碟盤存儲

碟盤存儲（英語：Disk storage，或 Drive storage），一種儲存資料的機制，它將類比資料或數位資料存放在一個或多個經過特殊處理的圓盤表面，通過旋轉圓盤的方式，來取出資料。根據它的儲存媒介，又可以分成電子式、磁性式、光學式或機械式等。這類裝置，最著名的就是磁碟，如軟碟（floppy disk，FD）、硬碟（hard disk，HD）以及黑膠唱片、光碟（optical disk）等。碟盤驅動程式（disk drive）是用來控制這類硬體裝制的軟體驅動。

背景

音頻信息最初是通過模擬方法錄製的。同樣，第一張視頻光盤使用了模擬錄製方法。在音樂行業，模擬錄音大多被數字光學技術所取代，其中數據以帶有光學信息的數字格式記錄。

第一個商用數字磁盤存儲設備是IBM 350，於1956年作為IBM 305 RAMAC計算系統的一部分出貨。磁盤的隨機存取、低密度存儲是為了補充已經使用磁帶的磁帶驅動器提供的順序存取、高密度存儲。磁盤存儲技術的大力創新，加上磁帶存儲方面不太活躍的創新，減少了磁盤存儲和磁帶存儲之間每TB的獲取成本差異；然而，磁盤上數據（包括電源和管理）的總擁有成本仍然高於磁帶。

磁盤存儲現在用於計算機存儲和消費電子存儲，例如音頻CD和視頻光盤（VCD、DVD和藍光）。

現代磁盤上的數據存儲在固定長度的塊中，通常稱為扇區，長度從幾百到幾千字節不等。磁盤驅動器總容量只是磁盤表面數乘以塊數/表面數乘以字節數/塊數。在某些遺留的IBM CKD驅動器中，數據存儲在具有可變長度塊的磁盤上，稱為記錄；記錄長度可能在磁盤上和磁盤之間變化。由於區塊之間的必要間隙，記錄長度減少，容量減少。

存取方法

數字磁盤驅動器是區塊存儲設備。每個磁盤被劃分為邏輯區塊（扇區的集合）。區塊使用其邏輯塊地址（LBA）進行尋址。從磁盤讀取或寫入磁盤以區塊的粒度發生。

最初，磁盤容量相當低，並以幾種方式之一得到了改進。機械設計和製造的改進允許更小、更精確的頭，這意味着可以在每個磁盤上存儲更多的軌道。數據壓縮方法的進步允許在每個部門存儲更多信息。

驅動器將數據存儲到圓柱體、磁頭和扇區上。扇區單元是存儲在硬盤驅動器中的最小數據大小，每個文件將分配許多扇區單元。CD中最小的實體被稱為幀，它由33字節組成，包含六個完整的16位立體聲樣本（兩個字節×兩個通道×六個樣本=24字節）。其他九個字節由八個CIRC糾錯字節和一個用於控制和顯示的子代碼字節組成。

信息從計算機處理器發送到BIOS到控制數據傳輸的芯片中。然後通過多線連接器發送到硬盤驅動器。一旦數據被接收到驅動器的電路板上，它們就會被翻譯並壓縮成單個驅動器可用於存儲到磁盤本身的格式。然後，數據被傳遞到電路板上的芯片，該芯片控制對驅動器的訪問。驅動器被劃分為存儲在其中一個內部磁盤側面的數據扇區。內部有兩個磁盤的硬盤通常會將數據存儲在所有四個表面上。

驅動器上的硬件告訴執行器臂要前往相關軌道的位置，然後將壓縮信息發送到頭部，頭部會通過光學或磁性改變驅動器上每個字節的物理屬性，從而存儲信息。文件不是以線性方式存儲的；相反，它以最佳方式保存，以便最快地檢索。

旋轉速度和軌道布局

力學上，驅動器內部發生了兩種不同的運動。一個是設備內部磁盤的旋轉。另一個是在軌道之間移動時，頭部在圓盤上左右移動。

有兩種類型的磁盤旋轉方法：

恆定線性速度（主要用於光學存儲）根據光盤的位置改變光盤的旋轉速度；

恆定的角速度（用於HDD、標準FDD、一些光盤系統和黑膠唱片）以恆定的速度旋轉媒體，無論頭部位於何處。

跟蹤定位還遵循兩種不同的磁盤存儲設備方法。專注於保存計算機數據的存儲設備，例如HDD、FDD和Iomega zip驅動器，使用同心軌道來存儲數據。在順序讀取或寫入操作中，在驅動器訪問軌道中的所有扇區後，它將頭部重新定位到下一個軌道。這將導致設備和計算機之間的數據流暫時延遲。相比之下，光學音頻和視頻光盤使用單個螺旋軌道，從光盤的最內端開始，連續流向外邊緣。在讀取或寫入數據時，無需停止數據流來切換軌道。這類似於黑膠唱片，除了黑膠唱片從外邊緣開始，向中心螺旋。

接口

磁盤驅動器接口是系統其餘部分與磁盤驅動器本身之間的通信機制/協議。用於台式和移動計算機的存儲設備通常使用ATA（PATA）和SATA接口。除了一些使用SATA外，企業系統和高端存儲設備通常會使用SCSI、SAS和FC接口。