Физически жесткий диск – устройство, состоящее из так называемого гермоблока и платы с управляющей электроникой. Если же заглянуть в гермоблок, то там обнаружится картина, схематично изображенная на следующей иллюстрации.

Здесь представлен поперечный разрез гермоблока. Основу любого HDD составляют пластины, которые и являются жесткими дисками. Пластины имеют форму колец, закрепленных на общем шпинделе и приводимых во вращение двигателем. Пластин таких может быть установлено разное количество: одна, две, три…От количества пластин зависит информационная емкость устройства. На эти пластины или – иными словами – диски и осуществляется запись информации. Принцип записи тот же, что и в кассетном магнитофоне – намагничивание. При этом, сами пластины магнитными не являются. Их делают из алюминия, керамики и даже стекла. Магнитным же является лишь тонкий слой, нанесенный на каждую поверхность пластины. Запись/считывание информации осуществляют магнитные головки, закрепленные на концах кронштейнов. Головки могут перемещаться по пластинам, почти по радиусу, при помощи другого двигателя, а управляющая электроника HDD позволяет фиксировать их в определенных положениях. Стоит отметить, что головки перемещаются совместно, единым блоком. Когда HDD выходит на рабочий режим и шпиндель набирает номинальные обороты, головки, благодаря форме кронштейнов, "взлетают" над поверхностями пластин и парят в нескольких микронах над ними. Когда же происходит выключение устройства, головки автоматически отводятся в специальную область пластин, называемую зоной парковки. Здесь они и опускаются на пластины. Такие сложности необходимы, поскольку касание головкой рабочей поверхности пластины, вращающейся со скоростью более семи тысяч оборотов в минуту, приводит к процарапыванию, сдиранию тонкого магнитного слоя, а иногда даже и к отрыву головки от кронштейна.

Перемещаясь почти по радиусу пластин и останавливаясь в фиксированных местах, головки образуют на поверхности каждой из пластин набор концентрических окружностей, называемых дорожками. Каждая дорожка имеет свой номер. Младший, – нулевой – у дорожки, наиболее удаленной от центра, максимальный – у "самой внутренней". В этих дорожках, называемых также треками, хранится вся информация. Совокупность треков с одинаковыми номерами на всех поверхностях получила название цилиндра. Когда говорят о положении блока головок на пластинах, называют номер цилиндра, а не дорожки, так как головки могут перемещаться только все вместе.

Каждая дорожка поделена на части, но ни в коем случае не механически, а посредством записи специальных магнитных меток. Такую часть, по определению, известному из геометрии, называют сектором. Секторы также имеют свои номера в пределах каждой дорожки. Таким образом, пластина имеет вид, представленный ниже.

Сектор является той минимальной порцией информации, которая в принципе может быть считана/записана на диск. Поэтому говорят, что HDD является блочным устройством. Сектор и есть тот блок информации, меньше которого считать/записать на диск невозможно.

Наиболее важным является тот факт, что любой сектор, где бы он ни располагался, всегда содержит одно и то же количество информации: полкилобайта. Такой объем отводится в секторе для информации пользователя. Полная емкость сектора немного больше. Кроме пользовательской, у него есть служебная область, где, в частности, записан номер этого сектора.

Сектора и дорожки создаются при низкоуровневом форматировании. Эта операция производится изготовителем устройства, а не пользователем!

Теперь несложно понять, каким образом можно разыскать на диске требуемые данные. Для этого надо передать на HDD номер цилиндра, на который необходимо установить головки, номер головки, которая будет писать/читать нужные данные, и номер сектора, который требуется, прочесть либо записать. Такой способ нахождения требуемых данных – способ адресации – называют адресацией CHS, по первым буквам слов Cylinder (Цилиндр), Head (Головка), Sector (Сектор). Именно он применялся изначально. Сегодня адресация CHS практически полностью вытеснена другим способом, получившим наименование LBA. Это связано с тем, что классический вариант оборудования, обеспечивающего в IBM-PC связь с жестким диском, не был рассчитан на передачу к HDD таких больших номеров цилиндров и секторов. Когда создавался стандарт, никто из разработчиков не мог даже представить себе такого огромного количества цилиндров! Эта причина, а также проблема, возникшая в программах BIOS, занимающихся обменом информацией с HDD, привели к тому, что дальнейшее наращивание объемов жестких дисков с прежним способом адресации стало невозможным. К тому моменту контроллер жесткого диска окончательно перебрался с системной платы или каких-либо дополнительных плат на сам жесткий диск. На системной плате же остался лишь необходимый минимум микросхем, обеспечивающий только подключение HDD к системе. Поскольку контроллер диска является устройством весьма "умным", это, фактически, еще один компьютер, со своим процессором, постоянной и оперативной памятью, то на него возложили работу по вычислению необходимых номеров цилиндров, головок и секторов, на основании одного-единственного числа – так называемого логического блока. Логический блок, это сектор, расположенный в определенном месте HDD. Т.е., все секторы на всех треках всех поверхностей получили сквозную нумерацию от единицы, до некоторого N. Вот к такому, виртуальному сектору или, иными словами, логическому блоку и идет обращение. Это отражает сама аббревиатура LBA – Logical Block Addressing. Таким образом, жесткий диск предстает в виде линейной последовательности секторов.

Кроме адресации CHS и LBA встречалась еще и адресация Large. Не вдаваясь в подробности, надо лишь отметить, что этот способ был мало распространен, а сегодня вовсе не применяется. Хотя, в некоторых программах BIOS SETUP можно встретить среди настроек и упомянутые способы адресации: Large и CHS. Но это лишь еще один пример преемственности. Реально же используется адресация LBA.