۱. بخش مکانیکی (Hardware Layer)
هارد دیسک‌ها از نظر ساختار داخلی دارای یک بخش مکانیکی فوق‌العاده دقیق هستند که وظیفه‌ی فیزیکی ذخیره‌سازی اطلاعات را بر عهده دارد. اجزای اصلی این بخش عبارت‌اند از:
🔸 صفحات مغناطیسی (Platters)
دیسک‌هایی دایره‌ای از جنس آلومینیوم یا شیشه با پوشش مغناطیسی.
داده‌ها به‌صورت بیت‌های مغناطیسی بر روی این صفحات ذخیره می‌شوند.
چرخش صفحات توسط موتور مرکزی با سرعت بالا (5400 تا 15000 دور در دقیقه) انجام می‌گیرد.
🔸 هد خواندن/نوشتن (Read/Write Head)
یک قطعه نانویی نصب‌شده روی بازوی متحرک که وظیفه دارد داده‌ها را از صفحات بخواند یا به آن‌ها بنویسد.
فاصله‌ی بسیار اندک بین هد و سطح پلاتر (در حد نانومتر) بدون تماس فیزیکی، امکان خواندن دقیق داده‌ها را فراهم می‌سازد.
🔸 بازوی محرک (Actuator Arm)
مکانیزمی که با دقت بالا، هد را به نقطه‌ای خاص روی دیسک هدایت می‌کند.
کنترل حرکت بازو به‌وسیله موتور سروو انجام می‌شود.
🔸 قاب و موتور چرخان (Spindle Motor)
صفحات مغناطیسی روی محور چرخان نصب می‌شوند تا هد بتواند به اطلاعات سطح دسترسی پیدا کند.
پایداری چرخش و حفظ سرعت از عوامل کلیدی عملکرد صحیح مکانیزم خواندن و نوشتن است.
این بخش مکانیکی، محیط فیزیکی ذخیره‌سازی داده‌ها را تشکیل می‌دهد و به‌عنوان پایه‌ی اصلی عملکرد هارد دیسک شناخته می‌شود.
🧠 ۲. بخش الکترونیکی و منطقی (Firmware & Logic Layer)
در کنار بخش مکانیکی، هارد دیسک دارای لایه‌ی منطقی پیچیده‌ای‌ست که فرآیند خواندن/نوشتن را مدیریت، داده‌ها را سازمان‌دهی و با سیستم عامل ارتباط برقرار می‌کند.
🔸 کنترلر مرکزی (HDD Controller)
مدار مجتمع الکترونیکی روی برد پایین هارد که وظیفه‌ی مدیریت داده‌ها را برعهده دارد.
تبدیل دستورهای سیستم‌عامل به عملیات خواندن/نوشتن و بالعکس.
شامل پردازنده‌ی داخلی، حافظه کش و مدارهای کنترل تغذیه.
🔸 حافظه کش (Buffer Memory)
حافظه‌ی موقتی که سرعت خواندن و نوشتن را به‌طور چشم‌گیری افزایش می‌دهد.
ظرفیت از 8MB تا 256MB یا بیشتر.
در عملیات متوالی یا فایل‌های بزرگ بسیار مؤثر عمل می‌کند.
🔸 اینترفیس‌های ارتباطی (Interfaces)
واسط‌هایی برای اتصال هارد به مادربرد:
SATA: رایج‌ترین رابط در رایانه‌های خانگی.
SAS: برای سرورها و سیستم‌های حرفه‌ای.
IDE: نسل‌های قدیمی‌تر.
اینترفیس نوع کابل، سرعت انتقال داده و نوع پورت را مشخص می‌کند.
🔸 سیستم تقسیم‌بندی منطقی
داده‌ها بر اساس ساختار ترک (Track)، سکتور (Sector) و سیلندر (Cylinder) روی دیسک سازمان‌دهی می‌شوند.
این ساختار موجب می‌شود داده‌ها به‌صورت مرتب و قابل بازیابی ذخیره شوند.
🔸 فریم‌ور داخلی (Firmware)
نرم‌افزار درونی هارد دیسک که رفتار آن را تنظیم می‌کند.
مسئول مدیریت SMART، اصلاح خطاها، مدیریت مصرف انرژی، و پشتیبانی از پروتکل‌های ارتباطی.
🎯 نتیجه‌گیری
هارد دیسک از دو بخش اساسی تشکیل شده است:
بخش مکانیکی؛ جایی که داده‌ها به‌صورت مغناطیسی روی صفحات ذخیره می‌شوند و با هد خوانده می‌شوند.
بخش منطقی و الکترونیکی؛ که عملیات ذخیره‌سازی را مدیریت کرده، با سیستم‌عامل ارتباط برقرار می‌کند و داده‌ها را در حافظه کش موقتاً نگه می‌دارد.
این دو قسمت، با هماهنگی خارق‌العاده‌ای، محیطی پایدار و قابل‌اعتماد برای ذخیره‌سازی بلندمدت اطلاعات فراهم می‌سازند.