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在今天，电脑已经成为我们日常生活中必不可少的一样事物了，无论是笔记本还是台式机，它们之间必不可少的一样东西，一定是硬盘，但是，关于硬盘的小知识，你又是否知道呢？

硬盘，它是我们电脑的储存部件，用来存放我们所需要的一些数据，并且也能经行编辑的硬件。许多人都知道，硬盘分为两类，一类就是我今天所要讲的主角，机械硬盘也称为HardDiskDrive，也就是我们日常所说的HDD。另一类就是固态硬盘SolidStateDrives，也即是我们口中的SSD，今天就不在这里过多解释，下次会向大家说明解释两者之间的关系。

机械硬盘，下文我都会采用HDD来指代它。在外观上，它是一个密闭的小铁盒子，当我们拆开内部时，你将会发现，它是由马达，磁盘，磁头臂，磁头这几样构成。

红色的为磁盘，中间的为马达，像手臂一样的前面一部分是磁头臂，最前面的是磁头。

在工作时，磁头一般悬浮在磁盘上面几纳米，并且磁头又分为读磁头和写磁头，显而易见，读磁头用来读取数据的，写磁头则是用来编写数据的。在磁盘上面，有着诸多肉眼难见的细小磁粒。现在知道为什么硬盘需要密封了吧，一旦有任何灰尘掉入磁盘上，在磁盘的高速旋转下（/min或/min），你想想，对于磁盘上的磁粒会造成什么样的破坏，简直就是“毁天灭地”。届时，你所做的选择只有一个了，那就是只有去买块新的重新给装上去，当然啦，你可能肝了不知道多少个日日夜夜的游戏进度没有了，电脑上的各种资源也没有了，想想，是有多么的可怕啊！

那么，磁盘究竟是怎么工作的呢？

首先你要知道，磁盘上有许多磁粒，既然是磁粒，那么就说明它是可以被磁化的，那么如何将它磁化呢？这个时候，就不得不提我们物理界响当当的大人物——法拉第。作为电磁感应的发现者，在发现这一奇特物理现象后，加以研究，发现电生磁，磁生电这一特性。所以，聪明的人类科学家就通过电流来改变磁化以及磁化之后磁场的方向。说到这，就真的不得不向法拉第表示我深深的钦佩了。

那么，究竟磁盘是如何读取或者修改数据呢？在这里，为了方便理解，我们可以将每个磁粒视为一个个的正方体或者长方体，

下端为磁粒，上端黄色的是读取磁头，环形的是写磁头。

在磁盘刚出厂的时候，你可以将所有的磁粒的磁向视为左边，那么在你写入数据时，写磁头通过改变自身的环绕电流，再来改变磁粒的磁向，就可以视为将磁粒的磁性改为右边。我们都知道，计算机的工作方式为二进制，那么，我们可以简单地将向左的磁向为0，向右的磁向为1。

那么，这样的排序方式也可以视为二进制了，然后改变顺序，就可改写或储存数据了。如左左右左右，就可视为。

现在，讲完了HDD是如何修改以及存储数据的，那么现在我再来讲讲HDD是如何寻找一些我们需要的数据并且进行修改。首先，我们可以将整个磁盘划分为若干个区域，

当我们需要找到我们所需要的数据时，比如我们要找到第五磁道第七区，磁头先摆动到第五道磁道，然后磁盘旋转到第七区也就是所谓的扇面读取我们所需的数据。

同样的道理，删除数据也是如此，只不过不同的是，读取数据时读磁头在工作，删除数据时写磁头在工作。

在这个过程当中，磁头在磁盘寻找磁道的这一过程叫做寻道SeekTime，磁盘转动到响应的区这一过程叫做寻址Addressing。

也许细心的人可能会有个疑惑，难道磁头一直停留在磁道上面吗？如果是这样子，那么岂不是说明我们的数据会一直被读取或者改写呢？不，其实不然，在整块磁盘中间，靠近马达方向的会留有一块区域，那里我们称为启停区，也就是启动和停止的区域。再平常我们没有使用的时候，磁头就是悬浮在启停区。

通过以上，我们不难发现，在磁头读取数据的这整个过程中所需要的时间可以分为三个部分，

1.寻道时间，可以理解为，磁头移动到相应的磁道上这一过程。

2.旋转延迟，也就是磁盘旋转到包含有上一步的磁道所在的扇区。

3.传输时间，磁头移动到对应的位置上后，读取这一段数据所需要的时间。

从上不难看出，为什么说机械硬盘的数据处理比之固态，要慢上许多，固态相对于HDD来说，节省了寻找寻道时间和旋转延迟。对于数据的处理速度也就大大提高了。当然啦，为了解决这一问题，我们那些科研大佬们想出了诸多办法来去解决，目前市场上常见有这么几种，

1.先来先服务算法(FCFS)，顾名思义，就是当我有许多任务或者数据需要处理时，谁先我就安排谁，这种方法相对于读取数据时长这一点，没有什么改变，但是它的优点也是显而易见的，简单，高效，合理。

2.最短寻道时间算法(SSFT)，它的工作模式也比较简单易懂，也就是就近原则，当我有着多个任务需要处理时，那么磁头臂或者说磁头它将第一个任务的磁道为中心，优先处理读取这一片区域的数据。那么，相离较远的话，排上你就不知道猴年马月了。所以这一类方法我们又称为“饥饿法”

3.循环扫描算法(CSCAN)，就是按循序，从第一个磁道到最后一个磁道，再通过一个个扇区，这种就避免了出现那种饥饿法。是目前较为广泛的一种方法。

好了，今天关于机械硬盘就先讲到这里，欢迎有什么问题或者想法的小伙伴们在讨论区积极留言，下次再谈谈固态和机械硬盘的不同之处。