Жёсткий диск — самый распространенный в 90-х — 2010-х годах встроенный носитель информации. Он состоит из насаженных на одну ось дисков, покрытых магнитным слоем. Плоскости этих дисков разделены на концентрические кольца, называемые дорожками; все такие кольца одного радиуса, находящиеся в разных плоскостях, образуют цилиндр. Сами дорожки разбиваются на сектора. Последовательность «цилиндр–дорожка–сектор» однозначно определяет участок диска, на который нужно записать информацию или с которого её требуется считать. Все механические детали собраны под герметичным корпусом, задача которого — стабилизировать давление внутри жёсткого диска, препятствовать попаданию пыли и посторонних предметов на поверхности дисков и магнитные головки.

Сектор – это минимальная единица информации при операциях чтения-записи на магнитный диск; он включает в себя множество элементарных площадок – доменов с одинаковым состоянием намагниченности. Единице или нулю в домене соответствуют состояния «намагничено» — «ненамагничено».

Чтение и запись информации осуществляется парящей над диском на расстоянии 5—10 нм магнитной головкой. Она устанавливается над определённым сектором диска, перемещаясь в радиальном направлении; кроме того, вращаются и сами диски (со скоростью 4200—15000 об./мин). В результате информация пишется на кольцевые дорожки. Время, необходимое на позиционирование головки и ожидание нужного сектора, характеризует среднее время доступа жёсткого диска (у современных моделей — 3—8 мс). Для ускорения операций чтения-записи информация кэшируется.

Ёмкость современного винчестера может достигать 4 Тб, а скорость чтения-записи – вплоть до сотни мегабайт в секунду. Диаметр дисков винчестера обычно составляет 3,5'' или 2,5''; но уже созданы миниатюрные жёсткие диски для коммуникаторов и планшетных компьютеров. Наиболее известными изготовителями жёстких дисков являются компании Western Digital, Seagate, Fujitsu, Samsung.

Интерактивный рисунок демонстрирует работу жёсткого диска в режимах чтения и записи. Выбрать режим можно с помощью группы переключателей в нижней части экрана. Запустите анимацию с помощью блока управления анимацией в правом нижнем углу. Изучите работу жёсткого диска в различных режимах на различных уровнях (информационном, технологическом и физическом).

От каких компонентов жёсткого диска зависят такие параметры, как ёмкость диска, скорость передачи данных, время произвольного доступа?

Чем жёсткий диск принципиально отличается от компакт-диска? От устройства flash-памяти?

Как вы думаете, в каком направлении будет дальше эволюционировать жёсткий диск? Развитием каких устройств это обусловлено?