硬盘结构以及数据存储原理（探讨学习计算机硬盘是如何存储数据的）

今天想带大家学习一下我们硬盘是怎么存储数据的，我们都知道存在计算机的所有格式的数据最后都会转化为0和1，然后呢？我们0和1是怎么存在硬盘中的呢？之前和大家分享过一篇关于CPU基础的文章有粉丝评论说想知道硬盘是如何存储0和1的当时给了一个简单的回答，本来想着第二天更新，奈何时间太忙，今天有时间就带大家一起探讨一下我们硬盘是如何存储0和1的。

硬盘组成结构

首先我们要知道0和1怎么存储的我们就得知道用来存储的硬盘的组成结构以及是什么样的工作原理，再说这些之前我想请大家回忆一下我们看电视里面经常在那种老电影中看到放音乐用的留声机，有一个唱片，可以转起来的，然后还有一个像圆规一样的针头在旋转的唱片上滑动，最后通过上面的扩音器发出音乐。

我们的硬盘结构和功能都是和留声机很类似甚至是相同（这里说的是机械硬盘，固态硬盘另说），我们硬盘中存放0和1的就是我们的盘片，现在的盘片大都是采用金属薄膜的磁盘，我们的盘片是将磁粉附着在金属薄膜上的，这些磁粉被划分成为很多很多个同心圆，我们叫这些为磁道，完读数据的时候就是一个磁道一个磁道的读，然后在每一个同心圆上面有无数任意排列的小磁铁，他们就代表我们数据的0和1，这些小磁铁受到我们磁头的磁力影响，他们的排列方式也会发生改变，我们正是利用磁头来控制一些小磁铁的方向，这样我们的小磁铁就可以存储0和1了。

硬盘的磁头

刚刚我们在讲硬盘存储数据的时候我们说到了利用磁头才可以实现盘片数据的读写，那我们接下来看一下我们的磁头又是什么样的一个构造，他的工作原理又是什么样的？

首先我们看一下这样图片，在外面磁盘上面的就是磁头部分，完整地说是浮动磁头组件，它是有读写磁头，传动手臂，传动轴这三部分组成的，我们为什么说是浮动？因为它虽然是在盘片上方对盘片进行读取操作但是它并不与盘片有接触，一般和盘片的距离在0.1~0.3微米。

磁头工作原理

我们现在使用的机械硬盘磁头的工作原理就是通过磁头来修改或者是读取我们盘片上的磁性物质，我们每一个磁面一般都会有一个磁头。我们磁头在停止工作的时候是和磁盘有接触的，但是当工作的时候又属于浮动状态，那很多人就会想到接触的时候会不会破坏了我们盘片的数据呢？事实上并不会，磁盘会有专门的一个区域是不存放数据的，接触的时候就停在那个区域。

硬盘其他组件

我们说硬盘存储信息的是盘片，读取和写入信息的是我们的磁头，但是硬盘并不止这些组件，接下来带大家了解一下我们其他组件：电机和盘体

无刷电机

我们都知道盘片在工作的时候是转动的对吧，那给他提供转动的就是我们的无刷电机。电机在高速的轴承支撑下磨损很小，可以长时间的工作，我们一般的每分钟转速代表着我们硬盘的性能，就是速度越快代表的读写速度也是更快的，现在市场上主流的每分钟转速大多是3600、4500、5400、7200，但是有以下还是可以达到更高的转速的。我们可以想象一下硬盘在工作的时候转速那么快，看着是比较危险的对吧，所以在硬盘工作的时候硬盘是不宜移动的，但是固态硬盘就另说了，不存在两种硬盘的原理都不一样，我们今天讲的都是我们的机械硬盘，如果在硬盘工作的时候移动会加重 我们轴承的工作，另外我们磁头在工作的时候是不接触硬盘的，万一受到外力的撞击可能会导致与盘片接触，这后果就是你的硬盘数据损毁了。

盘体

这个就相对简单一点了，我们说的硬盘盘片其实并不是只有一片，而是有很多片组成，从上到下重叠地放在一个密封的盒子中，他们在电机的带动下高速旋转。也是一样运行的时候最好不要去碰撞或移动我们的硬盘。

另外补充一个相关的知识点：我们硬盘的读写是以柱面的扇区为单位的，柱面是我们盘体中所有磁面半径相同的同心磁道 ，写数据的时候是先一个扇区一个扇区的写，先写满一个扇区，再写同一个柱面下的下一个扇区，在没写满之前是不会跑到其他磁道的。感兴趣的可以去了解一下他的工作原理。

最后感谢各位耐心的读者，你们有什么想了解的知识也可以说出来，有时间会给各位更新。