电脑的硬盘或手机存储卡是如何存储数据的？

在我们的生活和工作中离不开硬盘，大家也会用它，不需要知道它的工作原理。当然，也有一些喜欢钻研的朋友有兴趣想了解它是个什么物件，比较好奇，但是由于不是从事计算机方面工作的，所以有些摸不透。不用着急，我会用尽量通俗易懂的文字来帮朋友们理解下这个有记忆功能的“板砖”——硬盘。

首先，我们都知道硬盘是这个样子的（常见的有西数WD和希捷），外行的朋友了解的也仅此而已。其实，它的内部结构是非常的精密的，没有专业知识和设备，拆开就报废，因为内部是真空状态（为了减少摩擦，增加运转速度）。

以上是硬盘的大致结构，下面我通过几个问题分开细说。 硬盘如何运转的？

磁头：做径向运动——沿着半径来回运动，轨迹是固定的。 盘片：做圆周运动——就像DVD的光盘一样的转动。 可以想象下，只要通过这两者的运动，就可以定位到光盘的任何一块，数据是存在盘片上的，磁头则负责写和读。

磁头怎么写和读？ 首先我们得有个概念就是电脑里面的所有你看到的文件其实本质上都是二进制代码组成，0和1，那么到了电路这块，我们通常就用高电位和低电位来代表0和1，那么盘片是怎么存储数据的呢？其实盘片上面是涂有磁性介质的，跟磁带一个原理，用磁极来代表二进制，我们知道磁极有S极和N极，磁头来改变盘片上磁性介质的磁极，所以我们的硬盘可以反复使用。 盘片是怎么分块的？

每个硬盘都会有多个盘片，每个盘片上分割如图，呈同心圆环状，圆圈就是磁道，每个磁道被等分为以512个字节为单位的若干个弧段，这些弧段便是磁盘的扇区，每个扇区可以存放512个字节的信息，扇区就是磁盘的最小单位了。

这里有比较有争议的问题：每个磁道的扇区数是不是一样的？ 一种说法是：每个磁道扇区数相同，磁盘以恒定的转速运转，也就是每一磁盘扇区的角速度是相同的，但不同半径的扇区的线速度是不同的。 另外一种是：每个磁道扇区数不同，外圈比内圈多。 下面是百科的说法： 在一些硬盘的参数列表上你可以看到描述每个磁道的扇区数的参数，它通常用一个范围标识，例如373～746，这表示，最外圈的磁道有746个扇区，而最里面的磁道有373个扇区，因此可以算出来，磁道的容量分别是从186.5KB到373KB(190976B--381952B) 所以，每个磁道的扇区数不一定相同，主要是因为硬盘的刻录的技术不同。 硬盘怎么计算容量？ 我们都知道硬盘有500G、1T、2T等，这个大小都是可以算出来的。 计算公式为： 存储容量＝磁头数×磁道（柱面）数×每道扇区数×每扇区字节数

磁头数：每个盘片正反两面都可以写数据，所以每一片盘片都有2个磁头，磁头数=盘面数=盘片数 * 2。 磁道数：也即柱面数，每个盘的磁道由外向内，从“0”开始编号，所有盘片的相同编号或者相同半径的磁道组成的集合就是柱面，从上往下就像一个圆柱体，磁道数=柱面数。 扇区数：这个需要参考硬盘本身，扇区数越多，容量就越大。每个扇区的字节数就是512个字节。

如何定位磁盘的每个区域？ 只需要知道CHS数就能定位到数据在哪个盘面的哪个扇区。 CHS，即Cylinder（柱面）、Head（磁头）、Sector（扇区）

什么是“簇”？ 簇”是DOS进行分配的最小单位。当创建一个很小的文件时，如是1个字节，则它在磁盘上并不是只占一个字节的空间，而是占有整个一簇。簇是文件系统虚拟的格式，不像扇区是实际存在的。在NTFS文件系统中，簇的大小会影响到磁盘文件的排列，设置适当的簇大小可以减少磁盘空间丢失和分区上碎片的数量。如果簇设置过大，会影响到磁盘存储 效率;反之如果设置过小，虽然会提高利用效率，但是会产生大量磁盘碎片。

手机存储卡是如何存储数据的？

内存不是用磁性物质,而是用RAM芯片。现在请你在一张纸上画一个“田”,就是画一个正方形再平均分成四份,这个“田”字就是一个内存,这样,“田”里面的四个空格就是内存的储存空间了,这个储存空间极小极小,只能储存电子 内存(RAM芯片) ——内存通电后,如果我要把“1010”这个信息保存在内存(现在画的“田”字)中,那么电子就会进入内存的储存空间里。“田”字的第一个空格你画一点东西表示电子,第二个空格不用画东西,第三个空格又画东西表示电子,第四个格不画东西。这样,“田”的第一格有电子,表示1,第二格没有,表示0,第三格有电子,表示1,第四格没有,表示0,内存就是这样把“1010”这个数据保存好了。电子是运动没有规律的物质,必须有一个电源才能规则地运动,内存通电时它很安守地在内存的储存空间里,一旦内存断电,电子失去了电源,就会露出它乱杂无章的本分,逃离出内存的空间去,所以,内存断电就不能保存数据了。 再看看U盘、MP3,它们的储存芯片是Flash芯片,它与RAM芯片的工作原理相似但不同。现在你在纸上再画一个“田”字,这次要在四个空格中各画一个顶格的圆圈,这个圆圈不是表示电子,而是表示一种物质。好,Flash芯片工作通电了,这次也是保存“1010”这个数据。电子进入了“田”的第一个空格,也就是芯片的储存空间。电子把里面的物质改变了性质,为了表示这个物质改变了性质,你可以把“田”内的第一个圆圈涂上颜色。由于数据“1010”的第二位数是0,所以Flash芯片的第二个空间没有电子,自然里面那个物质就不会改变了。第三位数是1,所以“田”的第三个空格通电,第四个不通电。现在你画的“田”字,第一个空格的物质涂上了颜色,表示这个物质改变了性质,表示1,第二个没有涂颜色,表示0,以此类推。当Flash芯片断电后,物质的性质不会改变了,除非你通电擦除。当Flash芯片通电查看储存的信息时,电子就会进入储存空间再反馈信息,电脑就知道芯片里面的物质有没有改变。就是这样,RAM芯片断电后数据会丢失,Flash芯片断电后数据不会丢失, 还有一点RAM的读取数据速度远远快于Flash芯片,所以运行游戏、程序速度快慢看的是RAM,也就是动态内存,而FLASH的大小并不影响运行速度。