dysk fizyczny i dysk logiczny 

Twardy dysk – jeden z typów urządzeń pamięci masowej, wykorzystujących nośnik magnetyczny do przechowywania danych. Nazwa twardy dysk (hard disk drive) powstała w celu odróżnienia tego typu urządzeń od tzw. miękkich dysków, czyli dyskietek (floppy disk), w których nośnik magnetyczny naniesiono na elastyczne podłoże, a nie jak w dysku twardym na sztywne.
Pierwowzorem twardego dysku jest pamięć bębnowa.Pierwsze dyski twarde takie, jak dzisiaj znamy, wyprodukowała w latach 70 XX w. firma IBM. Była to słynna seria o nazwie Winchester. Obecnie sam wynalazca nie produkuje już dysków - w 2002 roku zawarł porozumienie joint venture z firmą Hitachi, na mocy którego IBM prowadzi prace badawcze oraz sprzedaje rozwiązania (systemy dyskowe jak ESS - Enterprise Storage Systems), a Hitachi produkuje jednostki dyskowe, jak też i systemy dyskowe.
Pojemność dysków wynosi od 10 MB (współcześnie dyski kilkusetmegabajtowe lub mniejsze w komputerach osobistych należą do rzadkości, najczęściej posiadają rozmiar nawet kilkuset GB, (w laptopach 20 GB i więcej). Małe dyski o pojemności do 1

GB stosuje się w urządzeniach przenośnych, np. w kartach Compact Flash (1 Gigabajt Microdrive) do cyfrowych aparatów fotograficznych.
Dla dysków twardych najważniejsze są parametry: pojemność, szybkość transmisji

danych, czas dostępu, prędkość obrotowa talerzy (obr/sek.) oraz MTBF.
Kilka dysków twardych można łączyć w jedną logiczną całość: macierz dyskową, dzięki czemu można zwiększyć niezawodność przechowywania danych, dostępną przestrzeń na dane, zmniejszyć czas dostępu.

Dysk twardy a dysk miękki

Użycie sztywnych talerzy i uszczelnienie jednostki umożliwia większą precyzję zapisu niż na dyskietce. W wyniku czego dysk twardy może zgromadzić o wiele więcej danych niż dyskietka, ma również krótszy czas dostępu do danych i w efekcie szybszy transfer. W 2003 r. dysk twardy w typowym stanowisku pracy mógł zgromadzić od 60 do 120 GB danych, obracać się z prędkością 5.400 do 10.000 rpm (ang. rotations per minute - obrotów na minutę) i mieć średnią prędkość przesyłu danych na zewnątrz na poziomie 30 MB/s.

Budowa

Dysk stały składa się z zamkniętego w hermetycznej obudowie, wirującego talerza (dysku) lub zespołu talerzy, wykonanych najczęściej ze stopów aluminium, o wypolerowanej powierzchni pokrytej nośnikiem magnetycznym (grubości kilku mikrometrów) oraz z głowic elektromagnetycznych umożliwiających zapis i odczyt danych. Na każdą powierzchnię talerza dysku przypada po jednej głowicy odczytu i zapisu. Głowice są umieszczone na elastycznych ramionach i nie stykają się one z talerzem, a ich odległość nad talerzem jest stabilizowana dzięki sile aerodynamicznej (głowica jest przyciagana do talerza podobnie jak skrzydło samolotu

unosi samolot) powstałej w wyniku szybkich obrotów talerza. Jest to najpopularniejsze obecnie rozwiązanie (są też inne sposoby prowadzenia głowic nad dyskami twardymi).
Ramię głowicy dysku ustawia głowice w odpowiedniej odległości od osi obrotu talerza w celu odczytu lub zapisu danych na odpowiednim cylindrze. Pierwsze konstrukcje były wyposażone w silnik krokowy, stosowane również w stacjach dysków. Wzrost liczby cylindrów na dysku oraz konieczność zwiększenia szybkości dysków wymusił wprowadzenie innych rozwiązań. Najpopularniejszym obecnie jest tzw. voice coil czyli cewka, wzorowana na układzie magnetodynamicznym stosowanym w głośnikach. Umieszczona w silnym polu magnetycznym cewka porusza się i zajmuje położenie zgodnie z przepływającym przez nią prądem, ustawiając ramię w odpowiedniej pozycji. Dzięki temu czas przejścia między kolejnymi ścieżkami jest nawet krótszy niż 1 milisekunda a przy większych odległościach nie przekracza kilkudziesięciu milisekund. Układ regulujący prądem zmienia natężenie prądu, tak by głowica ustabilizowała jak najszybciej swe położenia w zadanej odległości od środka talerza (nad wyznaczonym cylindrem).
Informacja jest zapisywana na dysk przez przesyłanie strumienia elektromagnetycznego przez antenę albo głowicę zapisującą, która jest bardzo blisko magnetycznie polaryzowalnego materiału, który zmienia swoją polaryzację (kierunek namagnesowania) wraz ze strumieniem magnetycznym. Informacja może być z powrotem odczytana w odwrotny sposób, gdyż zmienne pole magnetyczne powoduje indukowanie napięcia elektrycznego w cewce gowicy lub zmianę oporu w głowicy magnetyczno oporowej.
Ramiona połączone są w zworą i poruszają się razem. Zwora kieruje głowicami promieniowo po talerzach a w miarę rotacji talerzy, daje każdej głowicy dostęp do całości jej talerza.
Zintegrowana elektronika kontroluje ruch zwory, obroty dysku, oraz przygotowuje odczyty i zapisy na rozkaz od kontrolera dysku. Niektóre nowoczesne układy elektroniczne są zdolne do skutecznego szeregowania odczytów i zapisów na przestrzeni dysku, oraz do remapowania sektorów dysku, które zawiodły.
Szczelna obudowa chroni części napędu od pyłu, pary wodnej, i innych źródeł zanieczyszczenia. Jakiekolwiek zanieczyszczenie głowic lub talerzy może doprowadzić do uszkodzenia głowicy (head crash), awarii dysku, w której głowica uszkadza talerz, ścierając cienką warstwę magnetyczną. Awarie głowicy mogą również być spowodowane przez błąd elektroniczny, zużycie i zniszczenie, błędy produkcyjne dysku.

Co to są partycje i dyski logiczne?

Partycja , nazywana również czasami woluminem jest obszarem na dysku twardym, który może być formatowany w systemie plików i identyfikowany przy użyciu litery alfabetu. Na przykład dysk C na większości komputerów z systemem Windows oznacza partycję.

Jeśli w tej wersji systemu Windows zostanie użyta przystawka Zarządzanie dyskami do programu MMC (Microsoft Management Console) w celu utworzenia partycji na dysku podstawowym, pierwsze trzy utworzone partycje będą partycjami podstawowymi. Można ich używać do uruchamiania systemu operacyjnego. Jeśli użytkownik utworzy więcej niż trzy partycje, czwarta zostanie utworzona jako partycja rozszerzona.

Partycja rozszerzona umożliwia ominięcie limitu liczby partycji podstawowych, jakie mogą znajdować się na dysku podstawowym. Partycja rozszerzona jest kontenerem, który może zawierać jeden lub wiele dysków logicznych. Dyski logiczne działają tak samo, jak partycje podstawowe z tą różnicą, że nie można ich używać do uruchamiania systemu operacyjnego.

Dysk twardy należy podzielić na partycje i sformatować przed zapisaniem na nim danych. Wiele komputerów zawiera tylko jedną partycję, obejmującą cały dysk twardy. Dzielenie dysku twardego na kilka mniejszych partycji nie jest konieczne, lecz może okazać się przydatne do organizowania danych na dysku twardym. Niektórzy użytkownicy preferują oddzielne partycje do przechowywania plików systemu operacyjnego Windows, programów i prywatnych danych.

Partycja logiczna

Partycja logiczna, dysk logiczny - wolumin tworzony na partycji rozszerzonej na podstawowym dysku MBR.

Partycje logiczne przypominają partycje podstawowe, chociaż liczba partycji logicznych, jaką można utworzyć na jednym dysku fizycznym, jest nieograniczona, a liczba partycji podstawowych wynosi maksymalnie cztery.

Systemy Windows

W systemach z rodziny Windows partycje rozszerzone są znane bardziej jako dyski logiczne. Dysk logiczny można formatować i można mu przypisać literę dysku. Pierwszą literą dla dysków twardych jest litera C. Najczęściej na dysku C umieszczony jest system operacyjny Windows - jest to dysk (partycja) podstawowy. System Windows może także być zainstalowany na partycji rozszerzonej, jednak niezbędne jest, aby pliki boot loadera były umieszczone na którejś z partycji podstawowych.

Systemy Uniksowe

W systemach z rodziny Unix partycje są plikami. Partycje najczęściej znajdują się w plikach /dev/hdx^[1]y^[2] (dyski ATA) lub /dev/sdx^[3]y^[4] (dyski SATA, SCSI, zewnętrzne dyski USB i inne).

¹  x - litera dysku; pierwszy dysk to /dev/hda

²  y - numer partycji; partycje logiczne zaczynają się od numeru 5 (włącznie)

System Uniksowy może być zainstalowany na dowolnej partycji, zarówno podstawowej jak i logicznej. Może też wykorzystywać lub współdzielić kilka partycji. Aby wykorzystać system plików na danej partycji jest wymagane jej zamontowanie - czyli przygotowanie do obsługi przez system operacyjny, w systemach Windows również jest mechanizm montowania, jednak użytkownik zazwyczaj nie jest tego świadomy.