硬碟簡介
種類
硬碟有固態硬碟（SSD）、機械硬碟（HDD ）、混合硬碟（HHD 一塊基於傳統機械硬碟誕生出來的新硬碟）；SSD採用快閃記憶體顆粒來存儲，HDD採用磁性碟片來存儲，混合硬碟是把磁性硬碟和快閃記憶體集成到一起的一種硬碟。
技術
磁頭復位節能技術：通過在閒時對磁頭進行復位和調整。
多磁頭技術：通過在同一碟片上增加多個磁頭同時的讀或寫來為硬碟提速，或同時在多碟片同時利用磁頭來讀或寫來為磁碟提速，多用於伺服器和資料庫中心。
機械型
硬碟 1．1956年，IBM的IBM 350RAMAC是現代硬碟的雛形，它相當於兩個冰櫃的體積，不過其儲存容量只有5MB。1973年IBM 3340問世，它擁有“溫徹斯特”這個綽號，來源於他兩個30MB的儲存單元，恰是當時出名的“溫徹斯特來福槍”的口徑和填彈量。至此，硬碟的基本架構就被確立。
2．1980年，兩位前IBM員工創立的公司開發出5.25英寸規格的5MB硬碟，這是首款面向台式機的產品，而該公司正是希捷（Seagate）公司。
3． 80年代末，IBM公司推出MR（Magneto Resistive磁阻）技術令磁頭靈敏度大大提升，使碟片的儲存密度較之前的20Mbpsi（bit/每平方英寸）提高了數十倍，該技術為硬碟容量的巨大提升奠定了基礎。1991年，IBM套用該技術推出了首款3.5英寸的1GB硬碟。
4．1970年到1991年，硬碟碟片的儲存密度以每年25%~30%的速度增長；從1991年開始增長到60%~80%；至今，速度提升到100%甚至是200%，從1997年開始的驚人速度提升得益於IBM的GMR（Giant Magneto Resistive，巨磁阻）技術，它使磁頭靈敏度進一步提升，進而提高了儲存密度。
5．1995年，為了配合Intel的LX晶片組，昆騰（Quantum）與Intel攜手發布UDMA 33接口——EIDE標準將原來接口數據傳輸率從16.6MB/s提升到了33MB/s 同年，希捷開發出液態軸承（FDB，Fluid Dynamic Bearing）馬達。所謂的FDB就是指將陀螺儀上的技術引進到硬碟生產中，用厚度相當於頭髮絲直徑十分之一的油膜取代金屬軸承，減輕了硬碟噪音與發熱量。
6．1996年，希捷收購康諾（Conner Peripherals）。
7．1998年2月，UDMA66規格上市。
8．1999年，容量高達10GB的ATA硬碟上市。
9．2000年2月23日，希捷發布了轉速高達15，000RPM的Cheetah X15系列硬碟。
2000年3月16號，硬碟領域又有新突破，第一款"玻璃硬碟"問世。
10月，邁拓（Maxtor）收購昆騰硬碟業務。
10．2001年：新的磁頭技術，此時的全部硬碟幾乎均採用GMR，該技術最新的為第四代GMR磁頭技術。
11．2003年1月，日立宣布完成20.5億美元的收購IBM硬碟事業部計畫，並成立日立環球儲存科技公司（Hitachi Global Storage Technologies,Hitachi GST）。
12．2005年日立環儲和希捷都宣布了將開始大量採用磁碟垂直寫入技術（perpendicular recording），該原理是將平行於碟片的磁場方向改變為垂直（90度），更充分地利用的儲存空間。
13．2005年12月21日,硬碟製造商希捷宣布收購邁拓（Maxtor）。
14．2007年1月，日立環球儲存科技宣布將會發售全球首隻1Terabyte的硬碟，比原先的預定時間遲了一年多。硬碟的售價為399美元，平均每美元可以購得2.75GB硬碟空間。
15．2007年11月，Maxtor硬碟出廠的預先格式化的硬碟。被發現已植入會盜取線上遊戲的帳號與密碼的木馬。
16．2010年12月，日立環球存儲科技公司日前同時宣布，將向全球OEM廠商和部分分銷合作夥伴推出3T
B、2TB和1.5TB Deskstar 7K3000硬碟系列。
17．2011年3月8日凌晨，WD西部數據公司宣布，將以現金加股票的形式，出資43億美元收購日立全資子公司，同為世界級硬碟大廠的日立環球存儲技術公司（HGST）。
基本參數
容量
作為計算機系統的數據存儲器，容量是硬碟最主要的參數。
硬碟的容量以兆位元組（MB/MiB）、千兆位元組（GB/GiB）或百萬兆位元組（TB/TiB)為單位，而常見的換算式為：1TB=1024GB,1GB=1024MB而1MB=1024KB。但硬碟廠商通常使用的是GB，也就是1G=1000MB，而Windows系統，就依舊以“GB”字樣來表示“GiB”單位（1024換算的），因此我們在BIOS中或在格式化硬碟時看到的容量會比廠家的標稱值要小。
硬碟的容量指標還包括硬碟的單碟容量。所謂單碟容量是指硬碟單片碟片的容量，單碟容量越大，單位成本越低，平均訪問時間也越短。
一般情況下硬碟容量越大，單位位元組的價格就越便宜，但是超出主流容量的硬碟略微例外。
在我們買硬碟的時候說是500G的，但實際容量都比500G要小的。因為廠家是按1MB=1000KB來換算的，所以我們買新硬碟，比買時候實際用量要小點的。
轉速
轉速（Rotational Speed 或Spindle speed），是硬碟內電機主軸的鏇轉速度，也就是硬碟碟片在一分鐘內所能完成的最大轉數。轉速的快慢是標示硬碟檔次的重要參數之一，它是決定硬碟內部傳輸率的關鍵因素之一，在很大程度上直接影響到硬碟的速度。硬碟的轉速越快，硬碟尋找檔案的速度也就越快，相對的硬碟的傳輸速度也就得到了提高。硬碟轉速以每分鐘多少轉來表示，單位表示為RPM，RPM是Revolutions Per minute的縮寫，是轉/每分鐘。RPM值越大，內部傳輸率就越快，訪問時間就越短，硬碟的整體性能也就越好。
硬碟的主軸馬達帶動碟片高速鏇轉，產生浮力使磁頭飄浮在碟片上方。要將所要存取資料的扇區帶到磁頭下方，轉速越快，則等待時間也就越短。因此轉速在很大程度上決定了硬碟的速度。
家用的普通硬碟的轉速一般有5400rpm、7200rpm幾種高轉速硬碟也是台式機用戶的首選；而對於筆記本用戶則是4200rpm、5400rpm為主，雖然已經有公司發布了10000rpm的筆記本硬碟，但在市場中還較為少見；伺服器用戶對硬碟性能要求最高，伺服器中使用的SCSI硬碟轉速基本都採用10000rpm，甚至還有15000rpm的，性能要超出家用產品很多。較高的轉速可縮短硬碟的平均尋道時間和實際讀寫時間，但隨著硬碟轉速的不斷提高也帶來了溫度升高、電機主軸磨損加大、工作噪音增大等負面影響。
平均訪問時間
平均訪問時間（Average Access Time）是指磁頭從起始位置到到達目標磁軌位置，並且從目標磁軌上找到要讀寫的數據扇區所需的時間。
平均訪問時間體現了硬碟的讀寫速度，它包括了硬碟的尋道時間和等待時間，即：平均訪問時間=平均尋道時間+平均等待時間。
硬碟的平均尋道時間（Average Seek Time）是指硬碟的磁頭移動到盤面指定磁軌所需的時間。這個時間當然越小越好，硬碟的平均尋道時間通常在8ms到12ms之間，而SCSI硬碟則應小於或等於8ms。
硬碟的等待時間，又叫潛伏期（Latency），是指磁頭已處於要訪問的磁軌，等待所要訪問的扇區鏇轉至磁頭下方的時間。平均等待時間為碟片鏇轉一周所需的時間的一半，一般應在4ms以下。
傳輸速率
傳輸速率（Data Transfer Rate)硬碟的數據傳輸率是指硬碟讀寫數據的速度，單位為兆位元組每秒（MB/s）。硬碟數據傳輸率又包括了內部數據傳輸率和外部數據傳輸率。
內部傳輸率（Internal Transfer Rate) 也稱為持續傳輸率（Sustained Transfer Rate），它反映了硬碟緩衝區未用時的性能。內部傳輸率主要依賴於硬碟的鏇轉速度。
外部傳輸率（External Transfer Rate）也稱為突發數據傳輸率（Burst Data Transfer Rate）或接口傳輸率，它標稱的是系統匯流排與硬碟緩衝區之間的數據傳輸率，外部數據傳輸率與硬碟接口類型和硬碟快取的大小有關。
Fast ATA接口硬碟的最大外部傳輸率為16.6MB/s，而Ultra ATA接口的硬碟則達到33.3MB/s。2012年12月，兩80後研製出傳輸速度每秒1.5GB的固態硬碟。
快取
快取（Cache memory）是硬碟控制器上的一塊記憶體晶片，具有極快的存取速度，它是硬碟內部存儲和外界接口之間的緩衝器。由於硬碟的內部數據傳輸速度和外界介面傳輸速度不同，快取在其中起到一個緩衝的作用。快取的大小與速度是直接關係到硬碟的傳輸速度的重要因素，能夠大幅度地提高硬碟整體性能。當硬碟存取零碎數據時需要不斷地在硬碟與記憶體之間交換數據，有大快取，則可以將那些零碎數據暫存在快取中，減小外系統的負荷，也提高了數據的傳輸速度。
尺寸分類
3.5英寸台式機硬碟；風頭正勁，廣泛用於各種台式計算機、NAS存儲、監控系統、數據中心等。
2.5英寸筆記本硬碟；廣泛用於筆記本電腦，桌面一體機，移動硬碟及攜帶型硬碟播放器。
1.8英寸微型硬碟；廣泛用於超薄筆記本電腦，移動硬碟及蘋果播放器。
1.3英寸微型硬碟；產品單一，三星獨有技術，僅用於三星的移動硬碟。
1.0英寸微型硬碟；最早由IBM公司開發，MicroDrive微硬碟（簡稱MD）。因符合CFⅡ標準，所以廣泛用於單眼數位相機。
0.85英寸微型硬碟；產品單一，日立獨有技術，已知用於日立的一款硬碟手機，前Rio公司的幾款MP3播放器也採用了這種硬碟。
接口種類
ATA
ATA 全稱 Advanced Technology Attachment，是用傳統的40-pin 並口數據線連線主機板與硬碟的，外部接口速度最大為133MB/s，因為並口線的抗干擾性太差，且排線占空間，不利計算機散熱，將逐漸被SATA 所取代。
IDE
全稱 Integrated Drive Electronics，即“電子集成驅動器”，俗稱PATA並口。
RAID的優點
1. 傳輸速率高。在部分RAID模式中，可以讓很多磁碟驅動器同時傳輸數據，而這些磁碟驅動器在邏輯上又是一個磁碟驅動器，所以使用RAID可以達到單個的磁碟驅動器幾倍的速率。因為CPU的速度增長很快，而磁碟驅動器的數據傳輸速率無法大幅提高，所以需要有一種方案解決二者之間的矛盾。 2. 更高的安全性。相較於普通磁碟驅動器很多RAID模式都提供了多種數據修復功能，當RAID中的某一磁碟驅動器出現嚴重故障無法使用時，可以通過RAID中的其他磁碟驅動器來恢復此驅動器中的數據，而普通磁碟驅動器無法實現，這是使用RAID的第二個原因
SATA
2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、邁拓這幾大廠商組成的Serial ATA委員會正式確立了Serial ATA 1.0規範，2002年，雖然串列ATA的相關設備還未正式上市，但Serial ATA委員會已搶先確立了Serial ATA 2.0規範。Serial ATA採用串列連線方式，串列ATA匯流排使用嵌入式時鐘信號，具備了更強的糾錯能力，與以往相比其最大的區別在於能對傳輸指令（不僅僅是數據）進行檢查如果發現錯誤會自動矯正。
SATA Ⅱ
SATA Ⅱ是晶片巨頭Intel英特爾與硬碟巨頭Seagate希捷在SATA的基礎上發展起來的，其主要特徵是外部傳輸率從SATA的150MB/s進一步提高到了300MB/s，此外還包括NCQ(Native Command Queuing，原生命令佇列）、連線埠多路器(Port Multiplier）、交錯啟動（Staggered Spin-up）等一系列的技術特徵。但是並非所有的SATA硬碟都可以使用NCQ技術，除了硬碟本身要支持NCQ之外，也要求主機板晶片組的SATA控制器支持NCQ。
SATA Ⅲ
正式名稱為“SATARevision3.0”，是串列ATA國際組織（SATA-IO）在2009年5月份發布的新版規範，主要是傳輸速度翻番達到6Gbps，同時向下兼容舊版規範“SATARevision2.6”（也就是現在俗稱的SATA3Gbps），接口、數據線都沒有變動。SATA3.0接口技術標準是2007上半年英特爾公司提出的，由英特爾公司的存儲產品架構設計部技術總監Knut Grimsrud負責。Knut Grimsrud表示，SATA3.0的傳輸速率將達到6Gbps，將在SATA2.0的基礎上增加1倍。
SCSI
SCSI的英文全稱為“Small Computer System Interface”（小型計算機系統接口），是同IDE（ATA）完全不同的接口，IDE接口是普通PC的標準接口，而SCSI並不是專門為硬碟設計的接口，是一種廣泛套用於小型機上的高速數據傳輸技術。SCSI接口具有套用範圍廣、多任務、頻寬大、CPU占用率低，以及熱插拔等優點，但較高的價格使得它很難如IDE硬碟般普及，因此SCSI硬碟主要套用於中、高端伺服器和高檔工作站中。
光纖通道
光纖通道的英文拼寫是Fibre Channel，和SCSI接口一樣光纖通道最初也不是為硬碟設計開發的接口技術，是專門為網路系統設計的，但隨著存儲系統對速度的需求，才逐漸套用到硬碟系統中。光纖通道硬碟是為提高多硬碟存儲系統的速度和靈活性才開發的，它的出現大大提高了多硬碟系統的通信速度。光纖通道的主要特性有：熱插拔性、高速頻寬、遠程連線、連線設備數量大等。
光纖通道是為在像伺服器這樣的多硬碟系統環境而設計的，能滿足高端工作站、伺服器、海量存儲子網路、外設間通過集線器、交換機和點對點連線進行雙向、串列數據通訊等系統對高數據傳輸率的要求。
RAID的分類
RAID 0，無冗餘無校驗的磁碟陣列。數據同時分布在各個磁碟上，沒有容錯能力，讀寫速度在RAID中最快，但因為任何一個磁碟損壞都會使整個RAID系統失效，所以安全係數反倒比單個的磁碟還要低。一般用在對數據安全要求不高，但對速度要求很高的場合，如：大型遊戲、圖形圖像編輯等。此種RAID模式至少需要2個磁碟，而更多的磁碟則能提供更高效的數據傳輸。
SAS
SAS(Serial Attached SCSI）即串列連線SCSI，是新一代的SCSI技術，和現在流行的Serial ATA(SATA)硬碟相同，都是採用串列技術以獲得更高的傳輸速度。並通過縮短連結線改善內部空間等。SAS是並行SCSI接口之後開發出的全新接口。此接口的設計是為了改善存儲系統的效能、可用性和擴充性，並且提供與SATA硬碟的兼容性。
物理結構
磁頭
磁頭是硬碟中最昂貴的部件，也是硬碟技術中最重要和最關鍵的一環。傳統的磁頭是讀寫合一的電磁感應式磁頭，但是，硬碟的讀、寫卻是兩種截然不同的操作，為此，這種二合一磁頭在設計時必須要同時兼顧到讀/寫兩種特性，從而造成了硬碟設計上的局限。而MR磁頭（Magnetoresistive heads），即磁阻磁頭，採用的是分離式的磁頭結構：寫入磁頭仍採用傳統的磁感應磁頭（MR磁頭不能進行寫操作），讀取磁頭則採用新型的MR磁頭，即所謂的感應寫、磁阻讀。這樣，在設計時就可以針對兩者的不同特性分別進行最佳化，以得到最好的讀/寫性能。另外，MR磁頭是通過阻值變化而不是電流變化去感應信號幅度，因而對信號變化相當敏感，讀取數據的準確性也相應提高。而且由於讀取的信號幅度與磁軌寬度無關，故磁軌可以做得很窄，從而提高了碟片密度，達到每平方英寸200MB，而使用傳統的磁頭只能達到每平方英寸20MB，這也是MR磁頭被廣泛套用的最主要原因。MR磁頭已得到廣泛套用，而採用多層結構和磁阻效應更好的材料製作的GMR磁頭（Giant Magnetoresistive heads）也逐漸開始普及。
磁軌
當磁碟鏇轉時，磁頭若保持在一個位置上，則每個磁頭都會在磁碟表面劃出一個圓形軌跡，這些圓形軌跡就叫做磁軌。這些磁軌用肉眼是根本看不到的，因為它們僅是盤面上以特殊方式磁化了的一些磁化區，磁碟上的信息便是沿著這樣的軌道存放的。相鄰磁軌之間並不是緊挨著的，這是因為磁化單元相隔太近時磁性會相互產生影響，同時也為磁頭的讀寫帶來困難。一張1.44MB的3.5英寸軟碟，一面有80個磁軌，而硬碟上的磁軌密度則遠遠大於此值，通常一面有成千上萬個磁軌。磁軌的磁化方式一般由磁頭迅速切換正負極改變磁軌所代表的0和1。
扇區
磁碟上的每個磁軌被等分為若干個弧段，這些弧段便是磁碟的扇區，每個扇區可以存放512個位元組的信息，磁碟驅動器在向磁碟讀取和寫入數據時，要以扇區為單位。1.44MB3.5英寸的軟碟，每個磁軌分為18個扇區。
柱面
硬碟通常由重疊的一組碟片構成，每個盤面都被劃分為數目相等的磁軌，並從外緣的“0”開始編號，具有相同編號的磁軌形成一個圓柱，稱之為磁碟的柱面。磁碟的柱面數與一個盤單面上的磁軌數是相等的。無論是雙盤面還是單盤面，由於每個盤面都只有自己獨一無二的磁頭，因此，盤面數等於總的磁頭數。所謂硬碟的CHS，即Cylinder（柱面）、Head（磁頭）、Sector（扇區），只要知道了硬碟的CHS的數目，即可確定硬碟的容量，硬碟的容量=柱面數*磁頭數*扇區數*512B。
製造廠商
希捷（Seagate）
希捷公司成立於1980年，現為全球第1大的硬碟、磁碟和讀寫磁頭製造商，希捷在設計、製造和銷售硬碟領域居全球領先地位，提供用於企業、桌上型電腦、移動設備和消費電子的產品。、
2005年併購邁拓（Maxtor）
2011年4月-2011年12月 收購三星（Samsung）旗下的 硬碟 業務後成為最大的硬碟廠商。
西部數據（Western Digital）
西部數據是全球知名的硬碟廠商，現為全球第2大硬碟製造商，成立於1979年，總部位於美國加州，在世界各地設有分公司或辦事處，為全球五大洲用戶提供存儲器產品，2011年3月收購日立。
日立（HITACHI）
HITACHI日立集團是全球最大的綜合跨國集團之一，桌上型電腦硬碟，筆記本硬碟都有生產。 於2002年併購IBM硬碟生產事業部門。於2011年3月被西部數據收購。
東芝（TOSHIBA）
日本最大的半導體製造商，亦是第二大綜合電機製造商，隸屬於三井集團旗下。 主要生產移動存儲產品。
三星（Samsung）
韓國最大的企業集團三星集團的簡稱。生產的硬碟提供用於桌上型電腦、移動設備和消費電子的產品。2011年4月19日，希捷正式宣布以13.75億美元（現金加股票的方式）收購三星硬碟業務。2011年12月20日，希捷宣布已完成對三星電子有限公司旗下硬碟業務的收購交易。
邏輯結構
3D參數
很久以前，硬碟的容量還非常小的時候，人們採用與軟碟類似的結構生產硬碟。也就是硬碟碟片的每一條磁軌都具有相同的扇區數。由此產生了所謂的3D參數（Disk Geometry)，即磁頭數（Heads），柱面數（Cylinders），扇區數（Sectors），以及相應的定址方式。
其中：
磁頭數(Heads）表示硬碟總共有幾個磁頭，也就是有幾面碟片， 最大為255 （用8 個二進制位存儲)
柱面數(Cylinders) 表示硬碟每一面碟片上有幾條磁軌，最大為1023（用 10 個二進制位存儲）
扇區數(Sectors) 表示每一條磁軌上有幾個扇區，最大為63（用 6個二進制位存儲）
每個扇區一般是512個位元組， 理論上講這不是必須的，但好像沒有取別的值的。
所以磁碟最大容量為：
255 * 1023 * 63 * 512 / 1048576 = 7.837 GB （1M =1048576 Bytes)
或硬碟廠商常用的單位：
255 * 1023 * 63 * 512 / 1000000 = 8.414 GB （1M =1000000 Bytes)
在CHS定址方式中，磁頭，柱面，扇區的取值範圍分別為0到 Heads - 1。0 到Cylinders - 1。1 到Sectors （注意是從1 開始）。
Int 13H 調用
BIOS Int 13H 調用是BIOS提供的磁碟基本輸入輸出中斷調用，它可以完成磁碟（包括硬碟和軟碟）的復位，讀寫，校驗，定位，診斷，格式化等功能。它使用的就是CHS 定址方式，因此最大只能訪問 8 GB 左右的硬碟（本文中如不作特殊說明，均以 1M = 1048576 位元組為單位）。
現代結構
在老式硬碟中，由於每個磁軌的扇區數相等，所以外道的記錄密度要遠低於內道，因此會浪費很多磁碟空間 （與軟碟一樣）。為了解決這一問題，進一步提高硬碟容量，人們改用等密度結構生產硬碟。也就是說，外圈磁軌的扇區比內圈磁軌多，採用這種結構後，硬碟不再具有實際的3D參數，定址方式也改為線性定址，即以扇區為單位進行定址。
為了與使用3D定址的老軟體兼容（如使用BIOSInt13H接口的軟體）， 在硬碟控制器內部安裝了一個地址翻譯器，由它負責將老式3D參數翻譯成新的線性參數。這也是為什麼硬碟的3D參數可以有多種選擇的原因（不同的工作模式，對應不同的3D參數，如 LBA，LARGE，NORMAL）。
擴展Int 13H
雖然現代硬碟都已經採用了線性定址，但是由於基本Int13H 的制約，使用BIOS Int 13H 接口的程式，如 DOS 等還只能訪問8 G以內的硬碟空間。為了打破這一限制，West Digital和Phoenix Technologies聯合推出了EDD標準（BIOS Enhanced Disk Drive Services）,它支持64位LBA，採用線性定址方式存取硬碟，所以突破了 8 G的限制，而且還加入了對可拆卸介質（如活動硬碟） 的支持。
數據保護
S.M.A.R.T.技術
S.M.A.R.T.技術的全稱是Self-Monitoring,Analysis and Reporting Technology，即“自監測、分析及報告技術”。在ATA-3標準中，S.M.A.R.T.技術被正式確立。S.M.A.R.T.監測的對象包括磁頭、磁碟、馬達、電路等，由硬碟的監測電路和主機上的監測軟體對被監測對象的運行情況與歷史記錄及預設的安全值進行分析、比較，當出現安全值範圍以外的情況時，會自動向用戶發出警告，而更先進的技術還可以提醒網路管理員的注意，自動降低硬碟的運行速度，把重要數據檔案轉存到其它安全扇區，甚至把檔案備份到其它硬碟或存儲設備。通過S.M.A.R.T.技術，確實可以對硬碟潛在故障進行有效預測，提高數據的安全性。但我們也應該看到，S.M.A.R.T.技術並不是萬能的，它只能對漸發性的故障進行監測，而對於一些突發性的故障，如碟片突然斷裂等，硬碟再怎么smart也無能為力了。因此不管怎樣，備份仍然是必須的。
DFT技術
DFT（Drive Fitness Test，驅動器健康檢測）技術是IBM公司為其PC硬碟開發的數據保護技術，它通過使用DFT程式訪問IBM硬碟里的DFT微代碼對硬碟進行檢測，可以讓用戶方便快捷地檢測硬碟的運轉狀況。
據研究表明，在用戶送回返修的硬碟中，大部分的硬碟本身是好的。DFT能夠減少這種情形的發生，為用戶節省時間和精力，避免因誤判造成數據丟失。它在硬碟上分割出一個單獨的空間給DFT程式，即使在系統軟體不能正常工作的情況下也能調用。
DFT微代碼可以自動對錯誤事件進行登記，並將登記數據保存到硬碟上的保留區域中。DFT微代碼還可以實時對硬碟進行物理分析，如通過讀取伺服位置錯誤信號來計算出碟片交換、伺服穩定性、重複移動等參數，並給出圖形供用戶或技術人員參考。這是一個全新的觀念，硬碟子系統的控制信號可以被用來分析硬碟本身的機械狀況。
而DFT軟體是一個獨立的不依賴作業系統的軟體，它可以在用戶其他任何軟體失效的情況下運行。
加密技術
現代社會人們對隱私的保護欲越來越強烈，硬碟加密技術開始發展。文字、圖形、數字密碼保護是最基本的形式，隨著科技的進步，生物識別技術開始套用到硬碟技術當中。
擴展分區
由於主分區表中只能分四個分區，無法滿足需求，因此設計了一種擴展分區格式。基本上說，擴展分區的信息是以鍊表形式存放的，但也有一些特別的地方。首先，主分區表中要有一個基本擴展分區項，所有擴展分區都隸屬於它，也就是說其他所有擴展分區的空間都必須包括在這個基本擴展分區中。對於DOS / Windows 來說，擴展分區的類型為0x05。除基本擴展分區以外的其他所有擴展分區則以鍊表的形式級聯存放， 後一個擴展分區的數據項記錄在前一個擴展分區的分區表中，但兩個擴展分區的空間並不重疊。
擴展分區類似於一個完整的硬碟，必須進一步分區才能使用。但每個擴展分區中只能存在一個其他分區。此分區在 DOS/Windows環境中即為邏輯盤。因此每一個擴展分區的分區表（同樣存儲在擴展分區的第一個扇區中）中最多只能有兩個分區數據項（包括下一個擴展分區的數據項）。
相關名詞
磁頭數
硬碟磁頭是硬碟讀取數據的關鍵部件，它的主要作用就是將存儲在硬碟碟片上的磁信息轉化為電信號向外傳輸，而它的工作原理則是利用特殊材料的電阻值會隨著磁場變化的原理來讀寫碟片上的數據，磁頭的好壞在很大程度上決定著硬碟碟片的存儲密度。比較常用的是GMR（Giant Magneto Resisive）巨磁阻磁頭，GMR磁頭的使用了磁阻效應更好的材料和多層薄膜結構，這比以前的傳統磁頭和MR（Magneto Resisive）磁阻磁頭更為敏感，相對的磁場變化能引起來大的電阻值變化，從而實現更高的存儲密度。
磁頭是硬碟中對碟片進行讀寫工作的工具，是硬碟中最精密的部位之一。磁頭是用線圈纏繞在磁芯上製成的。硬碟在工作時，磁頭通過感應鏇轉的碟片上磁場的變化來讀取數據；通過改變碟片上的磁場來寫入數據。為避免磁頭和碟片的磨損，在工作狀態時，磁頭懸浮在高速轉動的碟片上方，而不與碟片直接接觸，只有在電源關閉之後，磁頭會自動回到在碟片上的固定位置（稱為著陸區，此處碟片並不存儲數據，是碟片的起始位置）。
薄膜感應磁頭
在1990年至1995年間，硬碟採用TFI讀/寫技術。TFI磁頭實際上是繞線的磁芯。碟片在繞線的磁芯下通過時會在磁頭上產生感應電壓。TFI讀磁頭之所以會達到它的能力極限，是因為在提高磁靈敏度的同時，它的寫能力卻減弱了。
AMR磁頭
AMR（Anisotropic Magneto Resistive）90年代中期，希捷公司推出了使用AMR磁頭的硬碟。AMR磁頭使用TFI磁頭來完成寫操作，但用薄條的磁性材料來作為讀元件。在有磁場存在的情況下，薄條的電阻會隨磁場而變化，進而產生很強的信號。硬碟譯解由於磁場極性變化而引起的薄條電阻變化，提高了讀靈敏度。AMR磁頭進一步提高了面密度，而且減少了元器件數量。由於AMR薄膜的電阻變化量有一定的限度，AMR技術最大可以支持3.3GB/平方英寸的記錄密度，所以AMR磁頭的靈敏度也存在極限。這導致了GMR磁頭的研發。GMR（Giant
巨磁阻
GMR磁頭繼承了TFI磁頭和AMR磁頭中採用的讀/寫技術。但它的讀磁頭對於磁碟上的磁性變化表現出更高的靈敏度。GMR磁頭是由4層導電材料和磁性材料薄膜構成的：一個感測層、一個非導電中介層、一個磁性的栓層和一個交換層。GMR感測器的靈敏度比AMR磁頭大3倍，所以能夠提高碟片的密度和性能。
硬碟的磁頭數取決於硬碟中的碟片數，碟片正反兩面都存儲著數據，所以一個碟片對應兩個磁頭才能正常工作。比如總容量80GB的硬碟，採用單碟容量80GB的碟片，那只有一張碟片，該碟片正反面都有數據，則對應兩個磁頭；而同樣總容量120GB的硬碟，採用二張碟片，則只有三個磁頭，其中一張碟片的一面沒有磁頭。
非磁碟式
固態式
固態硬碟介紹：固態硬碟SSD（Solid State Disk、IDE FLASH DISK、Serial ATA Flash Disk）是由控制單元和存儲單元（FLASH晶片）組成，簡單的說就是用固態電子存儲晶片陣列而製成的硬碟，固態硬碟的接口規範和定義、功能及使用方法上與普通硬碟的完全相同。在產品外形和尺寸上也完全與普通硬碟一致，包括3.5"，2.5"，1.8"多種類型。由於固態硬碟沒有普通硬碟的鏇轉介質，因而抗震性極佳，同時工作溫度很寬，擴展溫度的電子硬碟可工作在-45℃～+85℃。廣泛套用于軍事、車載、工控、
視頻監控、網路監控、網路終端、電力、醫療、航空等、導航設備等領域。
DNA式
早期的研究已經可以把DNA做成電路或小工廠，但從沒見過將DNA當做存儲介質的。哈佛大學的研究人員卻將這一夢想變成了現實。
這個由喬治·切齊(George Church)、瑟里拉姆·庫蘇里(Sriram Kosuri)和高原(Yuan Gao，音譯)領導的團隊可以將96比特數據存儲到DNA鏈中。具體方法則是為腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶分別賦予二進制值，隨後通過微流體晶片對基因序列進行合成，從而使該序列的位置與相關數據集相匹配。
這項技術表面看起來似乎沒有什麼了不起，但用微觀物質存儲巨觀數據卻會達到意想不到的效果：1立方毫米即可存儲704TB的數據，相當於數百個硬碟的容量。雖然這一成果令人振奮，但流程還很緩慢，因此不能存儲對時效性要求較高的數據。
記憶體虛擬式
所謂虛擬硬碟（或稱“記憶體硬碟”）就是用記憶體中虛擬出一個或者多個磁碟的技術。
記憶體的速度要比硬碟快得多，就要利用這一點，在記憶體中虛擬出一個或多個硬碟就可以加快磁碟的數據交換速度，從而提高電腦的運行速度。但是，也有缺點：在這個“硬碟”中儲存的檔案在斷電後會全部消失。
故障維護
表現
硬碟出現故障前會有以下幾種表現：
1．出現S.M.A.R.T故障提示。這是硬碟廠家本身內置在硬碟里的自動檢測功能在起作用，出現這種
計算機中的硬碟 提示說明您的硬碟有潛在的物理故障，很快就會出現不定期地不能正常運行的情況。
2．在Windows初始化時當機。這種情況較複雜，首先應該排除其他部件出問題的可能性，比如記憶體質量不好、風扇停轉導致系統過熱，或者是病毒破壞等，最後如果確定是硬碟故障的話，再另行處理。
3．能進入Windows系統，但是運行程式出錯，同時運行磁碟掃描也不能通過，經常在掃描時候緩慢停滯甚至當機。這種現象可能是硬碟的問題，也可能是Windows天長日久的軟故障，如果排除了軟體方面設定問題的可能性後，就可以肯定是硬碟有物理故障了。
4．能進入Windows，運行磁碟掃描程式直接發現錯誤甚至是壞道，這不用我多說了，Windows的檢查程式會詳細地報告情況。
5．在BIOS里突然根本無法識別硬碟，或是即使能識別，也無法用作業系統找到硬碟，這是最嚴重的故障。
維護
1、保持電腦工作環境清潔
硬碟已帶有超精過濾紙的呼吸孔與外界相通，它可以在普通無淨化裝置的室內環境中使用，若在灰塵嚴重的環境下，會被吸附到PCBA的表面、主軸電機的內部以及堵塞呼吸過濾器，因此必須防塵。還有環境潮濕、電壓不穩定都可能導致硬碟損壞。
2、養成正確關機的習慣
硬碟在工作時突然關閉電源，可能會導致磁頭與碟片猛烈磨擦而損壞硬碟，還會使磁頭不能正確復位而造成硬碟的劃傷。關機時一定要注意面板上的硬碟指示燈是否還在閃爍，只有當硬碟指示燈停止閃爍、硬碟結束讀寫後方可關機。
3、正確 移動硬碟 ，注意防震
移動硬碟時最好等待關機十幾秒硬碟完全停轉後再進行。在開機時硬碟高速轉動，輕輕的震動都可能碟片與讀寫頭相互磨擦而產生磁片壞軌或讀寫頭毀損。所以在開機的狀態下，千萬不要移動硬碟或機箱，最好等待關機十幾秒硬碟完全停轉後再移動主機或重新啟動電源，可避免電源因瞬間突波對硬碟造成傷害。在硬碟的安裝、拆卸過程中應多加小心，硬碟移動、運輸時嚴禁磕碰，最好用泡沫或海綿包裝保護一下，儘量減少震動。
注意：硬碟廠商所謂的“抗撞能力”或“防震系統”等，指在硬碟在未啟動狀態下的防震、抗撞能力，而非開機狀態。
選購技巧
選購技巧一：關注硬碟的容價比(硬碟每GB容量的性價比)
建議大家在購買硬碟時，儘量考慮2TB的產品，總價不貴，單GB的性價比最高。當然，1TB的硬碟也是值得入門級用戶推薦的，雖然每GB的價格高達0.39元，但385元的總價不高，也足以滿足一般用戶的需求。
選購技巧二：關注硬碟的單碟容量(一張碟片能裝多少數據)
硬碟 硬碟最新的技術為單碟1TB，此項技術已經2年有餘。市售產品中，“1TB-3TB”領域已經實現單碟1TB技術，持續讀寫速度介於150-220MB/秒。在高端的大容量領域，從主流的5碟4TB/7200轉硬碟開始升級到4碟4TB/5900轉硬碟，並發展出4碟4TB/7200轉混合硬碟。
之所以重視硬碟的單碟容量，是因為其值越高，所需要的碟片數量就越少，硬碟的磁頭數量就會減少，發熱量與穩定性就越高。在主流產品中，2TB的硬碟還是採用3碟的設計，而這些產品往往是商家的庫存，急於銷售。這些產品由於採用了三碟片的設計，因此在重量上比兩碟裝的產品明顯重一些，並且在讀寫速度、穩定性與發熱量方面比兩碟裝產品遜色許多。
選購技巧三：關注區分二碟裝與三碟裝的方法
三碟裝的產品可以通過識別外觀、重量等進行區別，比如希捷兩碟2TB的硬碟右側上角有一個較大的深坑(三碟則為淺坑)等，但對於普通的消費者而言辨別的難度相當大，唯一解決的辦法就是購買生產日期接近的產品，像2013年以後的產品基本上都是兩碟裝，因此用戶在購買時要重點關注。
保養方式
讀寫忌斷電
硬碟的轉速大都是5400轉和7200轉，SCSI硬碟更在10000到15000轉，在進行讀寫時，整個碟片處於高速鏇轉狀態中，如果忽然切斷電源，將使得磁頭與碟片猛烈磨擦，從而導致硬碟出現壞道甚至損壞，也經常會造成數據流丟失。所以在關機時，一定要注意機箱面板上的硬碟指示燈是否沒有閃爍，即硬碟已經完成讀寫操作之後才可以按照正常的程式關閉電腦。硬碟指示燈閃爍時，一定不可切斷電源。如果是移動硬碟，最好要先執行硬體安全刪除，成功後方可拔掉。
保持良好的環境
硬碟對環境的要求比較高，有時候嚴重集塵或是空氣濕度過大，都會造成電子元件短路或是接口氧化，從而引起硬碟性能的不穩定甚至損壞。
防止受震動
硬碟是十分精密的存儲設備，進行讀寫操作時，磁頭在碟片表面的浮動高度只有幾微米；即使在不工作的時候，磁頭與碟片也是接觸的。硬碟在工作時，一旦發生較大的震動，就容易造成磁頭與資料區相撞擊，導致碟片資料區損壞或刮傷磁碟，丟失硬碟內所儲存的檔案數據。因此，在工作時或關機後主軸電機尚未停頓之前，千萬不要搬動電腦或移動硬碟，以免磁頭與碟片產生撞擊而擦傷碟片表面的磁層。此外，在硬碟的安裝、拆卸過程中也要加倍小心，防止過分搖晃或與機箱鐵板劇烈碰撞。
減少頻繁操作
如果長時間運行一個程式（如大型軟體或玩遊戲），或是長期使用BT等下載軟體，這時就要注意了，這樣磁頭會長時間頻繁讀寫同一個硬碟位置（即程式所在的扇區），而使硬碟產生壞道。另外，如果長時間使用一個作業系統，也會使系統檔案所在的硬碟扇區（不可移動）處於長期讀取狀態，從而加快該扇區的損壞速度。當然，最好是安裝有兩個或以上的作業系統交替使用，以避免對硬碟某個扇區做長期的讀寫操作。
恰當的使用時間
在一天中，特別是夏天高溫環境下。最好不要讓硬碟的工作時間超過10個小時，而且不要連續工作超過8個小時，應該在使用一段時間之後就關閉電腦，讓硬碟有足夠的休息時間。
定期整理碎片
硬碟工作時會頻繁地進行讀寫操作，同時程式的增加、刪除也會產生大量的不連續的磁碟空間與磁碟碎片。當不連續磁碟空間與磁碟碎片數量不斷增多時，就會影響到硬碟的讀取效能。如果數據的增刪操作較為頻繁或經常更換軟體，則應該每隔一定的時間（如一個月）就運行Windows系統自帶的磁碟碎片整理工具，進行磁碟碎片和不連續空間的重組工作，將硬碟的性能發揮至最佳。
對於Linux系統用戶（Ext檔案系統）或MAC OS 用戶，基本不需要清理（因為Linux的檔案寫入方式與Win不同）。
穩定的電源供電
一定要使用性能穩定的電源，如果電源的供電不純或功率不足，很容易就會造成資料丟失甚至硬碟損壞。
不要強制性關機
強制關機會使硬碟與指針產生強烈的摩擦，長期這樣的話，硬碟會丟失信息，所以，一定要正確關機。
更換模式
1、首先滑鼠右擊“我的電腦”選擇“屬性”選項，在打開的屬性面板中選擇“硬體”選項卡，然後點擊“設備管理器”；
2、接著展開“IDE ATA/ATAPI 控制器”節點，然後雙擊你的“主要IDE控制器”；
3、接著點擊“高級設定”選項卡，將傳送模式改為DMA，點擊確定退出就可以了。
硬碟指示燈常亮不熄的解決辦法
一、原因分析：
造成硬碟這種反覆、重複讀取數據的主要原因是主機電源的+12V電源電壓降低至11V以下（更甚還會降至10V或以下），硬碟驅動電機的轉速達不到應有的要求，由於磁頭讀取數據出現困難，故出現假死、很卡、硬碟燈常亮不熄、一直發生聲音的故障現象。
通常情況下，主機電源+12V下降的原因是由於內部灰塵太多，影響散熱，或是穩壓元件已老化，起不到穩壓的作用，或是穩壓特性變差等原因引起的。
二、解決方法：
徹底清掃主機電源內部的灰塵，如果有條件的話，檢查各路輸出電壓，如果偏低太多，就要考慮調整或更換主機電源了。
電腦防護
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