我们为什么要整理借些硬盘笔记呢？为了理解硬盘盘片的组成结构。在理解磁盘盘片结构后，有助于我们理解磁盘命令，如 fdisk(8)等，中使用的术语；有助于我们理解数据在磁盘中的分布方式；能够增强我们进行磁盘操作的自信心；理解在磁盘操作时发生的底层动作。所以，理解磁盘的物理结构，对日常工作是很有帮助的。该部分笔记将整理：磁盘驱动器的物理结构，了解相关术语及概念；
认识
“硬盘驱动器”（Hard Disk Drive）便指我们日常所说的“机械硬盘”。事实上，硬盘(Hard Disk)这个字是个“昵称”，就是在计算机中的“非介质插拔式永久性存储设备”，通常叫“硬盘”。我们为什么要整理这篇笔记呢？为了理解硬盘盘片的组成结构。在理解磁盘盘片结构后，有助于我们理解磁盘命令，如 fdisk(8)等，中使用的术语；有助于我们理解数据在磁盘中的分布方式；能够增强我们进行磁盘操作的自信心；理解在磁盘操作时发生的底层动作。所以，理解磁盘的物理结构，对日常工作是很有帮助的；
该部分笔记将整理：磁盘驱动器的物理结构，了解相关术语及概念；
组成
机械硬盘主要由多个部分组成，这些组件共同作用，使得机械硬盘能够可靠地存储和读取数据。
外壳 | Shell
保护硬盘内部的部件，同时提供一定的散热功能。
接口 | Interface
接口：用于连接硬盘和计算机主板，常见的接口类型有 SATA、IDE 等。
硬盘的接口类型有很多种，例如 SATA、SAS、IDE 等等。其中，SATA 接口被广泛应用于电脑系统，而 SAS 接口则主要用于服务器和大型存储系统。
主轴电机
用于旋转盘片，使其以高速旋转。通常，机械硬盘的转速为 5400 转 / 分钟、7200 转 / 分钟或更高。
控制电路板
控制电路：是机械硬盘的核心电子部分，负责管理数据的读取和写入、调整磁头臂的位置、控制盘片旋转等操作。
缓存：硬盘的缓存通常集成在硬盘的控制电路板上。是硬盘控制器上的一块存取速度极快的内存芯片，是硬盘与外部数据总线交换数据的场所，其容量通常用 KB 或 MB 来表示。缓存可以加快硬盘的读写速度，同时也可以在一定程度上保护硬盘。
盘片 | PLATTER
盘片（PLATTER）：是硬盘的核心组件，通常由金属或玻璃材料制成，其表面涂有磁性物质，用于存储数据。盘片的数量和大小会影响硬盘的容量和性能。
磁头 | HEAD
磁头（HEAD）：磁盘读 / 写磁头，用于读写数据“针头”。通常一个碟片有两个用于读取或写入数据的磁头：一个用于顶部，另一个用于相对侧；磁头值表示磁盘位置和所在面。
用于读取和写入数据，通常安装在磁头臂上。磁头的数量与盘片的数量相对应，每个盘片的上下两面都有一个磁头。
磁头臂
支持磁头的可移动臂，通过电动机或电磁力控制，可以使磁头在盘片上移动到不同的磁道位置。
空气过滤器
使硬盘内部获得洁净的空气，保证硬盘长时间、高可靠性地运行。
# 磁盘的物理结构
数据的读取写入
关于数据是如何在磁盘中分布的、是如何写入的：Block Addressing
机械硬盘的工作原理是利用盘片的高速旋转和磁头的读写操作来实现数据的存储和读取。具体来说，硬盘通过主轴电机带动盘片旋转，磁头则通过磁头臂的移动来定位到不同的磁道和扇区，从而实现数据的读写。
性质
其以机械的方式运作，是计算机中速度最慢的设备。
虽然机械硬盘速度慢，还是有 SSD 比不上的优点：
1）单位成本低，容量大，速度尚可接受。在备份场景中，非常有效；
2）保存时间较长（至少要 10 年以上）
3）技术及产业成熟（超过 50 年），问题较少
4）相对于用户的操作（如打字及移动鼠标）来说，速度够用
5）传统硬盘为组件的商品也比较成熟，如磁盘阵列或工业用存储
缓存
硬盘的缓存也称为高速缓存或缓存内存，是指硬盘内部储存数据的一种内存储物，在读写数据时可以提高效率。通常硬盘的缓存容量有 16MB、32MB、64MB、128MB 等不同规格可供选择。
尺寸
2.5 寸硬盘
适用于小型电子设备，如笔记本电脑、移动硬盘等。
2.5 寸硬盘的容量相对较小，一般为 500GB 或以下。
3.5 寸硬盘
适合用于台式机等大型设备。
3.5 寸硬盘的容量相较于 2.5 寸硬盘，可以达到几 TB 级别。
5.25 寸硬盘
这种规格的硬盘主要应用于一些较老的电脑系统中，已经基本退役，市场上已经很少有人购买或生产。
转速
硬盘的转速是指硬盘转动的速度，通常以 RPM（每分钟转数）来表示。常见的硬盘转速有 5400RPM、7200RPM 和 10000RPM 等，转速越高，硬盘读写速度越快，但是噪音和能耗也会相应增加。
应用
该笔记将记录：与机械硬盘相关的内容，以及相关问题的解决办法。
研究对象
1）虽然现在固态硬盘（SSD）盛行，但是机械硬盘还没有退出历史舞台，依旧有学习的必要；
2）在固态硬盘的使用管理中，很多概念是从机械硬盘沿袭下来的，需要我们了解这些历史；
研究目标
我们不会学习硬盘相关的所有知识：
1）关于硬盘的知识，非常之多（计算机的任何方面，都有很多要学习知识），是学不完的；
2）学习太多与问题（需求）无关的知识，对我们并没有帮助（我们要学会筛选有用的知识）；
所以，我们从遇到的问题及疑问出发，研究我们感兴趣的方向：性能优化相关
改进
WIP
参考
硬盘尺寸大小规格详解-百度爱采购
鸟哥的 linux 私房菜 /Linux 磁盘与硬件管理 / 物理组成
Physical structure of a hard disk – Master partition table step by Part 1