碟盤儲存

碟盤儲存（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

音訊資訊最初是通過類比方法錄製的。同樣，第一張影片光碟使用了類比錄製方法。在音樂行業，類比錄音大多被數字光學技術所取代，其中資料以帶有光學資訊的數字格式記錄。

第一個商用數字磁碟儲存裝置是IBM 350，於1956年作為IBM 305 RAMAC計算系統的一部分出貨。磁碟的隨機存取、低密度儲存是為了補充已經使用磁帶的磁帶驅動器提供的順序存取、高密度儲存。磁碟儲存技術的大力創新，加上磁帶儲存方面不太活躍的創新，減少了磁碟儲存和磁帶儲存之間每TB的取得成本差異；然而，磁碟上資料（包括電源和管理）的總擁有成本仍然高於磁帶。

磁碟儲存現在用於電腦儲存和消費電子儲存，例如音訊CD和影片光碟（VCD、DVD和藍光）。

現代磁碟上的資料儲存在固定長度的塊中，通常稱為磁區，長度從幾百到幾千位元組不等。磁碟機總容量只是磁碟表面數乘以塊數/表面數乘以位元組數/塊數。在某些遺留的IBM CKD驅動器中，資料儲存在具有可變長度塊的磁碟上，稱為記錄；記錄長度可能在磁碟上和磁碟之間變化。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

數字磁碟機是區塊儲存裝置。每個磁碟被劃分為邏輯區塊（磁區的集合）。區塊使用其邏輯塊位址（LBA）進行定址。從磁碟讀取或寫入磁碟以區塊的粒度發生。

最初，磁碟容量相當低，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，這意味著可以在每個磁碟上儲存更多的軌道。資料壓縮方法的進步允許在每個部門儲存更多資訊。

驅動器將資料儲存到圓柱體、磁頭和磁區上。磁區單元是儲存在硬碟機中的最小資料大小，每個檔案將分配許多磁區單元。CD中最小的實體被稱為訊框，它由33位元組組成，包含六個完整的16位元立體聲樣本（兩個位元組×兩個通道×六個樣本=24位元組）。其他九個位元組由八個CIRC糾錯位元組和一個用於控制和顯示的子代碼位元組組成。

資訊從電腦處理器傳送到BIOS到控制資料傳輸的晶片中。然後通過多線連接器傳送到硬碟機。一旦資料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儲存到磁碟本身的格式。然後，資料被傳遞到電路板上的晶片，該晶片控制對驅動器的訪問。驅動器被劃分為儲存在其中一個內部磁碟側面的資料磁區。內部有兩個磁碟的硬碟通常會將資料儲存在所有四個表面上。

驅動器上的硬體告訴執行器臂要前往相關軌道的位置，然後將壓縮資訊傳送到頭部，頭部會通過光學或磁性改變驅動器上每個位元組的物理屬性，從而儲存資訊。檔案不是以線性方式儲存的；相反，它以最佳方式儲存，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。一個是裝置內部磁碟的旋轉。另一個是在軌道之間移動時，頭部在圓盤上左右移動。

有兩種類型的磁碟旋轉方法：

恆定線性速度（主要用於光學儲存）根據光碟的位置改變光碟的旋轉速度；

恆定的角速度（用於HDD、標準FDD、一些光碟系統和黑膠唱片）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碟儲存裝置方法。專注於儲存電腦資料的儲存裝置，例如HDD、FDD和Iomega zip驅動器，使用同心軌道來儲存資料。在順序讀取或寫入操作中，在驅動器訪問軌道中的所有磁區後，它將頭部重新定位到下一個軌道。這將導致裝置和電腦之間的資料流暫時延遲。相比之下，光學音訊和影片光碟使用單個螺旋軌道，從光碟的最內端開始，連續流向外邊緣。在讀取或寫入資料時，無需停止資料流來切換軌道。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。

介面

磁碟機介面是系統其餘部分與磁碟機本身之間的通訊機制/協定。用於台式和行動電腦的儲存裝置通常使用ATA（PATA）和SATA介面。除了一些使用SATA外，企業系統和高端儲存裝置通常會使用SCSI、SAS和FC介面。