机械硬盘——电子计算时代的机电遗风

每当我们的计算机结束了每秒数十亿心率的高强度劳作，它把自己的思想和知识安顿到一个狭小的盒子——硬盘。这里是机器的卧室，它的完好，保着计算机的灵魂不死。

说起硬盘，我们常会听到另一种说法——外存，也就是与内存相对的外存储器（external memory）。其实硬盘只是外存的一种，00后从没见过的软盘、用于服务器数据备份的磁带、差不多已被淘汰干净的光盘、经常用来传递资料和病毒的U盘等等都属于外存。这些不与CPU直接交互的存储器也称为辅助存储器（auxiliary storage）或二级存储器（secondary storage）。

原本「硬盘」一词只有一个所指，结果技术的革新带来了混淆视听的固态硬盘SSD，为做区分，传统硬盘被套了个前缀，称为「机械硬盘」，而「硬盘」则成了机械硬盘和固态硬盘的统称。其实固态硬盘根本不是「硬」盘，其英文为solid-state drive/disk，直译过来就是「固态驱动器」或「固态盘」，哪有「硬」（hard）字可言呢？不过这一叫法早已约定俗成，也挺容易被人接受。后文如非特殊指明，「硬盘」便指机械硬盘。

图片来自维基「Hard disk drive」词条

硬盘其实是对硬盘驱动器（hard disk drive）的简称，光有「盘」可不够，还需要一个能驱动它运作的驱动器嘛。严格地讲，硬盘只是硬盘驱动器中的盘片，但通常不做这一区分，本文亦然。

硬盘的名字来自于软盘（floppy disk），两者的原理类似，但盘片材质的软硬不同。摸过软盘的朋友肯定知道，掰开塑料外壳，里面的盘片像塑料纸一样柔软。

8英寸、5.5英寸、3.5英寸软盘（图片来自维基「Floppy disk」词条）

有趣的是，软盘与软盘驱动器（floppy disk drive）是分离的，硬盘却被终生囚禁在驱动器里，在它还活着的时候可千万别放它出来。它就像薛定谔的猫一样永远不见天日，不论你是出于同情心还是好奇心打开了盒子，相信我，它立马死给你看。

内部结构及工作形态

刨去精密的控制电路，硬盘内部并不复杂，最关键的两个部件是存放数据的盘片（platter）和读写数据的读写头或磁头（read-and-write head）。

原图来自维基「Disk read-and-write head」词条

读写头位于执行臂（actuator arm）的末端，执行臂在执行器（ac