硬盤物理結構

以下三張圖片都是磁盤的實物圖，一個磁盤是由多塊堆放的瓷片組成的，所以磁頭的結構也是堆疊的，他要對每一塊瓷片進行讀取，磁頭是可以在不同磁道(在瓷片的表現為不同直徑的同心圓，磁道間是有間隔的)之間移動的，來完成不同磁道之間的數據讀取，同一磁道不同扇區的數據通過馬達帶動扇區的轉動來讀取。

磁道 扇區和柱面

磁道(Track)：

每個盤面被劃分成許多同心圓，這些同心圓軌跡叫做磁道；磁道從外向內從0開始順序編號。

扇區(Sector):

將一個盤面劃分為若干內角相同的扇形，這樣盤面上的每個磁道就被分為若干段圓弧，每段圓弧叫做一個扇區。每個扇區中的數據作為一個單元同時讀出或寫入。硬盤的第一個扇區，叫做引導扇區。

在老式硬盤中，盡管磁道周長不同，但每個磁道上的扇區數是相等的，越往圓心扇區弧段越短，但其存儲密度越高。不過這種方式顯然比較浪費空間，因此現代硬盤則改為等密度結構，這意味著外圍磁道上的扇區數量要大于內圈的磁道，尋址方式也改為以扇區為單位的線性尋址。為了兼容老式的 3D 尋址方式，現代硬盤控制器中都有一個地址翻譯器將 3D 尋址參數翻譯為線性參數。

為了對扇區進行查找和管理，需要對扇區進行編號，扇區的編號從0磁道開始，起始扇區為1扇區，其后為2扇區、3扇區……，0磁道的扇區編號結束后，1磁道的起始扇區累計編號，直到最后一個磁道的最后一個扇區(n扇區)。例如，某個硬盤有1024個磁道，每個磁道劃分為63個扇區，則0磁道的扇區號為1~63，1磁道的起始扇區號為64最后一個磁道的最后一個扇區號為64512。硬盤在進行扇區編號時與軟盤有一些區別，在軟盤的一個磁道中，扇區號一次編排，即1、2、3……n扇區。由于硬盤的轉速較高，磁頭在完成某個扇區數據的讀寫后，必須將數據傳輸到微機，這需要一個時間，但是這時硬盤在繼續高速旋轉，當數據傳輸完成后，磁頭讀寫第二個扇區時，磁盤已經旋轉到了另外一個扇區。因此在早期硬盤中，扇區號是按照某個間隔系數跳躍編排的。

柱面(Cylinder)：

所有盤面上的同一磁道構成一個圓柱，稱作柱面。數據的讀/寫按柱面從外向內進行，而不是按盤面進行。定位時，首先確定柱面，再確定盤面，然后確定扇區。之后所有磁頭一起定位到指定柱面，再旋轉盤面使指定扇區位于磁頭之下。寫數據時，當前柱面的當前磁道寫滿后，開始在當前柱面的下一個磁道寫入，只有當前柱面全部寫滿后，才將磁頭移動到下一個柱面。在對硬盤分區時，各個分區也是以柱面為單位劃分的，即從什么柱面到什么柱面；不存在一個柱面同屬于多個分區。

磁道與柱面都是表示不同半徑的圓，在許多場合， 磁道和柱面可以互換使用。

主引導扇區

主引導扇區位于硬盤的0磁道0柱面1扇區，共512bytes，由三大部分組成：

硬盤主引導記錄MBR(Master Boot Record)占446bytes

分區表DPT(Disk Partition Table)占64bytes

硬盤有效標志(Magic Number)占2bytes。

結束標志

扇區最后兩個字節“55AA”是MBR的結束標志。

主分區擴展分區 邏輯分區

硬盤分區有三種，主磁盤分區、擴展磁盤分區、邏輯分區。

一個硬盤主分區至少有1個，最多4個，擴展分區可以沒有，最多　　1個。且主分區+擴展分區總共不能超過4個。邏輯分區可以有若干個。

在linux中第一塊硬盤分區為sda分區，主分區編號為sda1-4，邏輯分區從5開始。

硬盤的容量=主分區的容量+擴展分區的容量

擴展分區的容量=各個邏輯分區的容量之和

主分區也可成為“引導分區”，會被操作系統和主板認定為這個硬盤的第一個分區。所以C盤永遠都是排在所有磁盤分區的第一的位置上。