硬盤的結(jié)構(gòu)可分為外部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

下面就西數(shù)500G的硬盤為例，來講解一下硬盤的結(jié)構(gòu)。

硬盤外部結(jié)構(gòu)

硬盤的外部結(jié)構(gòu)主要包括金屬固定面板、控制電路板和接口三部分。以下實物圖拍攝：（用了美圖秀秀，不僅臉蛋漂亮連硬盤都變的很漂亮，好劉濞啊。）

金屬固定面板

硬盤外部會有一個金屬的面板，用于保護(hù)整個硬盤。

金屬面板和地板結(jié)合成一個密封的整體，保證硬盤盤體和機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定運行。

控制電路板

這個電路板是硬盤的控制電路板。該電路板上的電子元器件大多采用貼片式元件焊接，這些電子元器件組成了功能不同的電子電路，這些電路包括主軸調(diào)速電路、磁頭驅(qū)動與伺服定位電路、讀寫電路、控制與接口電路等。在電路板上有幾個主要的芯片：主控芯片、BIOS芯片、緩存芯片、電機(jī)驅(qū)動芯片。

接口

在硬盤的頂端會有幾個不同的硬盤接口，這些接口主要包括電源插座接口、數(shù)據(jù)接口和主、從跳線接口，其中電源插口與主機(jī)電源相聯(lián)，為硬盤工作提供電力保證。中間的主、從盤跳線接口，用以設(shè)置主、從硬盤，即設(shè)置硬盤驅(qū)動器的訪問順序。

硬盤內(nèi)部結(jié)構(gòu)

硬盤內(nèi)部主要包括磁頭組件、磁頭驅(qū)動組件、盤體、主軸組件、前置控制電路等。

（1） 磁頭組件

磁頭組件包括讀寫磁頭、傳動手臂、傳動軸三部分組成。

磁頭組件中最主要的部分是磁頭，另外的兩個部分可以看作是磁頭的輔助裝置。傳動軸帶動傳動臂，使磁頭到達(dá)指定的位置。

磁頭是硬盤中對盤片進(jìn)行讀寫工作的工具，是硬盤中最精密的部位之一。磁頭是用線圈纏繞在磁芯上制成的，工作原理則是利用特殊材料的電阻值會隨著磁場變化的原理來讀寫盤片上的數(shù)據(jù)。硬盤在工作時，磁頭通過感應(yīng)旋轉(zhuǎn)的盤片上磁場的變化來讀取數(shù)據(jù)；通過改變盤片上的磁場來寫入數(shù)據(jù)。為避免磁頭和盤片的磨損，在工作狀態(tài)時，磁頭懸浮在高速轉(zhuǎn)動的盤片上方，間隙只有0.1~0.3um，而不是盤片直接接觸，在電源關(guān)閉之后，磁頭會自動回到在盤片上著陸區(qū)，此處盤片并不存儲數(shù)據(jù)，是盤片的起始位置，如圖，為磁頭組件及磁頭驅(qū)動組件。

（2） 磁頭驅(qū)動組件

磁頭的移動是靠磁頭驅(qū)動組件實現(xiàn)的，硬盤尋道時間的長短與磁頭驅(qū)動組件關(guān)系非常密切。磁頭的驅(qū)動機(jī)構(gòu)由電磁線圈電機(jī)、磁頭驅(qū)動小車、防震動裝置構(gòu)成，高精度的輕型磁頭驅(qū)動機(jī)構(gòu)能夠?qū)Υ蓬^進(jìn)行正確的驅(qū)動和定位，并能在很短時間內(nèi)精確定位系統(tǒng)指令指定的磁道，保證數(shù)據(jù)讀寫的可靠性。電磁線圈電機(jī)包含著一塊永久磁鐵，該磁鐵的磁力很強(qiáng)，對于傳動手臂的運動起著關(guān)鍵性的作用。防震裝置是為了避免磁頭將盤片刮傷等情況的發(fā)生而設(shè)計的。圖為磁頭驅(qū)動組件。

（3） 盤片與主軸組件

盤片是硬盤存儲數(shù)據(jù)的載體，盤片是在鋁合金或玻璃基底上涂覆很薄的磁性材料、保護(hù)材料和潤滑材料等多種不同作用的材料層加工而成，其中磁性材料的物理性能和磁層機(jī)構(gòu)直接影響著數(shù)據(jù)的存儲密度和所存儲數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。金屬盤片具有很高的存儲密度、高剩磁及高嬌頑力；玻璃盤片比普通金屬盤片在運行時具有更好的穩(wěn)定性。如圖。為硬盤的盤片和主軸組件。

主軸組件包括主軸部件軸瓦和驅(qū)動電機(jī)等。隨著硬盤容量的擴(kuò)大和速度的提高，主軸電機(jī)的速度也在不斷提升，有廠商開始采用精密機(jī)械工業(yè)的液態(tài)軸承機(jī)電技術(shù)，這種技術(shù)的應(yīng)用有效地降低了硬盤工作噪音。

（4） 前置控制電路

前置放大電路控制磁頭感應(yīng)的信號、主軸電機(jī)調(diào)速、磁頭驅(qū)動和伺服定位等，由于磁頭讀取的信號微弱，將放大電路密封在腔體內(nèi)可減少外來信號的干擾，

提高操作指令的準(zhǔn)確性，如圖所示硬盤前置控制電路。

硬盤邏輯結(jié)構(gòu)

新買來的硬盤是不能直接使用的，必須對它進(jìn)行分區(qū)進(jìn)行格式化才能存儲數(shù)據(jù)。經(jīng)過格式化分區(qū)后，邏輯上每個盤片的每一面都會被分為磁道、扇區(qū)、柱面這幾個虛擬的概念，并非像切豆腐一樣真的進(jìn)行切割。如圖所示為硬盤劃分的邏輯結(jié)構(gòu)圖。另外，不同的硬盤中盤片數(shù)不同，一個盤片有兩面，這兩面都能存儲數(shù)據(jù)，每一面都會對應(yīng)一個磁頭，習(xí)慣上將盤面數(shù)計為磁頭數(shù)，用來計算硬盤容量。

扇區(qū)、磁道（或柱面）和磁頭數(shù)構(gòu)成了硬盤結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)，用這些參數(shù)計算硬盤的容量，其計算公式為：

存儲容量=磁頭數(shù)X磁道（柱面）數(shù)X每道扇區(qū)數(shù)X每扇區(qū)字節(jié)數(shù)

（1） 磁道

當(dāng)磁盤旋轉(zhuǎn)時，磁頭若保持在一個位置上，則每個磁頭都會在磁盤表面劃出一個圓形軌跡，這些圓形軌跡就叫磁道。磁道上的磁道是一組記錄密度不同的同心圓，如圖。磁表面存儲器是在不同形狀（如盤狀、帶狀等）的載體上，涂有磁性材料層，工作時，靠載磁體高速運動，由磁頭在磁層上進(jìn)行讀寫操作，信息被記錄在磁層上，這些信息的軌跡就是磁道。這些磁道用肉眼是根本看不到的，因為他們僅是盤面上以特殊方式磁化了的一些磁化區(qū)，磁盤上的信息便是沿著這樣的軌道存放的。相鄰磁道之間并不是緊挨著的，這是因為磁化單元相隔太近時磁性會產(chǎn)生相互影響，同時也為磁頭的讀寫帶來困難，通常盤片的一面有成千上萬個磁道。

（2） 扇區(qū)

分區(qū)格式化磁盤時，每個盤片的每一面都會劃分很多同心圓的磁道，而且還會將每個同心圓進(jìn)一步的分割為多個相等的圓弧，這些圓弧就是扇區(qū)。為什么要進(jìn)行扇區(qū)的劃分呢？因為，讀取和寫入數(shù)據(jù)的時候，磁盤會以扇區(qū)為單位進(jìn)行讀取和寫入數(shù)據(jù)，即使電腦只需要某個扇區(qū)內(nèi)的幾個字節(jié)的文件，也必須一次把這幾個字節(jié)的數(shù)據(jù)所在的扇區(qū)中的全部512字節(jié)的數(shù)據(jù)全部讀入內(nèi)存，然后再進(jìn)行篩選所需數(shù)據(jù)，所以為了提高電腦的運行速度，就需要對硬盤進(jìn)行扇區(qū)劃分。另外，每個扇區(qū)的前后兩端都會有一些特定的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)用來構(gòu)成扇區(qū)之間的界限標(biāo)志，磁頭通過這些界限標(biāo)志來識別眾多的扇區(qū)。

（3） 柱面

硬盤通常由一個或多個盤片構(gòu)成，而且每個面都被劃分為數(shù)目相等的磁道，并從外緣開始編號（即最邊緣的磁道為0磁道，往里依次累加）。如此磁盤中具有相同編號的磁道會形成一個圓柱，此圓柱稱為磁盤的柱面。磁盤的柱面數(shù)與一個盤面上的磁道數(shù)是相等的。由于每個盤面都有一個磁頭，因此，盤面數(shù)等于總的磁頭數(shù)。

一、不同種類的硬盤

硬盤的種類比較多，若是按照硬盤接口類型的不同來分，大致可以分為IDE硬盤、SATA硬盤、SCSI硬盤、移動硬盤、固態(tài)硬盤。

硬盤按照其工作形式的不同可以分為兩種，一種是機(jī)械硬盤，另一種是固態(tài)硬盤。比較常見的機(jī)械硬盤按照其接口形式的不同可以分為IDE硬盤、SATA硬盤、SCSI硬盤三種。

1． IDE硬盤

IDE（Integrated Drive Electronics）硬盤是指采用IDE接口的硬盤。如圖，為IDE硬盤。IDE是所有現(xiàn)存并行ATA接口規(guī)格的統(tǒng)稱。這種硬盤相對來說價格低廉、兼容性強(qiáng)、工作穩(wěn)定、容量大、噪音低，應(yīng)用比較多。但是，這種硬盤采用并行數(shù)據(jù)傳輸方式，傳輸速度的不斷提升使得信號干擾逐漸變強(qiáng)，不利于數(shù)據(jù)的傳輸。

2.SATA硬盤

SATA（Serial Advande Technology Attachment）硬盤是指采用SATA接口的硬盤，如圖，為SATA硬盤。SATA接口采用串行數(shù)據(jù)傳輸方式，理論上傳輸速度比IDE接口要快很多，解決了IDE硬盤數(shù)據(jù)傳輸信號干擾限制傳輸速率的問題，并且采用該接口的硬盤支持熱插拔，執(zhí)行率也很高。

3. SCSI硬盤

SCSI（Small Computer System Interface）硬盤就是采用SCSI接口的硬盤，采用這種接口的硬盤主要用于服務(wù)器，如圖為SCIS硬盤。這種接口共有50針，外觀和普通硬盤接口有些相似。SCSI硬盤和普通IDE硬盤相比有很多優(yōu)點：接口速度快，并且由于主要用于服務(wù)器，因此硬盤本身的性能也比較高，硬盤轉(zhuǎn)速快，緩存容量大，CPU占用率低，擴(kuò)展性遠(yuǎn)優(yōu)于IDE硬盤，并且同樣支持熱插拔。

4. 固態(tài)硬盤

固態(tài)硬盤（Solid State Disk）用固態(tài)電子存儲芯片列陣而制成的硬盤，如圖，所示為固態(tài)硬盤，它主要由控制單元和存儲單元（FLASH芯片）組成。固態(tài)硬盤的接口規(guī)范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤的完全相同，在產(chǎn)品外形和尺寸上與普通硬盤幾乎一致。固態(tài)硬盤的存儲介質(zhì)分為兩種，一種是采用閃存（FLASH芯片）作為存儲介質(zhì)，另外一種是采用DRAM作為存儲介質(zhì)。廣泛應(yīng)用于軍事、車載、工控、視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)終端、電力、醫(yī)療、航空、導(dǎo)航設(shè)備等領(lǐng)域。但是，由于固態(tài)硬盤的成本比較高，銷售價格相對較高，所以還沒有得到普及。