**傳統硬碟**
所有機械硬碟的原理相同。碟片被磁性材料覆蓋，碟片上的磁性粒子被極化以表示乙個二進位制資訊單元（或位元）。使用磁性材料來儲存資料歷史很久了，這種方式相對便宜，因此相對於其它儲存技術而言，這是一種很受歡迎的儲存大量資料的方式，軟盤和磁帶也是使用的這種方式。
**固態硬碟**
ssd盤並不像傳統硬碟那樣採用磁性材料來儲存資料，而是採用基礎單位被稱為cell（儲存單元）的nand flash來儲存資料。nand flash是一種非易失性隨機訪問儲存介質。
2.傳動手臂：連線讀/寫磁頭和轉動軸
4.碟片：儲存寫入的資料
5.主軸：轉動碟片，將碟片上的指定位置移動到讀/寫磁頭下
6.控制電路：控制硬碟的速度，磁頭臂的移動，向磁頭下發命令等。
7.外殼：保護整個裝置，避免進入灰塵等。
磁碟使用乙個快速移動的讀/寫磁頭臂帶動磁頭，從乙個塗了磁性顆粒的扁平碟片上讀寫資料。資料從磁碟碟片上通過讀寫磁頭向計算機傳送。硬碟（hdd）就是由幾個碟片、讀寫磁頭、控制電路、主軸等組合在一起的機械部件。磁碟碟片上的磁性顆粒可提供無限次的資料記錄和擦除。
(一) 、資料的儲存：
乙個典型的磁碟包含了乙個或多個稱為碟片的扁平圓盤。資料以二進位制**（0和1）的形式被記錄在這些碟片上。這些碟片是剛硬的，兩個表面上都塗覆有磁性材料（上下表面）。資料可被寫入到或從該碟片的兩個表面（上下表面）讀取。碟片的數目和每個碟片的儲存容量確定了磁碟的總容量。
(二)、磁碟的旋轉
主軸連線所有碟片，並連線到乙個馬達上。主軸電機以恆定的速度旋轉。碟片轉速以每分鐘圈速（rpm）來衡量，常見的磁碟具有7200轉、10000轉或15000轉的轉速。目前的儲存系統中使用的磁碟有直徑為3.5寸（90公釐）的碟片。當碟片旋轉在15000rpm時，碟片外邊緣的移動可達到音速的25％左右。因此，隨著技術的提高，隨著碟片的轉動速度有所增加，但是它能夠改善的程度是有限的。
(三)、磁頭讀寫資料
讀/寫磁頭負責向碟片寫入或者從碟片讀取資料。磁碟的每個碟片都有兩個讀寫磁頭，分別用於碟片的兩個表面的資料的讀寫。當讀/寫磁頭寫入資料時，通過改變碟片上磁粒子的磁極來記錄資料。讀取資料時，讀/寫磁頭通過檢測碟片上磁粒子的磁極來讀取資料。在讀取和寫入資料時，讀/寫磁頭不用接觸碟片表面就可以感應磁粒子的磁極。當主軸旋轉時，讀寫w磁頭和碟片之間有乙個很微小的空氣間隙，被稱為磁頭飛行高度。當主軸停止轉動時，讀/寫磁頭將停靠在碟片在主軸附近的乙個特殊區域，此時，這個空氣間隙被除去。磁頭停放的這個區域被稱為著陸區域。著陸區域塗有潤滑劑，以減小頭部和碟片之間的摩擦。磁碟邏輯會確保磁頭在移動到著陸區之前不會接觸碟片的表面。如果驅動器故障或者讀/寫磁頭不慎接觸到著陸區外的碟片表面，就會發生磁頭碰撞。如果發生了磁頭碰撞，碟片上的磁性塗層將會被刮傷，也可能會損壞讀寫頭。磁頭碰撞通常會導致資料丟失。
(四)、控制電路
控制電路是乙個印刷電路板，安裝在磁碟的底部。它由乙個微處理器、內部儲存器、電路和韌體組成。其作用有：
1. 由韌體控制向主軸馬達供電並控制主軸電機的速度。
2. 管理著磁碟與主機之間的通訊。
3. 它通過移動磁頭臂控制不同的讀/寫磁頭之間的切換，以獲得資料的訪問的最優化。
二、磁碟碟片上的劃分
為方便儲存操作的需要，和適應磁碟的機械設計，對磁碟碟片上的儲存單元又做邏輯劃分為柱面，磁軌，扇區。
柱面：
在同乙個磁碟中所有碟片（包含上下兩個盤面）具有相同編號的磁軌形成乙個圓柱，稱之為磁碟的柱面。顯然，磁碟的柱面數與乙個盤面上的磁軌數是相等的。不過，磁碟中磁頭的位置由柱面號來說明的，而不是用磁軌號來說明。
磁軌：
磁軌是碟片上圍繞在主軸周圍的同心環，資料就被記錄在磁軌上。磁軌的編號從零開始，從碟片的外邊緣開始向內編號。我們用碟片上每英吋的磁軌數（tpi）（也稱為磁軌密度）來衡量碟片上磁軌排列的緊密程度。
扇區：
每個磁軌被分成更小的單位，稱為扇區。扇區是磁碟中可以單獨定址的最小儲存單元。磁軌和扇區結構是由硬碟製造商使用格式化硬碟的工具寫在碟片上的。不同硬碟磁軌的扇區數可以不同。第一台個人電腦的磁碟每個磁軌有17個扇區。而如今的磁碟單個磁軌上的扇區要多得多。根據物理磁碟的尺寸和碟片的記錄密度不同，碟片上的磁軌數可能有數千個之多。通常情況下，乙個扇區可以儲存512位元組的使用者資料，但也有一些磁碟被可以被格式化為更大的扇區大小，如4kb扇區。(有的格式化工具提供了此選項，可以手動調整)
三、磁碟的編址
驅動器使用實體地址來對磁碟上某一位置進行定位，實體地址由柱面號、磁頭號和扇區號（cylinder，head，sector，縮寫為chs）組成，如下圖左。因此，主機作業系統需要記錄每個磁碟正在使用的和未被使用的扇區的地圖。後來，主機作業系統使用邏輯塊（lba）來定址，lba提供線性的位址來訪問資料的物理塊，因而可以簡化定址。由磁碟控制器將lba轉換到乙個chs位址，而主機除了給出lba位址外，僅需要知道的磁碟的容量大小，也就是磁碟中有多少個扇區即可。
lba與物理扇區的對映比例是1：1。
硬碟的容量=柱面數×磁頭數（盤面數）×扇區數×512（每個扇區有512位元組） 。
ssd硬碟：
機械硬碟的代替者 ssd（solid state disk，固態硬碟）已被廣泛採用，而且越來越受歡迎。ssd盤並不像傳統硬碟那樣採用磁性材料來儲存資料，而是採用基礎單位被稱為cell（儲存單元）的nand flash來儲存資料。nand flash是一種非易失性隨機訪問儲存介質，其特點是斷電後資料不消失，這種技術可以很快很緊湊儲存數字資訊。 ssd的另一大優勢是，它們不會產生噪音，也不會像機械硬碟那樣產生大量的熱量。
ssd沒有內部機械部件，但是，這並不意味著他們的生命週期是無限的。由於nand flash是非易失性介質，在寫入新資料之前必須保證block被擦除過，否則可能會出現資料誤碼。但是nand flash的擦寫次數是有限的，即每個cell的內容可以改變的次數是有限的，一旦該cell被擦寫的數目已經達到極限，則該cell就不能保證能繼續使用了（讀或寫）。不過，由於這種磨損容易監控和**，因此我們可以準備好可更換的硬碟，以便及時替換。而機械硬碟的故障通常是沒有任何預兆的，這意味著替換磁碟必須隨時準備好。
固態硬碟中的資料儲存： ssd的每個單元(cell)中包括被稱為nand電路小型電晶體樣成分。每個nand電路傳統上可以儲存1位資料，乙個「1」或「0」。新一代固態硬碟驅動器使用一種特殊的技術在乙個cell中儲存更多的資訊。
ssd的結構：
在mlc中，1個cell能夠儲存2位資料；
tlc中，1個cell可以儲存3位資料。兩位的資訊表示可以儲存4種不同的資料模式：00，01，10和11。
tlc的cell可以儲存3位元資料，則可以儲存8種不同的資料模式。 3種不同的型別的cell，雖然儲存的資料量不同，但是其物理大小卻是相同的，這也是ssd的容量不斷增大的乙個原因。最初的ssd只有64gb或更小，而現在最大tlc型的ssd盤可以儲存多達2tb的資料。 不過，不同型別的ssd盤的抗磨損的能力不同，導致硬碟的可靠性不同。ssd盤的抗磨損能力也是選擇ssd盤的乙個重要引數。
成本比較: slc較貴，mlc一般，tcl最低
在選擇ssd的時候，需要考慮資料量的大小，資料是否經常修改。
ncq和tcq：
ncq（native command queuing）與tcq（tagged command queuing）都是設計通過把計算機發向硬碟的指令做重新排序，從而提高硬碟效能的技術。ncq技術在300mb/s的serial ata ii規格中引入，針對的是主流的硬碟產品，而tcq技術是在scsi2規格中引入（ata-4標準中也有採用），針對的是伺服器以及企業級硬碟產品。
要使用ncq、tcq技術，晶元組硬碟介面和硬碟產品本身都必須支援才行，也就是說，如果你購買的一款新硬碟並不支援ncq，即使你的主機板是最新的支援ncq的，也不能夠開啟這個功能從而提高效能。
ssd的環境適應優勢：
ssd不含高速旋轉的機械結構部件，經得住嚴苛的環境考驗:
以華為ssd硬碟為例： 可承受振動加速度16.4g，機械硬碟一般為0.5g以下 抗衝擊1500g，機械硬碟一般為70g左右
這一篇寫得更好:
硬碟組成原理
資料的寫入其實是在碟片上面，碟片上面又可分出扇區和柱面兩種單位，其中扇區每個為512bytes那麼大。磁碟的第乙個扇區主要記錄了兩個重要的資訊，分別是 主引導扇區 mbr 可以安裝引導引導程式的地方，有446bytes 分割槽表 記錄整個硬碟分割槽的狀態，有64bytes。在分割槽表所在的64byt...
硬碟工作原理
硬碟工作原理 關鍵字 硬碟 硬碟工作原理 硬碟原理 一 硬碟的物理結構 硬碟儲存資料是根據電 磁轉換原理實現的。硬碟由乙個或幾個表面鍍有磁性物質的金屬或玻璃等物質碟片以及碟片兩面所安裝的磁頭和相應的控制電路組成 圖1 其中碟片和磁頭密封在無塵的金屬殼中。硬碟工作時，碟片以設計轉速高速旋轉，設定在碟片...
硬碟工作原理
以下所說的硬碟都是機械硬碟 磁碟 碟片 主要儲存的物理裝置 磁頭 讀寫的物理裝置 主軸馬達 給碟片提供轉動 機械手臂 移動磁頭的位置 磁軌 磁頭走過一圈的位置，類似許多同心圓 扇區 由圓心以放射狀分割出磁碟的最小單位 柱面 所有碟片的同一磁軌 扇區是硬碟最小的儲存單位 每個扇區是 512 位元組 硬...