张梓琳双开叉秀玉腿硬盘发明于20世纪50年代。最初这些直径达20英寸的宽大磁盘只能保存几兆的数据。它们先是被称为“固定磁盘”或“温彻斯特盘”（IBM公司一种流行产品的代号），后来又被称为“硬盘”以区别于“软盘”。硬盘使用附有磁性介质的硬质盘片，而磁带和软盘使用的是柔软的塑料薄在最为基本的层面上看，硬盘与卡式磁带并无太大不同。它们都使用的磁记录技术。硬盘与卡式磁带共享磁存储带来的最大好处在于：磁介质很容易被擦除和重写，并可将存于其上的磁通模式“记忆”许多年。(1)接口：接口包括电源接口插座和数据接口插座两部分，其中电源插座就是与主机电源相连接，为硬盘正常工作提供电力保证。数据接口插座则是硬盘数据与主板控制芯片之间进行数据传输交换的通道，使用时是用一根数据电缆将其与主板IDE接口或与其它控制适配器的接口相连接，经常听说的40针、80芯的接口电缆也就是指数据电缆，数据接口可以分成IDE接口和SCSI接口两大派系。(2)控制电路板：大多数的控制电路板都采用贴片式焊接，它包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路等。在电路板上还有一块ROM芯片，里面固化的程序可以进行硬盘的初始化，执行加电和启动主轴电机，加电初始寻道、定位以及故障检测等。在电路板上还安装有容量不等的高速数据缓存芯片，在此块硬盘内结合有2MB的高速缓存。(3)固定面板：就是硬盘正面的面板，它与底板结合成一个密封的整体，保证了硬盘盘片和机构的稳定运行。在面板上最显眼的莫过于产品标签，上面印着产品型号、产品序列号、产品、生产日期等信息，这在上面已提到了。除此，还有一个透气孔，它的作用就是使硬盘内部气压与大气气压保持一致。硬盘内部结构由固定面板、控制电路板、磁头、盘片、主轴、电机、接口及其它附件组成，其中磁头盘片组件是构成硬盘的核心，它封装在硬盘的净化腔体内，包括有浮动磁头组件、磁头驱动机构、盘片、主轴驱动装置及前置读写控制电路这几个部分。(1)磁头组件：这个组件是硬盘中最精密的部位之一，它由读写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成。磁头是硬盘技术中最重要和关键的一环，实际上是集成工艺制成的多个磁头的组合，它采用了非接触式头、盘结构，加电后在高速旋转的磁盘表面移动，。与盘片之间的间隙只有0.1～0.3μm，这样可以获得很好的数据传输率。现在转速为7200RPM的硬盘飞高一般都低于0.3μm，以利于读取较大的高信噪比信号，提供数据传输率的可靠性。(2)磁头驱动机构：硬盘的寻道是靠移动磁头，而移动磁头则需要该机构驱动才能实现。磁头驱动机构由电磁线圈电机、磁头驱动小车、防震动装置构成，高精度的轻型磁头驱动机构能够对磁头进行正确的驱动和定位，并能在很短的时间内精确定位系统指令指定的磁道。(3)磁盘片：盘片是硬盘存储数据的载体，现在硬盘盘片大多采用金属薄膜材料，这种金属薄膜较软盘的不连续颗粒载体具有更高的存储密度、高剩磁及高矫顽力等优点。另外，IBM还有一种被称为“玻璃盘片”的材料作为盘片基质，玻璃盘片比普通盘片在运行时具有更好的稳定性。从图中可以发现，硬盘盘片是完全平整的，简直可以当镜子使用。(4)主轴组件。主轴组件包括主轴部件如轴承和驱动电机等。随着硬盘容量的扩大和速度的提高，主轴电机的速度也在不断提升，有厂商开始采用精密机械工业的液态轴承电机技术(FDB)。采用FDB电机不仅可以使硬盘的工作噪音降低许多，而且还可以增加硬盘的工作稳定性。硬盘控制电路总得来说可以分为如下几个部分：主控制芯片、数据传输芯片、高速数据缓存芯片等，其中主控制芯片负责硬盘数据读写指令等工作。数据传输芯片则是将硬盘磁头前置控制电路读取出数据经过校正及变换后，经过数据接口传输到主机系统，至于高速数据缓存芯片是为了协调硬盘与主机在数据处理速度上的差异而设的。缓存对磁盘性能所带来的作用是无须置疑的，在读取零碎文件数据时，大缓存能带来非常大的优势。它是利用特定的磁粒子的极性来记录数据。每一个磁头上都有一个微型电磁体，由包裹线圈的铁芯构成。该电磁体会施加一个磁通量到介质的氧化涂层上，氧化物能永久性地“记住”它感受到的磁通效应。进行写操作时，数据信号沿线圈传播，继而在铁芯中产生一个磁场。在磁通效应的作用下，磁头和介质间的空隙内会形成干涉条纹。这种干涉效应会在空隙间形成一个桥接，继而磁化介质上的氧化物。当驱动器读取数据时，读磁头会施加一个能穿过空隙的变化磁场，于是铁芯中也会产生一个变化的磁场，线圈上就会得到一个电信号。随后，这一信号会以二进制数据的形式传送给计算机。数据保存于盘片表面的扇区和磁道上。磁道是一些同心圆环，扇区是磁道上的扇形区段，如右图所示：图中用黄色显示一个典型磁道，用蓝色显示一个典型扇区。一个扇区包含固定数目的字节，如256或512个。无论是在驱动器还是操作系统级，扇区往往集合在一起形成硬盘的每个盘片的每个面都有一个读写磁头，磁盘盘面区域的划分如图所示。磁头靠近主轴接触的表面，即线速度最小的地方，是一个特殊的区域，它不存放任何数据，称为启停区或着陆区（LandingZone），启停区外就是数据区。硬盘不工作时，磁头停留在启停区，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，这时磁头才向盘片存放数据的区域移动。盘片旋转产生的气流相当强，足以使磁头托起，并与盘面保持一个微小的距离。这个距离越小，磁头读写数据的灵敏度就越高，当然对硬盘各部件的要求也越高。早期设计的磁盘驱动器使磁头保持在盘面上方几微米处飞行。稍后一些设计使磁头在盘面上的飞行高度降到约0.1μm～0.5μm，现在的水平已经达到0.005μm～0.01μm，这只是人类头发直径的千分之一。磁道磁盘在格式化时被划分成许多同心圆，这些同心圆轨迹叫做磁道（Track）。磁道从外向内从0开始顺序编号。硬盘的每一个盘面有300～1024个磁道，新式大容量硬盘每面的磁道数更多。柱面所有盘面上的同一磁道构成一个圆柱，通常称做柱面（Cylinder），每个圆柱上的磁头由上而下从“0”开始编号。扇区操作系统以扇区（Sector）形式将信息存储在硬盘上，每个扇区包括512个字节的数据和一些其他信息。一个扇区有两个主要部分：存储数据地点的标识符和存储数据的数据段。写与读系统将文件存储到磁盘上时，按柱面、磁头、扇区的方式进行，即最先是第1磁道的第一磁头下（也就是第1盘面的第一磁道）的所有扇区，然后，是同一柱面的下一磁头，……，一个柱面存储满后就推进到下一个柱面，直到把文件内容全部写入磁盘。读的顺序一样。1.接口类型2.容量3.单碟容量4.盘片数5.磁头数6.内部数据传输率7.外部数据传输率8.缓存9.转速10.平均寻道时间11.NCQ技术固态硬盘（SolidStateDisk、IDEFLASHDISK、SerialATAFlashDisk）是由控制单元和存储单元（FLASH芯片）组成，简单的说就是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘（目前最大容量为416GB），固态硬盘的接口规范和定 义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同，.在产品 外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致，包括3.5，2.5， 1.8多种类型。由于固态硬盘没有普通硬盘的旋转介质， 因而抗震性极佳，同时工作温度很宽，扩展温度的电子硬 盘可工作在-45～+85。广泛应用于军事、车载、工控、 视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空等、 导航设备等领域。 通俗点讲：目前的硬盘（ATA或SATA）都是磁碟型的， 数据就储存在磁碟扇区里。固态硬盘闪存颗粒（flash disk） 制作而成（即目前内存、mp3、U盘等存储介质），外观 上和传统硬盘没有区别。 NOR型FLASH和NANDflash存储数据的原理 两种闪存都是用三端器件作为存储单元，分别为源极、漏极和栅极，与场效应管的工作原理相同，主要是利用电场的效 应来控制源极与漏极之间的通断，栅极的电流消耗极小，不同 的是场效应管为单栅极结构，而FLASH为双栅极结构，在栅极 与硅衬底之间增加了一个浮置栅极。 浮置栅极是由氮化物夹在两层二氧化硅材料之间构成的，中间的氮化物就是可以存储电荷的电荷势阱。上下两层氧化物 的厚度大于50埃(一万万分之一厘米)，以避免发生击穿。 向数据单元内写入数据的过程就是向电荷势阱注入电荷的过程，写入数据有两种技术，热电子注入(hot electron injection) 和F-N隧道效应(Fowler Nordheim tunneling)，前一种是通过源 极给浮栅充电，后一种是通过硅基层给浮栅充电。NOR型 FLASH通过热电子注入方式给浮栅充电，而NAND则通过F-N 隧道效应给浮栅充电。 在写入新数据之前，必须先将原来的数据擦除，这点跟硬盘不同，也就是将浮栅的电荷放掉，两种FLASH都是通过F-N 隧道效应放电。 NAND flash的写入和擦除 NORflash的写入和擦除 这方面两种FLASH一样，向浮栅中注入电荷表示写入了0，没有注入电荷表示1，所以对FLASH清除数据是写1的，这与硬盘正好相反； 对于浮栅中有电荷的单元来说，由于浮栅的感应作用，在源极和漏极之间将形成带正电的空间电荷区，这时无论控制极上有没有施加偏置电压，晶 体管都将处于导通状态。而对于浮栅中没有电荷的晶体管来说只有当控制极 上施加有适当的偏置电压，在硅基层上感应出电荷，源极和漏极才能导通， 也就是说在没有给控制极施加偏置电压时，晶体管是截止的。 如果晶体管的源极接地而漏极接位线，在无偏置电压的情况下，检测晶体管的导通状态就可以获得存储单元中的数据，如果位线上的电平为低，说 明晶体管处于导通状态，读取的数据为0，如果位线上为高电平，则说明晶体 管处于截止状态，读取的数据为1。由于控制栅极在读取数据的过程中施加的 电压较小或根本不施加电压，不足以改变浮置栅极中原有的电荷量，所以读 取操作不会改变FLASH中原有的数据。 两种FLASH具有相同的存储单元，工作原理也一样，为了缩短存取时间并不是对每个单元进行单独的存取操作，而是对 一定数量的存取单元进行集体操作，NAND型FLASH各存储单 元之间是串联的，而NOR型FLASH各单元之间是并联的；为了 对全部的存储单元有效管理，必须对存储单元进行统一编址。 NAND的全部存储单元分为若干个块，每个块又分为若干个页，每个页是512byte，就是512个8位数，就是说每个页有 512条位线个存储单元。在读取数据时，当字 线和位线锁定某个晶体管时，该晶体管的控制极不加偏置电压， 其它的7个都加上偏置电压而导通，如果这个晶体管的浮栅中有 电荷就会导通使位线为低电平，读出的数就是0，反之就是1。 相对固定的读取时间。由于寻址时间与数据存储位置无关，因此磁盘碎片不会影响读取时间。 无噪音。因为没有机械马达和风扇，工作时噪音值为0分贝。 低容量的基于闪存的固态硬盘在工作状态下能耗和发热量较低，但高端或大容量产品能耗会较高。 内部不存在任何机械活动部件，不会发生机械故障，也不怕碰撞、冲击、振动。 工作温度范围更大。典型的硬盘驱动器只能在5到55范围内工作。而大多数固态硬盘可在-10~70工作。 低容量的固态硬盘比同容量硬盘体积小、重量轻。但这一优势随容量增大而逐渐减弱。直至256GB，固态硬盘仍 比相同容量的普通硬盘轻。