1、硬盘的外部结构：各种硬盘的外观结构都是相似的。
(1)接口
硬盘接口包括电源插口和数据接口两部分。数据接口分为IDE接口和SCSI接口。
(2)电路板
硬盘控制电路板一般是六层板，采用贴片式元件焊接，包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读／写电路、控制与接口电路等。在电路板上还安装有高速缓存芯片，通常为8MB。
(3)固定盖板
固定盖板实际是硬盘的面板。面板上标注有产品的型号、产地、设置数据等，和底板结合成一个密封的整体，保证硬盘片和机构的稳定运行。

2、硬盘的内部结构
硬盘的盘体里面是一个无尘空间，下面是铝制的基座，基座上安装着主轴电机、盘片、磁头电机、磁头芯片、磁头、定位夹具等。磁头、磁头芯片、音圈电机一般安装在一起构成磁头组件。

硬盘物理结构

(1)磁头组件
磁头组件由读／写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成。
硬盘磁头的发展先后经历了亚铁盐类磁头、MIG磁头、薄膜磁头、MR磁头和GMR磁头几个阶段。前三种传统的磁头技术都是采取了读／写合一的电磁感应式磁头，造成了硬盘在设计方面的局限性。第四种磁阻磁头在设计方面引入了全新的分离式磁头结构，写入磁头仍沿用传统的磁感应磁头，而读取磁头则应用了新型的MR磁头，即感应写、磁阻读，针对读／写的不同特性分别进行优化，以达到最好的读、写性能。

现在的磁头实际上是集成工艺制成的多个磁头的组合，它采用了非接触式头、盘结构，加电后在高速旋转的磁盘表面移动，与盘片的间隙只有0.l-O.3μm，这样可以获得很好的数据传输率。

(2)磁头驱动机构
磁头驱动电机的工作方式一般分为步进电机驱动式和音圈驱动式两种。音圈是一个中间插有一根与磁头相连的磁棒的线圈，当有电流通过时，磁棒就会移动，进而带动磁头。音圈驱动方式的优点是快速、精确、安全。现在，绝大多数硬盘都使用这种方式。

(3)盘片(Media)
盘片是硬盘存储数据的载体。硬盘的盘体由多个重叠在一起并由垫圈隔开的盘片组成。盘片是表面极为平整光滑且涂有磁性物质的金属或玻璃圆片，它们与表面的磁性物质结合在一起。这种特殊物质的金属磁盘具有更高的记录密度和更强的安全性能。

(4)控制电路板
包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读／写电路、控制与接口电路等。
控制电路板一方面通过扁平的数据排线与盘体内的主轴电机和磁头组件交换数据，另一方面通过数据线接口和电源接口与外部配件连接。

(5)主轴组件
主轴组件包括主轴部件如轴承、马达等。硬盘转速的提高，带来磨损加剧、温度升高、噪声增大等问题。普通滚珠轴承马达无法解决这些问题，于是液态轴承马达(Fluid Dynamic Bearing Motors)被引入到硬盘技术中。希捷公司推出的酷鱼四产品中就采用了上述技术。这种技术与传统的滚珠轴承马达相比，一方面避免了与金属面的直接摩擦，将传统马达所带来的噪声及温度降至最低；另一方面，油膜可以有效地吸收外来的震动，使硬盘的抗震能力得到了提高，从而也使硬盘的寿命得到了延长。

二、硬盘的逻辑结构
1、盘片
两个盘面，自上而下自0开始依次编号，在硬盘系统中，盘面号又叫做磁头号。硬盘的盘片组在2-14片不等，通常有2-3个盘片，故片面号（磁头号）为0-3或0-5。
2、磁道
磁盘在格式化时被划分成许多同心圆，这些同心圆轨迹叫做磁道（Track）磁道从外向内自“0”开始顺序编号。
磁道又被划分成一段段的圆弧，每段圆弧叫做一个扇区，扇区从“1”开始编号，每个扇区中的数据是作为一个单元同时读出或写入的。

3、柱面
所有盘面上的同一磁道构成一个圆柱，通常称作柱面（Cylinder）,每个圆柱上的磁头，由上而下从“0”开始编号。数据的读写是按柱面进行的。提高了硬盘的读/写效率。
4、扇区
每个扇区包括512字节的数据和一些其他信息，一个扇区有两个主要部分：即存储数据地点的标示和存储数据的数据段。标识符就是扇区的头标，包括有扇区的三维地址：磁头（盘面）、磁道（或柱面号）,以及扇区在磁道上的位置及扇区号。头标中还包括一个字段，其中有显示扇区是否能可靠存储数据，还有校验（CRC）值作为结束。扇区的第二个主要部分是存储数据的数据段，可分为数据和保护数据的纠错码（ECC）。
头标中还有一个可识别该扇区的扇区号，但并不是连续编号的，而是使用交叉因子编号。例如：每磁道有17个扇区的磁盘按照2：1的交叉因子编号：1、10、2、11、3、12、4、13、5、14、6、15、7、16、8、17、9，而按照3：1的交叉因子编号：1、7、13、2、8、14、3、9、15、4、10、16、5、11、17、6、12。
为什么要引入交叉因子
系统将文件存储到磁盘上时，是按柱面、磁头、扇区的方式进行的， 读取数据也是如此。在读取或写入数据时控制器都要对数据进行后处理，这需要一定的时间，在这段时间内，磁盘已经转过了相当的角度。
交叉因子值太高，就需要多花一段时间等待数据在磁盘上存入和读出，如果太低，就会大大降低磁盘性能。取决于磁盘控制器的速度、主板的时钟速度、总线速度等。交叉因子的信息记录在扇区头标中，每个磁道可以有自己的交叉因子。
老式硬盘
采用的都是比较古老的CHS（Cylinder/Head/Sector）结构体系。因为很久以前，在硬盘的容量还非常小的时候，人们采用与软盘类似的结构生产硬盘。也就是硬盘盘片的每一条磁道都具有相同的扇区数，由此产生了所谓的3D参数（Disk Geometry），即是磁头数（Heads）、柱面数（Cylinders）、扇区数（Sectors）以及相应的3D寻址方式。

磁头数表示硬盘总共有几个磁头，也就是有几面盘片，最大为255（用8个二进制位存储）；柱面数表示硬盘每一面盘片上有几条磁道，最大为1023（用10个二进制位存储）；扇区数表示每一条磁道上有几个扇区，最大为63（用6个二进制位存储）；每个扇区一般是512个字节，
所以磁盘最大容量为： 255×1023×63×512/1048576＝8024MB（1M＝1048576Bytes）
硬盘厂商常用的单位： 255×1023×63×512/1000000＝8414MB（1M＝1000000Bytes
老式硬盘的CHS结构体系中，每个磁道的扇区数相等，所以外道的记录密度要远低于内道，因此会浪费很多磁盘空间（软盘也是一样）
新 型 硬 盘
改用等密度结构生产硬盘。这也就是说，每个扇区的磁道长度相等，外圈磁道的扇区比内圈磁道多。采用这种结构后，硬盘不再具有实际的3D参数，寻址方式也改为线性寻址，即以扇区为单位进行寻址。
硬盘3D参数有多种选择的原因
为了与使用3D寻址的老软件兼容，厂商通常在硬盘控制器内部安装了一个地址翻译器，由它负责将老式3D参数翻译成新的线性参数（如：LBA、LARGE、 NORMAL ）。

二、硬盘的基本工作原理、电子电路 硬盘的基本工作原理
硬盘工作时，盘片以设计转速高速旋转，设置在盘片表面的磁头则在电路控制下径向移动到指定位置然后将数据存储或读取出来。当系统向硬盘写入数据时，磁头中“写数据”电流产生磁场使盘片表面磁性物质状态发生改变，并在写电流磁场消失后仍能保持，这样数据就存储下来了；
当系统从硬盘中读数据时，磁头经过盘片指定区域，盘片表面磁场使磁头产生感应电流或线圈阻抗产生变化，经相关电路处理后还原成数据。


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硬盘电路板主要包括以下三大块的控制体系：
(1)主控芯片(MCU)。大部分硬盘都把微处理器、接口、数字信号处理器集成在一个芯片中。用于电机驱动芯片的控制以及和数字、前置信号处理器进行数据交换。
(2)电机驱动芯片用于驱动硬盘主轴电机和音圈电机。目前硬盘的转速比较快，所以该芯片的发热量也比较大。
(3)前置信号处理器用于加工整理磁头传来的数据。