① 电脑硬盘什么样子的啊结构什么样啊工作原理是什么样的
DIY装机指的是自行选择电脑的各个硬件，这些硬件包括处理器、主板、内存、显卡、硬盘、机箱、电源等，在保证兼容、合理搭配的同时将所有的DIY硬件搭配组装为一台完整的电脑，也是所谓的“组装机”、“兼容机”，今天小编再来帮大家科普一下硬盘选购知识和硬盘知识，教你如何挑选合适的硬盘。硬盘分为固态硬盘和机械硬盘以及混合硬盘三个类型，而绝大数的用户都是采用固态硬盘和机械硬盘双硬盘方案，现在混合硬盘市场需要很小，市场上装机常见主要是固态硬盘和机械硬盘，我们先来简单介绍一下这三个类型的硬盘知识吧。一、硬盘 选购 的类型：1、机械硬盘(HDD)是一款传统式硬盘，在没有固态硬盘之前都是搭配的机械硬盘，现在装机搭配机械硬盘多数作为储存副盘。机械硬盘的结构主要是由一个或者多个铝制或者玻璃制成的磁性盘片、磁头、转轴、磁头控制器、控制电机、数据转换器、接口以及缓存等几个部分组成。在机械硬盘在工作的时候，磁头悬浮在高速旋转的磁性盘片上进行读写数据。优点主要是容量大，价格便宜，技术成熟，硬盘破坏可做数据恢复，而缺点主要是速度相比固态硬盘要慢，发热大，噪音大，防震抗摔性差。2、固态硬盘(SSD)固态硬盘是在机械硬盘之后推出的一款新型硬盘，也是现在装机首选硬盘之一，都是设为主盘运用，大大提升系统速度。固态硬盘主要是由多个闪存芯片加主控以及缓存组成的阵列式储存，属于以固态电子储存芯片阵列制成的一种硬盘。优点主要是相比机械硬盘，读取速度更快，寻道时间更小，能够提升系统、软件、游戏等读写速度，静音、防震抗摔性佳，低功耗、轻便、发热小。而缺点主要是价格偏贵、容量较小，大储存需要的时候，往往需要搭配机械硬盘来运用。3、混合硬盘(SSHD)混合硬盘相当于机械硬盘和固态硬盘的结合产品，采用容量较小的闪存颗粒作为储存常用文件，而磁盘才是最为重要的储存介质，而闪存仅仅是起了缓冲的作用，将更多的常用文件保存到闪存内减小寻道时间，从而提升效率。混合硬盘优缺点主要是读写速度相比机械硬盘要快，但是速度不如固态硬盘，与机械硬盘同样，发热显着，有显着噪音，有震动。二、硬盘 选购 的品牌1、机械硬盘：西部数据(WD)、希捷(ST)2、固态硬盘：三星、Intel、浦科特、Toshiba、建兴、闪迪、金士顿、威刚、WD、影驰、七彩虹、台电等。一般来说，首选三星、intel、浦科特，不过价格偏贵，其次金士顿、闪迪、Toshiba等，性价比品牌可以影驰、威刚、台电、七彩虹等。三、硬盘 选购 的容量同价位情况下，机械硬盘的容量要比固态硬盘要大很多，因此大储存的情况下，必须搭配机械硬盘作为储存运用，除非你是土豪，直接购买大容量的固态硬盘。固态硬盘容量通常：120G、240G、320G、500G、1T、2T或者以上等。不过现在基本都是选用120G、240G容量为主，因为大容量的固态硬盘价格绝对让你怀疑人生，不过相信经过固态硬盘多年的发展，大容量会越来越主流，越来越便宜。机械硬盘容量通常：1T、2T、3T、4T或者以上等。一般基本都是选用1T、2T机械硬盘，再大的基本用不到，除非真有这样的储存需要。四、硬盘 选购 的接口机械硬盘现在都是SATA3接口，而固态硬盘常见的有：SATA 3接口，PCI-E接口，M.2接口，其中M.2之间也有不一样的规格，主要由2242、2260、2280三种规格。SATA3接口的固态硬盘是现在运用广泛的，而M.2接口固态硬盘慢慢主流起来，而PCI-E接口一般运用在高端机上，拥有更高的速度体验。五、硬盘 选购 的尺寸台式电脑机械硬盘都是3.5英寸，而SATA3接口的固态硬盘是2.5寸的，与笔记本的机械硬盘尺寸相似，因此也可以运用在笔记本上。PCI-E接口的固态硬盘只适于台式电脑，并不合适笔记本，而M.2和SATA的固态硬盘，台式电脑和笔记本都是通用的。不过对于现在的笔记本和台式电脑来说，M.2接口的固态硬盘外形小巧，打破了SATA接口带来的性能瓶颈，因此装机之家小编坚信，M.2接口的固态硬盘才是未来趋势。是什么决定了固态硬盘和机械硬盘速度?固态硬盘主要是颗粒与主控， 固态的颗粒与主控好坏决定了一款固态硬盘的性能，颗粒与主控越好，无疑固态硬盘的速度越强。SSD的颗粒的传统分类：SLC、MLC、TLC，SLC颗粒要强于MLC，而MLC颗粒又强于TLC，不过SLC颗粒在现在市场基本很少，(装机之家原创)主要是价格偏贵，现在中高端的固态还是MLC颗粒的天下，而TLC颗粒成本较低，性能与寿命不如MLC，定位市场入门级固态硬盘。SLC = Single-Level Cell ，即1bit/cell，速度快寿命长，价格超贵(约MLC 3倍以上的价格)，约10万次擦写寿命。MLC = Multi-Level Cell，即2bit/cell，速度一般寿命一般，价格一般，约1000--3000次擦写寿命。TLC = Trinary-Le② 机械硬盘是什么
硬盘有机械硬盘(HDD)和固态硬盘(SSD)之分。机械硬盘即是传统普通硬盘，主要由：盘片，磁头，盘片转轴及控制电机，磁头控制器，数据转换器，接口，缓存等几个部分组成。
磁头可沿盘片的半径方向运动，加上盘片每分钟几千转的高速旋转，磁头就可以定位在盘片的指定位置上进行数据的读写操作。信息通过离磁性表面很近的磁头，由电磁流来改变极性方式被电磁流写到磁盘上，信息可以通过相反的方式读取。硬盘作为精密设备，尘埃是其大敌，所以进入硬盘的空气必须过滤。
机械硬盘中所有的盘片都装在一个旋转轴上，每张盘片之间是平行的，在每个盘片的存储面上有一个磁头，磁头与盘片之间的距离只有0.1μm～0.5μm，较高的水平已经达到 0.005μm～0.01μm，所有的磁头联在一个磁头控制器上，由磁头控制器负责各个磁头的运动。
区别
机械硬盘与固态硬盘优缺点对比
1、防震抗摔性：机械硬盘都是磁盘型的，数据储存在磁盘扇区里。而固态硬盘是使用闪存颗粒（即内存、MP3、U盘等存储介质）制作而成，所以SSD固态硬盘内部不存在任何机械部件，这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响到正常使用，而且在发生碰撞和震荡时能够将数据丢失的可能性降到最小。相较机械硬盘，固硬占有绝对优势。
2、数据存储速度：机械硬盘的速度约为120MB/S，SATA协议的固态硬盘速度约为500MB/S，NVMe协议(PCIe 3.0×2)的固态硬盘速度约为1800MB/S，NVMe协议(PCIe 3.0×4)的固态硬盘速度约为3500MB/S。
3、功耗：固态硬盘的功耗上也要低于机械硬盘。
4、重量：固态硬盘在重量方面更轻，与常规1.8英寸硬盘相比，重量轻20-30克。
5、噪音：由于固硬属于无机械部件及闪存芯片，所以具有了发热量小、散热快等特点，而且没有机械马达和风扇。
③ 机械硬盘的组成(基本概念)
一个机械硬盘由下面五个部分组成(这里只包含核心部分,像金属介质、磁化材料不会涉及)
硬盘中一般会有多个盘片组成，每个盘片包含两个面，每个盘面都对应地有一个读/写磁头。受到硬盘整体体积和生产成本的限制，盘片数量都受到限制，一般都在5片以内,但随着机械硬盘越来越大,盘片也有上百的,具体数量取决于硬盘厂商。盘片的编号自下向上从0开始，如最下边的盘片有0面和1面，再上一个盘片就编号为2面和3面。
下图显示的是一个盘面，盘面中一圈圈灰色同心圆为一条条磁道，从圆心向外画直线，可以将磁道划分为若干个弧段，每个磁道上一个弧段被称之为一个扇区（图践绿色部分）。扇区是磁盘的最小组成单元，通常是512字节。（由于不断提高磁盘的大小，部分厂商设定每个扇区的大小是4096字节）
硬盘通常由重叠的一组盘片构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的“0”开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为磁盘的柱面。柱面，其实是个“虚”的东西！它是分开的。物理上不是一体的。只是在空间上，它类似于一个桶的桶壁一样。磁盘的柱面数与一个盘面上的磁道数是相等的。由于每个盘面都有自己的磁头，因此，盘面数等于总的磁头数。 如下图
存储容量 ＝ 磁头数 × 磁道(柱面)数 × 每道扇区数 × 每扇区字节数
图3中磁盘是一个 3个圆盘6个磁头，7个柱面（每个盘片7个磁道） 的磁盘，图3中每条磁道有12个扇区，所以此磁盘的容量为：
存储容量 6 * 7 * 12 * 512 = 258048
每个磁道的扇区数一样是说的老的硬盘，外圈的密度小，内圈的密度大，每圈可存储的数据量是一样的。新的硬盘数据的密度都一致，这样磁道的周长越长，扇区就越多，存储的数据量就越大。
寻道时间：磁头从开始移动到数据所在磁道所需要的时间，寻道时间越短，I/O操作越快，目前磁盘的平均寻道时间一般在3－15ms，一般都在10ms左右。
旋转延迟：盘片旋转将请求数据所在扇区移至读写磁头下方所需要的时间，旋转延迟取决于磁盘转速。普通硬盘一般都是7200rpm，慢的5400rpm。
数据传输时间：完成传输所请求的数据所需要的时间。
小结一下：从上面的指标来看、其实最重要的、或者说、我们最关心的应该只有两个：寻道时间；旋转延迟。
读写一次磁盘信息所需的时间可分解为：寻道时间、延迟时间、传输时间。为提高磁盘传输效率，软件应着重考虑减少寻道时间和延迟时间。
虽然知道了机械硬盘的大致组成结构,但是要回答下面几个问题,还是比较难的,需要进行更深入的研究:
④ 扇区是什么柱面是什么磁头是什么
硬盘划分为磁头（Heads）、柱面(Cylinder)、扇区(Sector)。
*△磁头(Heads)*：每张磁片的正反两面圆前宴各有一个磁头，一个磁头对应一张磁片的一个面。因此，用第几磁头
就可以表示数据在哪个磁面。
*△柱面(Cylinder)*：所有磁片中半径相同的同心磁道构成“柱面"，意思是这一系列的磁道垂直叠在一起，就形成一个柱面的形状。简单地理解悔李，柱面就是磁道。
*△扇区(Sector)*：将磁道划分为若干个小的区段，就是扇区。虽橘银然很小，但实际是一个扇子的形状，故称为扇区。每个扇区的容量为512字节。
⑤ 机械硬盘
机械硬盘（ HDD ， Hard Disk Drive ）主要由盘片、磁头、电机马达、接口等组成。
一个 机械硬盘 由多个 盘片 叠加而成。
盘片（ Platters ）的表面涂有 磁性物质 ，这些磁性物质用来记录二进制数据。工作时在主轴马达的带动下进行高速旋转（比如 每分钟 7200 转 ）。每个盘片都有上下两面，称为盘面，每个盘面都有一个对应的读写磁头负责读写该盘面上的数据。
当关机时，磁头会停留在硬盘的 停泊区 ，工作时才会移动到盘面上方，依靠磁盘高速旋转引起的空气动力效应悬浮在盘面上。
在硬盘系统中，盘面按照从上到下的顺序从 0 开始编号，盘面号也叫磁头号，比如一个硬盘有 两个盘片 ，则盘面号为 0 ~ 3 。
名词解释：
在盘片高速旋转时保持磁头不动，那么磁头就会在盘面上形成一个圆形的轨迹，这些同心的圆形轨迹就是 磁道 （ Track ）。每个盘面上都有多个磁道，这些磁道 由外向内 从 0 开始顺序编号。
所有盘面上半径相同的同心磁道垂直堆叠在一起构成的一个圆柱，称为 柱面 （ Cylinder ）。柱面是一个抽象出来的概念，它在物理上不是一体的，只是在空间上类似于一个圆柱的外壁。 为了方便理解，可以认为柱面就是磁道 。柱面上的磁头 由上到下 从 0 开始顺序编号，数据的读写也是按照柱面进行。
在读写数据时，首先在同一柱面内从 0 号磁头开始操作，依次向下在同一柱面的不同盘面即磁头上进行操作，只有当同一柱面的所有磁头全部读写完毕后才将磁头切换到 下一个柱面 （ 同心圆往里的柱面 ）。 这么做的原因是选取磁头只需通过电子切换即可，而选取柱面则必须通过机械切换，电子切换是相当快的，而机械切换磁头则要慢得多 。
概括来说，就是 当一个磁道写满数据后，就在同一柱面的下一个盘面上写，一个柱面写满后，才会移动到下一个柱面 ，读数据也是按照同样的方式。
盘面上可以划分出很多磁道，但是我们并不需要每次都读写这么多数据，所以又将磁道划分为了若干更小的弧段，每段被称为一个 扇区 （ Sector ）。
由于这些弧段转动的 角速度一样 ，但是长度不同，所以 线速度也不一样 ，外圈的线速度大于内圈，即 相同的转速下，在同样的时间段内外圈划过的弧段长度要比内圈划过的弧段长度大 。
扇区从 1 开始编号，是硬盘进行读写操作的最小单位 ，一般硬盘的一个扇区大小为 512 字节 ——这也就意味着哪怕我们只存放 1 字节的数据也会占用硬盘的一个扇区（512 字节）。后来为了提升硬盘的效率和使用率又推出了 4K 大小的扇区 标准。
扇区存储的第一个主要部分 就是标识符，也就是扇区头标，它是一个扇区的三维地址，包括盘面号、柱面号和扇区号，通过这三个地址可以唯一确定一个扇区。可用（ 柱面号 ， 盘面号 ， 扇区号 ）来定位任意一个 “磁盘块”。
在 【文件的物理结构】中，我们经常提到文件数据存放在外存中的几号块（逻辑地址），这个块号就可以转换成（ 柱面号 ， 盘面号 ， 扇区号 ）的地址形式。
可根据该地址读取一个 “块”，操作如下：
扇区的第二个主要部分 就是存储数据的数据段，可分为数据和保护数据的纠错码（ ECC ）。
存储容量 = 磁头数（盘面数）* 磁道数（柱面数）* 每个磁道的扇区数 * 每个扇区的字节数
从硬盘的物理结构来看，数据存取信息的最小单位是扇区，一个扇区可能为 512 字节 或者是 4K 。
由于扇区的容量小且数量众多，在寻址时比较困难，所以操作系统就将相邻的扇区组合在一起，形成一个整体， 这个整体就是操作系统对硬盘进行存取的最小单位 ，在 Windows 下称为 簇 （ Cluster ），在 Linux 等系统中称为 块 （ Block ）。每个簇或块可以包含 2, 4, 8, 16, 32 等， 2 的 n 次方个扇区 。
Windows 系统上通过管理员身份运行 fsutil fsInfo ntfsInfo C: 命令，会得到以下信息：
这台设备使用的文件系统是 NTFS ，默认的簇大小为 4096 字节 。
Linux 系统上通过以下命令可以查看 block 信息：
【设置 cmd 的显示语言】
当需要从硬盘读取数据时，操作系统会将数据的逻辑地址发送给硬盘，硬盘的控制电路按照寻址逻辑将逻辑地址翻译成物理地址，即确定要读取的数据在哪个磁道，哪个扇区。
为了读取这个扇区的数据，需要将磁头移动到这个扇区的上方，为了实现这一点：
可以看到，进行一次读写硬盘所需要的时间可以概括为： 寻道时间 、 旋转时间 和 传输时间 。目前硬盘的平均寻道时间在 3ms 到 15ms 之间，普通硬盘的转速一般为 5400 rpm 或 7200 rpm 。
由于存储介质的特性，硬盘本身的存取速度就比主存慢很多，再加上磁头的机械运动，存取速度就更慢了。
为了提高硬盘的效率， 尽量减少磁盘 I/O ，硬盘往往不是严格的按需存取，而是每次都会预读，即使只需要一个字节，磁盘也会从这个位置开始，顺序地向后读取一定长度的数据放入内存，这样做的理论依据是计算机科学中着名的 空间局部性原理 ：
程序在运行期间，一段时间内所需要的数据通常都比较集中，由于磁盘的顺序读取效率很高（不需要寻道时间，只需要很少的旋转时间），因此 预读一般都可以提高磁盘 I/O 的效率 。
磁盘预读的长度一般为 页 （ Page ）的整数倍。由于操作系统经常与内存和硬盘这两种设备进行通信，为了屏蔽底层物理存储结构的设计细节，需要抽象出一种逻辑上的存储单位。
当程序要读取的数据不在内存中时，会触发一个缺页异常，此时操作系统会向磁盘发出读盘信号，磁盘会找到数据的起始位置然后连续读取一页或者几页的数据放入内存，然后异常返回，程序继续执行。
硬盘 按 数据接口 不同，大致分为 ATA 和 SATA （可参阅 IDE 界面）以及 SCSI 和 SAS 。
⑥ 机械硬盘由哪些结构组成
不管是哪一种机械硬盘，基本都是由盘片、磁头、盘片主轴、控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部份组成。
⑦ 简述下硬盘的工作原理
硬盘分为机械硬盘与固态硬盘两者，各类型原理如下：
1、机械硬盘
机械硬盘由磁盘、马达和磁头等机械部件组成，当机械硬盘需要读取数据时，磁头需要移动到相应的位置，读取磁盘上的数据，而这个过程是需要时间的，称之为寻道时间和潜伏周期。
2、固态硬盘
固态硬盘的内部构造包括PCB板、主控制器芯片和闪存芯片。其中最基本的单位就是闪存芯片，这是一种非易失性内存芯片，通过充电、放电的方式写入和擦除数据。
(7)机械硬盘的结构扩展阅读：
由于HDD在运行时需要转动，所以抗震能力和性能比较弱，而且待机转动时功耗也更高一些（停转除外），读写时会有明显“吱”的声响；由于SSD没有机械结构转动，所以抗震能力很强，性能也更好，同时功耗也低很多，工作时没有声音。
另外容量方面，2.5英寸HDD的容量可以做到最高4TB，主流为1TB和2TB，而SSD即使迎来QLC，目前主流容量还集中在256GB和512GB。SSD是完全可以做大容量的，但由于价格问题，中等容量SSD更容易被接受。