参考视频 https://www.bilibili.com/video/BV1SP411Z7Nu
一、硬盘的工作原理介绍
1、一般来说，一块硬盘有1个到数个磁盘不等，其中每个有效盘面对应一个读写磁头，从上往下从0开始依次编号，不同的硬盘盘面在逻辑上被划分为磁道、柱面以及扇区。
2、磁头
硬盘的每个盘片的每个有效盘面都有一个读写磁头（磁头数=盘片个数*2），磁盘盘面区域的划分如图所示
3、在磁盘静止时，磁头停靠在靠近主轴接触盘片的表面，即线速度最小的地方，这里是一个不存放任何数据的特殊区域，称为启停区，而启停区外是数据区。
在磁盘的最外圈，离主轴最远的磁道称为”0“磁道，硬盘数据的存放就是从最外圈”0“磁道开始的。
4、磁头如何找到”0“磁道的位置的呢？
因为在硬盘中还有一个用来完成硬盘初始定位的“0”磁道检测器构件，由这个构件完成“0”磁道的定位。“0”磁道是非常重要，系统的引导程序就在“0”磁道1扇区。
5、硬盘的工作过程
硬盘不工作时，磁头会自动停留在启动区，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，并保持一个微小的距离。这时磁盘才向盘片存放数据的区域移动并开始读取数据。
气流既能使磁头脱离盘面，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。
硬盘驱动器磁头的采用直线运动步进电机，在跟踪的调节下精确地跟踪盘片的磁道，所以，磁盘工作时要小心。
6、总括
磁盘最基本的组成部分是由坚硬的金属材料制成的涂以磁性介质的盘片，不同容器硬盘的盘片数不等。
磁道：每个盘片有两面，都可以记录信息。盘片表面上以盘片中心为圆心，不同半径的同心圆称为磁道。
扇区：扇片由圆心向四周画直线，不同的磁道直线被分成许多扇形的区域，每个弧形的区域叫做扇区，每个扇区大小一般为512字节。
柱面：硬盘中，不同的盘片相同半径的磁道从上到下所组成的圆柱型区域称为柱面。
每个盘片有两个面，每个面有一个读写磁头，因此，一般习惯用磁头号来区分盘面。扇区，磁道和磁头数构成了硬盘结构的基本参数，通过这些参数可以得到硬盘的容量，基计算公式为：
存储容量=磁头数*磁道数（或柱面数）*每磁道的扇区数*每扇区的字节数
提示：一块硬盘的磁道数和柱面数的数量相等的。
存储容量=柱面大小（每磁道的扇区数*每扇区的字节数*磁头数）*柱面数
7、记忆要点
（1）、硬盘有1个或数个盘片，每个盘片都有两个面，每个面对应一个读写磁头，用磁头号来区分盘面，即盘面数就是磁头数，盘片数*2=磁头数
（2）、不同盘面的磁道被划分为多个扇形区域即扇区。
（3）、同一盘面，以盘片中心为圆心，不同半径的同心圆即磁道。
（4)、不同盘面相同半径的磁道构成的圆柱面即柱面
（5）、信息记录可表示为：某磁头，某磁道，某扇区
8、盘面
硬盘盘片一般用铝合金材料或玻璃做基片。盘片号又叫磁头号。
9、磁道
磁盘在格式化时被划分成许多个同心圆，这些同心圆的轨迹叫做轨道。磁道由盘面从外向内从0开始顺序编号。信息以脉冲串的形式记录在这些轨迹中，这些同心圆轨迹不是连续记录数据，而是被划分成一段段的圆弧。每段圆弧叫做一个扇区，扇区从“1”开始编号，每个扇区中的数据作为一个单元同时读出或写入。
10、柱面
所有盘面上同一磁道的圆形轨迹从上到下依次组成一个圆柱体，就称作柱面。
11、扇区
操作系统以扇区为单位将信息存储在硬盘上，每个扇区一般是512个字节大小。一个扇区有两个主要部分内容：存储数据地点的标识符和存储数据的数据段。
扇区的第一个主要部分是标识符。标识符就是扇区头标，包括组成扇区三维地址的三个数字：扇区所在的磁头、磁道以及扇区在磁道上的位置即扇区号。
扇区的第二个部分是存储数据的数据段，可分为数据和保护数据的纠错码。
12、硬盘的工作原理
硬盘的读写原理
数据的读/写一般是按柱面进行的，因为这样更有效率，即磁头读写数据时首先在同一柱面内从“0”磁头开始进行操作，依次向下在同一柱面不同盘面即不同磁头上进行操作，只在同一柱面所有的磁头全部读写完毕后，磁头才转移到下一柱面，因为切换磁头只需通过电子设备切换即可，而切换柱面则必须通过机械设备切换。一个磁盘写满数据后，就在同一柱面的下一个盘面的相同半径磁道来写，一个柱面写满后，下移到下一柱面开始写数据。