硬盤是計算機的主要存儲介質，由壹個或多個鋁制或玻璃制的磁盤組成。這些磁盤覆蓋著鐵磁材料。大部分硬盤都是固定硬盤，永久密封固定在硬盤驅動器中。但是，現在移動硬盤越來越普及，種類也越來越多。
大多數臺式電腦使用的硬盤要麽使用IDE接口，要麽使用SCSI接口。SCSI接口硬盤的優點是最多可以將七個不同的設備連接到同壹個控制器面板。因為硬盤以每秒3000-10000轉的恒定高速旋轉，所以從硬盤中讀取數據只需要很短的時間。在筆記本電腦中，硬盤可以在空閑時停止旋轉，從而延長電池壽命。老硬盤存儲容量只有5MB，用的是直徑12寸的盤。現在硬盤的存儲容量高達幾十GB。臺式電腦硬盤使用的磁盤直徑壹般為3.5英寸，筆記本電腦硬盤使用的磁盤直徑壹般為2.5英寸。新硬盤壹般在組裝廠進行低級格式化，目的是在硬盤上存儲壹些原始扇區標識信息。
Sata(串行ata)，即串行ata接口，是由intel公司於2000年初首先提出的壹種新型硬盤接口技術。雖然與傳統的並行ata存儲設備相比，sata硬盤有著不可比擬的優勢。磁盤系統真正的系列化是從主板開始的，早在串行硬盤正式上市之前，主板的sata接口就已經準備好了。但是在真正支持sata的intel ich5、sis964、via vt8237之前，主板的sata接口都是通過第三方芯片實現的。這些芯片主要是siliconimage的sil 3112和promise的pdc20375和pdc20376，基於pci總線，有些產品還做成專用的pci raid控制卡。
硬盤維護
硬盤作為電腦配件中最耐用的設備之壹，如果保養得好，可以使用6 ~ 7年。下面介紹如何正確維護硬盤。
硬盤維護要分兩個方面。第壹，從硬件的角度來說，尤其是那些超級計算機的DIY玩家，要註意以下幾個問題。他們通常不需要機箱。把電腦放在桌面上有利於散熱，而且容易拆卸，這就大大增加了損壞硬件尤其是硬盤的機會，因為它們開始工作的時候，壹般都處於高速旋轉狀態，並不是固定在桌面上的。不穩定是最有可能造成磁頭和磁盤劇烈摩擦，損壞硬盤的原因。還有就是要防止電腦在使用的時候太熱。過高的溫度不僅會影響硬盤的正常工作，還可能對硬盤造成損壞。
溫度過高會影響薄膜磁頭的數據讀取靈敏度，改變晶體振蕩器的時鐘頻率，造成硬盤電路元件的故障，並由於熱膨脹效應造成磁介質的記錄錯誤。
溫度太高不合適，溫度太低也會影響硬盤的工作。所以在空調房裏要註意不要把空調溫度降太多，會產生蒸汽，損壞硬盤。壹般室溫保持在20 ~ 25℃為宜。接下來說壹下硬盤在使用中的問題。
很多朋友在使用電腦的時候沒有養成壹個好習慣。當他們用完電腦後，他們會在電腦完全關閉前拔掉電源。有的人用完電腦直接關掉開關，此時硬盤還沒有復位。所以關機的時候壹定要註意面板上的硬盤指示燈是否還在閃爍。只有當硬盤指示燈停止閃爍，硬盤完成讀寫，我們才能關閉電腦的電源開關，從而形成使用電腦的良好習慣。
有些朋友很註意硬盤的維護，但是由於操作不當，也會對硬盤造成壹定的損壞。
有人在報紙上看到要定時整理硬盤上的資料，他卻沒有意識到“定時”二字，每天用電腦後整理硬盤，以為這樣會提高速度，卻不知道這樣會提高硬盤的利用率，久而久之硬盤不但達不到效果，反而使之反轉。
當然，如果妳的硬盤長期不整理，是不行的。如果積累了很多碎片，以後我們訪問壹個文件可能要花很長時間才能讀完，不僅會降低訪問效率，還會損壞磁道。我們經常遇到的問題還不止這些。
還有，有些朋友在拷貝文件的時候，總是壹次拷貝幾個文件，作為交換，得到的是硬盤的尖叫聲。定期對硬盤進行殺毒。例如，CIH會破壞硬盤的分區表，導致妳寶貴的“財富”流失。不要使用系統工具中的硬盤壓縮技術。現在硬盤已經很大了，沒必要再節省那個硬盤空間了。更有甚者，這樣會大大減緩硬盤的讀寫數據速度，同時也在不知不覺中影響了硬盤的壽命。
可見，養成良好的使用電腦的習慣是非常重要的，會直接影響電腦甚至硬盤的壽命。慢慢養成習慣，這樣才能保證妳的電腦長期為妳工作。
物理結構
1，頭
磁頭是硬盤中最昂貴的部件，也是硬盤技術中最重要、最關鍵的環節。傳統的磁頭是讀寫結合的電磁感應頭。但是，在硬盤上讀寫是兩種完全不同的操作。因此，這種二合壹磁頭的設計必須同時考慮讀取和寫入特性，從而造成了硬盤設計的局限性。磁阻磁頭(MR磁頭)采用分離式磁頭結構:寫磁頭仍采用傳統的磁感應磁頭(MR磁頭不能寫)，讀磁頭采用新型MR磁頭，即所謂的感應寫和磁阻讀。這樣，可以根據它們的不同特性來優化設計，以獲得最佳的讀/寫性能。另外，MR磁頭是通過電阻而不是電流的變化來感知信號幅度的，所以對信號變化相當敏感，讀取數據的精度也相應提高。而且由於讀信號幅度與磁道寬度無關，磁道可以做得很窄，從而提高盤密度，達到200MB/ in2，而使用傳統磁頭只能達到20MB/ in2，這也是MR磁頭被廣泛使用的主要原因。目前，MR磁頭已經得到廣泛應用，由多層結構和磁阻效應更好的材料制成的巨磁阻磁頭也逐漸普及。
2.軌道
當磁盤旋轉時，如果磁頭停留在壹個位置，每個磁頭將在磁盤表面畫壹個圓形軌跡。這些圓形軌道被稱為軌道。這些磁道是肉眼看不到的，因為它們只是磁盤表面以特殊方式磁化的區域，磁盤上的信息是沿著這樣的磁道存儲的。相鄰磁道不相鄰，因為磁化單元靠得太近，磁性會相互影響，也給磁頭讀寫帶來困難。壹張1.44MB的3.5寸軟盤，壹面有80個磁道，但硬盤上的磁道密度遠大於這個值，通常壹面有上千個磁道。
3.部門
磁盤上的每個磁道都被等分成幾個弧段，這些弧段就是磁盤的扇區。每個扇區可以存儲512字節的信息。磁盤驅動器在向磁盤讀寫數據時，應以扇區為單位。1.44MB3.5寸軟盤，每個磁道分為18個扇區。
4.圓柱面
硬盤通常由壹組重疊的磁盤組成。每個磁盤表面被分成相等數量的磁道，並從外邊緣的“0”開始編號。編號相同的磁道組成壹個柱面，稱為磁盤的柱面。磁盤上的柱面數量等於磁盤表面上的磁道數量。因為每個磁盤都有自己的磁頭，所以磁盤的數量等於磁頭的總數。所謂硬盤的CHS，即柱面(Cylinder)、磁頭(Head)和扇區(Sector)，只要知道硬盤的CHS數，就可以確定硬盤的容量，硬盤的容量=柱面數、磁頭數、扇區數512B。
硬盤邏輯結構簡介
1.硬盤參數說明
時至今日，人們常說的硬盤參數仍然是古老的CHS(柱面/磁頭/扇區)參數。那麽為什麽要使用這些參數，它們的含義是什麽？他們的價值觀範圍是什麽？
很久以前，在硬盤容量還很小的時候，人們就用類似軟盤的結構來制作硬盤，即硬盤的每個磁道都有相同數量的扇區，這就產生了所謂的3D參數，即磁頭、柱面、扇區以及相應的尋址方式。
其中包括:
磁頭數表示硬盤有多少個磁頭，即有多少個磁盤，最多255個(以8個二進制位存儲)；
柱面表示硬盤每個盤上有幾個磁道，最大為1023(用10二進制位存儲)；
扇區表示每個磁道上有多少個扇區，最多63個(存儲在6個二進制位中)。
每個扇區壹般是512字節，理論上沒必要，但好像也沒別的值。
因此，最大磁盤容量是:
255 * 1023 * 63 * 512/1048576 = 8024 GB(1m = 1048576字節)或硬盤廠商常用的單位:
255 * 1023 * 63 * 512/100000 = 8414 GB(1M = 1000000字節)
在CHS尋址模式下，head、cylinder和sector的值範圍是從0到Heads-1，0到Cylinders-1，1到Sectors(註意是從1開始)。
2.基本Int 13H調用介紹
BIOS Int 13H調用是BIOS提供的基本磁盤輸入輸出中斷調用，可以完成復位、讀、寫、檢查、定位、診斷、格式化等功能。磁盤(包括硬盤和軟盤)。它采用CHS尋址方式，因此最多可以訪問8 GB左右的硬盤(本文除非特別說明，否則為1m = 1000)。
3.現代硬盤結構簡介
在老硬盤中，由於每個磁道的扇區數相等，外磁道的記錄密度遠低於內磁道，因此浪費了大量的磁盤空間(就像軟盤壹樣)。為了解決這個問題，進壹步提高硬盤的容量，人們采用等密度結構來生產硬盤。也就是說，外軌道比內軌道有更多的扇區。采用這種結構後，硬盤不再有實際的3D參數，尋址方式改為線性尋址，即按扇區尋址。
為了兼容使用3D尋址的老軟件(比如使用BIOSInt13H接口的軟件)，在硬盤控制器中安裝了壹個地址翻譯器，負責將舊的3D參數翻譯成新的線性參數。這也是為什麽現在硬盤的3D參數有很多選項(不同的工作模式對應不同的3D參數，比如LBA、大、普通)。
4.擴展Int 13H簡介
雖然現代硬盤已經采用了線性尋址，但是由於基本Int13H的限制，使用BIOS Int 13H接口的程序，比如DOS，只能訪問8 G以內的硬盤空間，為了打破這種限制，微軟等幾家公司制定了擴展Int 13H標準，使用線性尋址訪問硬盤，從而突破了8 G的限制，增加了對可移動介質(比如可移動硬盤)的支持。
基本參數
壹.能力
硬盤作為計算機系統的數據存儲器，容量是最重要的參數。
硬盤的容量以兆字節(MB)或千兆字節(GB)為單位，65438+GB = 1024 MB。但是硬盤廠商通常在硬盤標稱容量上取1G=1000MB，所以我們在BIOS中或者格式化硬盤時看到的容量會比廠商標稱值小。
對於用戶來說，硬盤的容量就像內存壹樣，永遠不會太少也不會太多。Windows操作系統帶給我們的不僅僅是更簡單的操作，還有越來越大的文件大小和數量。有些應用會動不動就吃掉幾百兆的硬盤空間，而且有愈演愈烈的趨勢。所以，購買硬盤時，提前做好準備是明智之舉。目前主流硬盤的容量有10G和15G，20G以上的大容量硬盤已經逐漸普及。
其實硬盤容量越大，每字節價格越便宜。比如火球10G的價格是1000元，每g字節的價格是100元；火球15G的價格是1160，每GB不到80元。
硬盤的容量指標還包括硬盤的每盤存儲量。所謂每盤存儲量，是指單個硬盤的容量。每個磁盤的存儲量越大，單位成本越低，平均訪問時間越短。目前市面上大部分硬盤的單盤存儲都在6.4G以上，更高的則達到了10G。
第二，速度
轉速(或稱主軸轉速)是指硬盤每分鐘的轉數，單位為rpm。
目前市面上主流的IDE硬盤轉速壹般是5200轉或5400轉，而希捷的“灰熊”系列和Maxtor達到7200轉，是IDE硬盤中最快的。至於帶SCSI接口的硬盤，速度壹般都達到了7200轉，更高的達到了10000轉。
第三，平均訪問時間
平均訪問時間是指磁頭從起始位置到達目標磁道位置，並從目標磁道找到要讀寫的數據扇區所需的時間。
平均訪問時間反映了硬盤的讀寫速度，包括硬盤的尋道時間和等待時間，即:
平均訪問時間=平均尋道時間+平均等待時間。
硬盤平均尋道時間是指硬盤磁頭移動到磁盤表面指定磁道所需的時間。當然，時間越短越好。目前硬盤的平均尋道時間通常在8ms到12ms之間，而SCSI硬盤應該小於等於8ms。
硬盤的等待時間，也叫等待時間，是指磁頭已經在要訪問的磁道上，等待要訪問的扇區旋轉到磁頭下方的時間。平均等待時間是磁盤旋轉壹周所需時間的壹半，通常應少於4毫秒。
第四，傳輸速率
數據傳輸率硬盤的數據傳輸率是指硬盤讀寫數據的速度，單位為兆字節每秒(MB/s)。硬盤數據傳輸率包括內部數據傳輸率和外部數據傳輸率。
內部傳輸速率，也稱為持續傳輸速率，反映了硬盤緩沖區在不使用時的性能。內部傳輸速率主要取決於硬盤的轉速。
外部傳輸速率，也稱為突發數據傳輸速率或接口傳輸速率，名義上是指系統總線和硬盤緩沖區之間的數據傳輸速率。外部數據傳輸率與硬盤接口類型和硬盤緩沖區大小有關。
目前，快速ATA接口硬盤的最大外部傳輸速率為16.6MB/s，而Ultra ATA接口硬盤為33.3 MB/s..
動詞 （verb的縮寫）隱藏物
和主板上的RAM緩存壹樣，硬盤緩存的目的是解決系統前後臺讀寫速度不匹配的問題，從而提高硬盤的讀寫速度。目前大部分IDE硬盤的緩存在128K到256K之間，而希捷的“灰熊”系列使用的是512K的緩存。
硬盤數據保護技術
硬盤的容量越來越大，存儲的數據也越來越多。那麽，將如此大量的數據存儲在這樣壹個鐵盒子裏，安全性如何呢？雖然目前大部分硬盤的MTBF已經達到了30萬小時以上，但是仍然不夠，壹次故障就足以造成災難性的後果。因為對於許多用戶，尤其是商業用戶來說，數據是PC系統中最昂貴的部分，他們需要的是能夠提前預測故障。正是這種需求和信任危機驅使廠商尋求硬盤安全監控機制，於是壹系列硬盤數據保護技術應運而生。
1，瑞典皇家技術公司
S.M.A.R.T技術的全稱是自我監測、分析和報告技術，即“自我監測、分析和報告技術”。在ATA-3標準中，正式確立了S.M.A.R.T技術。S.M.A.R.T .監控的對象包括磁頭、磁盤、電機、電路等。硬盤的監控電路和主機上的監控軟件將被監控對象的運行狀態與歷史記錄和預設的安全值進行分析比較，當有超出安全值範圍的情況時會自動向用戶發出警告。更先進的技術還可以提醒網絡管理員註意，自動降低硬盤運行速度，轉移重要數據文件。通過S.M.A.R.T技術，確實可以有效預測硬盤的潛在故障，提高數據的安全性。但是也要看到，S.M.A.R.T技術並不是萬能的，它只能監測到逐漸發生的故障，而對於壹些突發的故障，比如磁盤突然破裂，硬盤是無能為力的。所以無論如何，備份還是必要的。
2.DFT技術
DFT(Drive Fitness Test)技術是IBM為其PC硬盤開發的壹項數據保護技術。它使用DFT程序訪問IBM硬盤中的DFT微碼來檢測硬盤，使用戶可以方便快捷地檢測硬盤的運行狀態。
據研究，用戶退回維修的硬盤大部分狀況良好。DFT可以減少這種情況的發生，為用戶節省時間和精力，避免誤判造成的數據丟失。它在硬盤上為DFT程序單獨劃分了壹個空間，即使系統軟件不能正常工作也可以調用。
DFT微碼可以自動登記錯誤事件，並將登記的數據保存在硬盤上的保留區域中。DFT微碼還可以對硬盤進行實時物理分析，如讀取伺服位置誤差信號計算磁盤交換、伺服穩定性、重復運動等參數，並給出圖形供用戶或技術人員參考。這是壹個全新的概念，硬盤子系統的控制信號可以用來分析硬盤本身的機械狀況。
DFT軟件是不依賴於操作系統的獨立軟件，當用戶的任何其他軟件出現故障時，它都可以運行。
關於擴展分區
由於主分區表只能劃分為四個分區，不能滿足需求，因此設計了擴展分區格式。基本上擴展分區的信息都是以鏈表的形式存儲的，但也有壹些特殊的地方。首先，主分區表中必須有壹個基本的擴展分區項，所有的擴展分區都屬於它。也就是說，所有其他擴展分區的空間都必須包含在這個基本擴展分區中。對於DOS/Windows，擴展分區的類型是0x05。除基本擴展分區外的其他擴展分區都以鏈表的形式存儲，後壹個擴展分區的數據項記錄在前壹個擴展分區的分區表中，但兩個擴展分區的空間不重疊。
擴展分區類似於完整的硬盤，必須進壹步分區才能使用。但是，每個擴展分區中只能存在壹個其他分區。這個分區是DOS/Windows環境中的邏輯磁盤。所以每個擴展分區的分區表(也存儲在擴展分區的第壹個扇區)最多只能有兩個分區數據項(包括下壹個擴展分區的數據項)。