計算機磁碟是如何實現儲存的？
儲存原理簡述：
硬碟是在硬質碟片（一般是鋁合金，以前 IBM 也嘗試過使用玻璃）上塗敷薄薄的一層鐵磁性材料。硬碟儲存資料的原理和盒式磁帶類似，只不過盒式磁帶上儲存是模擬格式的音樂，而硬碟上儲存的是數字格式的資料。寫入時，磁頭線圈上加電，在周圍產生磁場，磁化其下的磁性材料；電流的方向不同，所以磁場的方向也不同，可以表示 0 和 1 的區別。讀取時，磁頭線圈切割磁場線產生感應電流，磁性材料的磁場方向不同，所以產生的感應電流方向也不同。 不論是什麼計算機檔案,歌曲,視訊,圖片,文件等等都是以一個二進位制的序列存在的,也就是很多個"10010001110011......"這樣的東西,硬碟上的儲存的檔案實際上就是儲存著這些0和1的序列.硬碟的磁頭能夠按照指令讀取相應位置的訊號,並且能夠改變指定位置的磁場方向,這就是資料的讀和寫。
硬碟結構：
硬碟內部結構由固定面板、控制電路板、盤頭元件、介面及附件等極大部分組成，而盤頭元件（HardDiskAssembly, HDA）是構成硬碟的核心，封裝在硬碟的淨化腔體內，包括浮動磁頭元件、磁頭驅動機構、碟片及主軸驅動機構、前置讀寫控制電路等。
- 浮動磁頭元件：
由讀寫磁頭、傳動手臂、傳動軸三部分組成。磁頭是硬碟技術最重要和關鍵的一環，實際上是整合工藝製成的多個磁頭的組合，它採用了非接觸式頭、盤結構，加電後在高速旋轉的磁碟表面飛行，飛高間隙只有0.1~0.3um（微米），可以獲得極高的資料傳輸率。現在轉速5400rpm的硬碟飛高都低於0.3um，以利於讀取較大的高信噪比訊號，提供資料傳輸儲存的可靠性。 - 磁頭驅動機構：
由音圈電機和磁頭驅動小車組成，新型大容量硬碟還具有高效的防震動機構。高精度的輕型磁頭驅動機構能夠對磁頭進行正確的驅動和定位，並在很短的時間內精確定位系統指令指定的磁軌，保證資料讀寫的可靠性。 - 碟片和主軸元件：
碟片是硬碟儲存資料的載體，現在的碟片大都採用金屬薄膜磁碟，這種金屬薄膜較之軟磁碟的不連續顆粒載體具有更高的記錄密度，同時還具有高剩磁和高矯頑力的特點。主軸電機的速度也在不斷提升，有廠商開始採用精密機械工業的液態軸承電機技術。 - 前置控制電路：
前置放大電路控制磁頭感應的訊號、主軸電機調速、磁頭驅動和伺服定位等，由於磁頭讀取的訊號微弱，將放大電路密封在腔體內減少外來訊號的干擾，提高操作指令的準確性。
現代硬碟的工作原理：
現在的硬碟，無論是IDE還是SCSI，採用的都是“溫切斯特”技術，都有以下特點：
- 磁頭，碟片及運動機構密封。
- 固定並高速旋轉的鍍磁碟表面平整光滑。
- 磁頭沿碟片徑向移動。
- 磁頭對碟片接觸式啟停，但工作時呈飛行狀態不與碟片直接接觸。
碟片：硬碟碟片是將磁粉附著在鋁合金（新材料也有用玻璃）圓碟片的表面上，這些磁粉被劃分成稱為磁軌的諾幹個同心圓，在每個同心圓的磁軌上就好像有無數的任意排列的小磁鐵，它們分別代表著0和1的狀態。當這些小磁鐵受到來自磁頭的磁力影響時，其排列的方向會隨之改變。利用磁頭的磁力控制指定的一些小磁鐵方向，使每個小磁鐵都可以用來儲存資訊。
盤體：硬碟的盤體由多個碟片組成，這些碟片重疊在一起放在一個密封的盒中，他們主軸電機的帶動下以很高的速度旋轉，其每分鐘可達3600/4500/5400/7200甚至以上。
磁頭：硬碟的磁頭用來讀取或者修改碟片上磁性物質的狀態，一般說來，每一個磁面都會有一個磁頭，從最上面開始，從0開始編號。磁頭在停止工作時，與磁碟是接觸的，但是在工作時呈飛行狀態。磁頭採取在碟片的著陸區接觸式啟停的方式，著陸區不存放任何資料，磁頭在此區域啟停，不存在損傷任何資料的問題。讀取資料時，碟片告訴旋轉，由於對磁頭運動採取了精巧的空氣動力學設計，此時磁頭處於離盤面資料區0.2--0.4微米高度的飛行狀態。既不與盤面接觸造成磨損，又能可靠的讀取資料。
電機：硬碟內的電機都為無刷電機，在高速軸承支撐下機械磨損很小，可以長時間連續工作。高速旋轉的盤體產生了明顯的陀螺效應，所以工作中的硬碟不宜運動，否則將家中軸承的工作負荷。硬碟磁頭的尋道伺服電機多采用音圈式旋轉或者直線運動步進電機，在私服跟蹤的調節下精確地跟蹤碟片的磁軌，所以在硬碟工作時不要有衝擊碰撞，搬動時要小心輕放。
首先，磁碟和資料區是不會有接觸的，不存在磨損問題。
其次，一開機硬碟就處於旋轉狀態，主軸電機的旋轉可達到4500或者7200轉每分鐘，這個你是否使用flashget或者迅雷都沒有關係，只要一通電，它們就在轉，它們的磨損也和軟體無關。
再次，尋道電機控制下的磁頭的運動，時左右來回移動的，而且幅度很小，從碟片的最內層（著陸區）啟動，慢慢移動到最外層，再慢慢移回來，一個磁軌再到另一個磁軌來尋找資料。不會有什麼大規模跳躍，所以它的磨損也可以忽略不計。
那麼，熱量的來源在哪裡？
首先， 是主軸電機和尋道伺服器電機的旋轉，硬碟的溫度主要是因為這個。
其次，高速旋轉的盤體和空氣之間的摩擦。這個也是主要因素。硬碟的讀寫發熱量可以忽略不計！
硬碟的讀操作：是碟片上磁場的變化影響到磁頭的電阻值，這個過程中碟片不會發熱，磁頭倒是因為電流發生變化，所以會有一點熱量產生。
磁碟的寫操作：正好相反，通過磁頭的電流強度不斷髮生變化，影響到碟片的磁場，這一過程因為用到電磁感應，所以磁頭髮熱量較大。但是碟片本省是不會發熱的，因為碟片上的永磁體是冷性的，不會因為磁場變化而發熱。
但總的來說，磁頭的發熱量和前面兩個比起來是小巫見大巫。熱量是可以輻射傳導的，那麼高人量對磁碟上的永磁是否會有傷害？其實傷害是很小的，永磁體消磁的溫度，淵源高於硬碟正常情況下產生的溫度。當然，要是你的跡象散熱不好，那就不能怪別人了。
- 高溫是影響到磁頭電阻感應靈敏度，所以才會產生讀寫錯誤，和永磁體沒有關係。
- 所謂的熱膨脹，不會拉近盤體和磁頭的距離，因為磁頭的飛行是空氣動力學原理，在正常情況下始終和碟片保持一定距離。當然不排序大力打擊硬碟產生的震動。
- 所謂尋道是指硬碟從初始位置移動到指定磁軌。所謂重複動作，並不是經常發生的。因為磁軌的物理位置是存放在cmos裡，硬碟並不需要移動回0磁軌再重新分出發。只要磁頭一啟動，所謂的復位動作就完成了，除非你重新啟動電腦，不然復位動作就不會再發生。
- IDE硬碟和SCSI硬碟的盤體結構是產不多的。只是SCSI硬碟的介面頻寬比同時代IDE硬碟要大，而且往往SCSI卡都會有一個類似cpu的東西來減緩主cpu的佔用率。僅此而已，所以希捷才會把它的SCSI硬碟的技術用在IDE硬碟上。
- 硬碟的讀寫是以柱面的山區為單位的。柱面就是整個盤體中所有磁面的半徑相同的同心磁軌，而把每個磁軌劃分為若干個區就是所謂的扇區了。硬碟的寫操作，是先寫滿一個扇區，再寫同一柱面的下一個扇區，在一個柱面完全寫面前，磁頭是不會移動到別的磁軌上的。所以檔案在磁碟上的儲存，並不是像一般人認為是連續存放在一起的（從使用者開來是一起的，但從作業系統底層來看，其存放不是連續的）。所以FLASHGET等開了再多的執行緒，磁頭的尋道一般都不會比你一邊玩遊戲一邊聽歌大。當然，這種情況只是單純的下載或者上傳而已，但是其實在這個過程中，誰也保證不了自己不會啟動其它需要讀寫硬碟的軟體。可能很多人都喜歡一邊下載一邊玩遊戲或者聽歌，更不用說windows本身就需要頻繁讀寫虛擬記憶體中的檔案。所以，用FG下載也好用迅雷下載也好，對硬碟的磨損和平時想必不會太厲害。
- 再說說flashget為什麼開太多執行緒會不好喝ed為什麼硬碟讀寫頻繁？
首先，執行緒一朵，cpu佔用率就高，換頁動作也就頻繁，從而虛擬記憶體讀寫頻繁。ED呢？同時從幾個人哪裡下載一個檔案，還有幾個人同時下載你的檔案，這和FG開多執行緒是類似的。所以硬碟燈猛閃。但是，現在硬碟是有快取的，資料不是馬上就寫到硬碟上，而是先寫入快取，然後到一定量後再一次性寫入硬碟。在FG裡面再怎麼設定，其實是先寫入快取。但這個過程也是需要cpu干預的，所以設定時間太短，cpu佔用率也高，所以硬碟燈還是猛閃的，因為虛擬檔案在讀寫。 - 硬碟讀寫頻繁，磁頭臂在尋道伺服電機的驅動下移動頻繁，但是對機械來說這單損耗其實不大。除非你的硬碟本身就有機械故障，比如力臂變形之類（水貨最常見的故障）。真正損耗在於磁頭，不斷變化的電流會造成它的老化，但是和它的壽命想必應該也是合理範圍內的。除非因為震動，磁頭撞擊到盤體。
- 受高溫影響的最嚴重的是機械電路，特別是硬碟外面的那塊電路板，上面的整合塊會在高溫下加速老化。所以IBM的某款玻璃硬碟，雖然有壞道，但是一用某個軟體，馬上就不見了。再嚴重點的，換塊線路板，也就正常了。也就是這個原因。
總之，硬碟會因為環境不好喝保養不當而影響壽命，但是這絕對不是軟體的錯，flashget也好ed也好，ftp也好，他們雖然對硬碟讀寫頻繁，但是還不至於比你玩遊戲聽歌對硬碟傷害大。他們對硬碟的損耗是可以忽略不計的，不要因為看見硬碟燈猛閃就在哪裡瞎擔心，不然那些提供web服務和ftp服務的伺服器他們的硬碟讀寫之大，可絕非玩遊戲，下軟體的硬碟科比。
硬碟還有一個引數焦作連續無故障時間。它是指硬碟從開始執行到出現故障的最長時間，單位是小時，英文縮寫是MTBF。一般硬碟的MTBF至少在30000或者40000個小時。這個連續無故障時間大家可以除一下看看是多少年？然後大家想想，自己的硬碟平時連續工作最久是多長時間。