磁盘能比RAM存储更大的信息，但是读取速度上比DRAM慢了10万倍，比SRAM慢了100万倍。
磁盘是由盘片(platter)构成
盘片中央有一个可以旋转的主轴,它使得盘片以固定的旋转速率旋转
每个盘片有两面或者称为表面,表面覆盖着磁性记录材料。
一个磁盘表面由一组磁道组成
一个磁道由一组扇区组成
每个扇区包含相等的数据位（通常512字节）
扇区之间由一些间隙(gap)分隔开，这些间隙中不存储数据位。间隙存储用来标识扇区的格式化位
磁盘是由一个或多个叠放在一起的盘片组成的，整个装置通常被称为磁盘驱动器(disk drive)， 简称为磁盘
柱面指多个盘片驱动器的构造， 这里， 柱面是所有盘片表面上到主轴中心的距离相等的磁道的集合。例如， 如果一个驱动器有三个盘片和六个面， 每个表面上的磁道的编号都是一致的， 那么柱面k就是6个磁道k的集合
三个因素：
最初：将每个磁道分为数目相同的扇区，扇区的数目是由最靠内的磁道能记录的扇区数决定的。为了保持每个磁道有固定的扇区数，越往外的磁道扇区隔得越开。随着面密度的提高，扇区之间的间隙（那里没有存储数据位）变得不可接受地大。
后来：柱面的集合被分割成不相交的子集合，称为记录区(recording zone) 。每个区包含一组连续的柱面。一个区中的每个柱面中的每条磁道都有相同数最的扇区，这个扇区的数量是由该区中最里面的磁道所能包含的扇区数确定的。
磁 盘 容 量 公 式 ： 每 个 扇 区 的 字 节 数 ∗ 每 个 磁 道 的 平 均 扇 区 数 ∗ 每 个 盘 面 的 磁 道 数 ∗ 2 个 盘 面 ∗ 盘 片 数 量 磁盘容量公式：每个扇区的字节数 * 每个磁道的平均扇区数 * 每个盘面的磁道数 * 2个盘面 * 盘片数量 磁盘容量公式：每个扇区的字节数∗每个磁道的平均扇区数∗每个盘面的磁道数∗2个盘面∗盘片数量
磁盘用读／写头(read/write head)来读写存储在磁性表面的位， 而读写头连接到一个传动臂（actuator arm)一端， 如图所示。通过沿着半径轴前后移动这个传动臂， 驱动器可以将读／写头定位在盘面上的任何磁道上。这样的机械运动称为寻道(seek )。一旦读／写头定位到了期望的磁道上， 那么当磁道上的每个位通过它的下面时， 读／写头可以感知到这个位的值（读该位）， 也可以修改这个位的值（写该位）。有多个盘片的磁盘针对每个盘面都有一个独立的读／写头， 如图所示。读／写头垂直排列， 一致行动。在任何时刻， 所有的读／写头都位于同一个柱面上。
磁盘总是密封的，如果进入灰尘会造成读写头冲撞，导致磁盘无法使用。
磁盘以扇区大小的块来读写数据。对扇区的访问时间有三个主要的部分：寻道时间、旋转时间和传送时间。
是指读写头移动到目标磁道上的时间。
是指读写头移动到期望磁道之后，驱动器等待目标扇区的第一个位旋转到读写头下。
当目标扇区的第一个位位于读／写头下时，驱动器就可以开始读或者写该扇区的内容了。
计算示例
(RPM是指转每秒）
可以看出，访问扇区的第一个字节废掉了大部分的时间，而读取剩下的扇区，并没有耗费很长时间。
为了对操作系统隐藏这样的复杂性，现代磁盘将它们的构造呈现为一个简单的视图，一个B个扇区大小的逻辑块的序列，编号为0, 1, …, B-1。磁盘封装中有一个小的硬件／固件设备，称为磁盘控制器，维护着逻辑块号和实际（物理）磁盘扇区之间的映射关系。当操作系统想要执行一个I/O操作时，例如读一个磁盘扇区的数据到主存，操作系统会发送一个命令到磁盘控制器，让它读某个逻辑块号。控制器上的固件执行一个快速表查找，将一个逻辑块号翻译成一个（盘面，磁道，扇区）的三元组，这个三元组唯一地标识了对应的物理扇区。控制器上的硬件会解释这个三元组，将读／写头移动到适当的柱面，等待扇区移动到读／写头下，将读／写头感知到的位放到控制器上的一个小缓冲区中，然后将它们复制到主存中。
为什么磁盘的最大使用量比磁盘容量要小
磁盘控制器必须对磁盘进行格式化，然后才能在该磁盘上存储数据。格式化包括用标识扇区的信息填写扇区之间的间隙，标识出表面有故障的柱面并且不使用它们，以及在每个区中预留出一组柱面作为各用，如果区中一个或多个柱面在磁盘使用过程中坏掉
了，就可以使用这些备用的柱面。因为存在着这些备用的柱面，所以磁盘制造商所说的格式化容量比最大容量要小。
一个典型的I/O总线结构如下如所示，它连接了CPU、主存和I/O设备。
I/O总线比系统总线和内存总线慢，可以繁多的第三方IO设备，有以下几种类型：
注意:这里I/O总线只是一种简单抽象。
CPU使用一种称为内存映射I/O的技术来向I/O设备发射命令。
在使用内存映射I/O的系统中， 地址空间中有一块地址是为与I/O设备通信保留的。每个这样的地址称为一个I/O端口。当一个设备连接到总线时,它与一个或多个端口相关联（或它被映射到一个或多个端口)。
下面将这个流程简单描述一下：
假设磁盘控制器映射到端口0xa0。随后，CPU可能通过执行三个对地址0xa0的存储指令， 发起磁盘读
CPU发起指令之后，就去做别的事情去了。在磁盘控制器收到来自CPU的读命令之后， 它将逻辑块号翻译成一个扇区地址， 读
该扇区的内容， 然后将这些内容直接传送到主存， 不需要CPU的干涉。
设备可以自己执行读或者写总线事务而不需要CPU干涉的过程， 称为直接内存访问(DirectMemory Access, DMA)。这种数据传送称为DMA 传送CDMA transfer)。
在DMA 传送完成，磁盘扇区的内容被安全地存储在主存中以后，磁盘控制器通过给CPU 发送一个中断信号来通知CPU。基本思想是中断会发信号到CPU 芯片的一个外部引脚上。这会导致CPU 暂停它当前正在做的工作，跳转到一个操作系统例程。这个程序会记录下I/O已经完成，然后将控制返回到CPU 被中断的地方。
