴片式焊接，它包括主轴调速电路、磁头驱动与定位电路、读写电路、控制与接口电路等。

在电路板上还有一块ROM芯片，里面固化的程序可以进行硬盘的初始化，执行加电和启动主轴电机，加电初始寻道、定位以及故障检测等，在电路板上还安装有容量不等的高速数据缓存芯片。