usb存储原理

‘壹’ U盘储存的原理是什么

U盘，作为我们生活、工作中必不可少移动存储设备，对我们来说可以说是不可或缺，帮助我们存储着一些重要的数据文件，但是，这么重要的设备我们对它又了解多少呢?现在让我们一起去解读一下U盘的存储原理吧，让我们更加熟悉它的工作原理。

闪存(Flash Memory)盘是一种采用USB接口的无需物理驱动器的微型高容量移动存储产品，大家都管他叫U盘，是非挥发存储的一种，具有关掉电源仍可保存数据的优点，同时又可重复读写且读写速度快、单位体积内可储存最多数据量，以及低功耗特性等优点。 其存储物理机制实际上为一种新型EEPROM(电可擦除可编程只读存储)。是SCM(半导体存储器)的一种。

早期的SCM采用典型的晶体管触发器作为存储位元，加上选择、读写等电路构成存储器。现代的SCM采用超大规模集成电路工艺制成存储芯片，每个芯片中包含相当数量的存储位元，再由若干芯片构成存储器。目前SCM广泛采用的主要材料是金属氧化物场效应管(MOS)，包括PMOS、NMOS、CMOS三类，尤其是NMOS和CMOS应用最广泛。

RAM(随机存取存储)，是一种半导体存储器。必须在通电情况下工作，否则会丧失存储信息。RAM又分为DRAM(动态)和SRAM(静态)两种，我们现在普遍使用的PC机内存即是SDRAM(同步动态RAM)，它在运行过程当中需要按一定频率进行充电(刷新)以维持信息。DDR DDR2内存也属于SDRAM。而SRAM不需要频繁刷新，成本比DRAM高，主要用在CPU集成的缓存(cache)上。

PROM(可编程ROM)则只能写入一次，写入后不能再更改。

EPROM(可擦除PROM)这种EPROM在通常工作时只能读取信息，但可以用紫外线擦除已有信息，并在专用设备上高电压写入信息。

EEPROM(电可擦除PROM)，用户可以通过程序的控制进行读写操作。

闪存实际上是EEPROM的一种。一般MOS闸极(Gate)和通道的间隔为氧化层之绝缘(gate oxide)，而Flash Memory的特色是在控制闸(Control gate)与通道间多了一层称为“浮闸”(floating gate)的物质。拜这层浮闸之赐，使得Flash Memory可快速完成读、写、抹除等三种基本操作模式;就算在不提供电源给存储的环境下，也能透过此浮闸，来保存数据的`完整性。

Flash Memory芯片中单元格里的电子可以被带有更高电压的电子区还原为正常的1。Flash Memory采用内部闭合电路，这样不仅使电子区能够作用于整个芯片，还可以预先设定“区块”(Block)。在设定区块的同时就将芯片中的目标区域擦除干净，以备重新写入。传统的EEPROM芯片每次只能擦除一个字节，而Flash Memory每次可擦写一块或整个芯片。Flash Memory的工作速度大幅领先于传统EEPROM芯片。

MSM(磁表面存储)是用非磁性金属或塑料作基体，在其表面涂敷、电镀、沉积或溅射一层很薄的高导磁率、硬矩磁材料的磁面，用磁层的两种剩磁状态记录信息“0”和“1”。基体和磁层合称为磁记录介质。依记录介质的形状可分别称为磁卡存储器、磁带存储器、磁鼓存储器和磁盘存储器。计算机中目前广泛使用的MSM是磁盘和磁带存储器。硬盘属于MSM设备。

ODM(光盘存储)和MSM类似，也是将用于记录的薄层涂敷在基体上构成记录介质。不同的是基体的圆形薄片由热传导率很小，耐热性很强的有机玻璃制成。在记录薄层的表面再涂敷或沉积保护薄层，以保护记录面。记录薄层有非磁性材料和磁性材料两种，前者构成光盘介质，后者构成磁光盘介质。

ODM是目前辅存中记录密度最高的存储器，存储容量很大且盘片易于更换。缺点是存储速度比硬盘低一个数量级。现已生产出与硬盘速度相近的ODM。CD-ROM、DVD-ROM等都是常见的ODM。

‘贰’ 高手进来，U盘为什么能存数据详细点的！

所谓“USB闪存盘”（以下简称“U盘”）是基于USB接口、以闪存芯片为存储介质的存储设备。U盘的出现是移动存储技术领域的一大突破，其体积小巧，特别适合随身携带，可以随时随地、轻松交换资料数据，是理想的移动办公及数据存储交换产品。
U盘使用标准的USB接口，容量一般在32M～256M之间，最高容量已有2G的产品，能够在各种主流操作系统及硬件平台之间作大容量数据存储及交换。其低端产品的市场价格已与软驱接近，而且现在很多主板已支持从USB存储器启动，实用功能更强。总体来说U盘有着软驱不可比拟的优势，主要具有体积小、功能齐全、使用安全可靠等特点。但也存在容量还不够大且无法扩充、价格较高、在Win98等部分操作系统下需安装驱动程序等缺点。
U盘的结构基本上由五部分组成：USB端口、主控芯片、FLASH（闪存）芯片、PCB底板、外壳封装。U盘的基本工作原理也比较简单：USB端口负责连接电脑，是数据输入或输出的通道；主控芯片负责各部件的协调管理和下达各项动作指令，并使计算机将U盘识别为“可移动磁盘”，是U盘的“大脑”；FLASH芯片与电脑中内存条的原理基本相同，是保存数据的实体，其特点是断电后数据不会丢失，能长期保存；PCB底板是负责提供相应处理数据平台，且将各部件连接在一起。当U盘被操作系统识别后，使用者下达数据存取的动作指令后，USB移动存储盘的工作便包含了这几个处理过程。具体来讲还要了解以下几个概念：1 USB设备的分类
USB设备分为5大类，即显示器、通信设备、音频设备、人机输入和海量存储。通常所用的U盘、移动硬盘均属于海量存储类。2 USB设备的检测及初始化
当一个USB设备插入主机时，由于USB设备硬件本身的原因，它会使USB总线的数据信号线的电平发生变化，而主机会经常扫描USB总线。当发现电平有变化时，它即知道有设备插入。
当USB设备刚插入主机时，USB设备它本身会初始化，并认为地址是0。也就是没有分配地址，这有点象刚进校的大学生没有学号一样。3 USB描述符
USB描述符主要包括：设备描述符，配置描述符，接口描述符，端点描述符等。
(1)设备描述符
当USB设备插入主机时，主机首先就会要求对方把它的设备描述符传回来，其中就包含了设备类型及制造商信息。
(2)配置描述符
配置描述符用于定义设备的功能。
(3)接口描述符
传输所采用的协议是由接口描述符确定。
(4)端点描述符
传输的方式则包含在端点描述符中。4 USB接口与端点
接口是指设备中哪些硬件要与USB交换信息。海量存储器支持一个接口（数据接口），其中包含三个端口。
端点是和USB交换信息的硬件设备。
接口是端点的集合。5 USB的传输类型
USB（通用串行总线）用于将USB接口的外围设备（device）连接到主机（host），实现二者之间数据传输的外部总线结构，是一种快速、灵活的总线接口，USB的传输类型有控制（control）、批量（bulk）、中断（interrupt）和同步（synchronous）传输4种，它最大的特点是易于使用，即插即用，主要是用在中速和低速的外设。6 U盘存储规范
U盘属于海量存储类，它的存储规范中包括4个独立的子规范，即CBI传输、Bulk-Only传输、ATA命令块、UFI命令规范。前两个协议定义了数据/命令/状态在USB总线上的传输方法，Bulk-Only传输协议仅仅使用Bulk端点传送数据/命令/状态，CBI传输协议则使用Control/bulk/interrupt三种类型的端点进行数据/命令/状态的传送。后两个协议定义了存储介质的操作命令，ATA协议用于硬盘，UFI协议则针对USB移动存储，U盘读写器的设计遵循Bulk-Only传输协议和UFI命令规范。UFI命令块规范是针对USB移动存储而制定的，它总共定义了19个12字节长度的操作命令。(1) Bulk-Only传输协议
当一个U盘插入主机以后，主机会要求USB设备传回它们的描述符，当主机得到这些描述符后，即完成了设备的配置。识别出USB设备是一个支持Bulk-Only传输协议的海量存储设备。这时应可进行Bulk-Only传输方式。在此方式下USB与设备之间的数据传输都是通过Bulk-In和Bulk-Out来实现的。
在这种传输方式下，有三种类型数据在USB和设备传送，它们是命令块包（CBW），命令执行状态包（CSW）和普通数据包。CBW是主机发往设备的命令。执行的结果又以CSW的形式发给主机。
(2) UFI命令块规范
UFI是针对USB移动存储而制定的命令块协议，它规定了主机和设备进行信息交换所使用的命令块、数据和状态信息，Bulk-Only传输协议定义了传输这些信息的方法，其中UFI命令块是封装在CB
W包中的CBWCB，设备通过读取CBWCB确定具体要执行何种操作命令（如读命令），如何完成这个命令（如从闪存的哪个地址读，需要读取的长度），设备将命令的执行状态封装成CSW返回给主机。U盘的存储原理

在源极和漏极之间电流单向传导的半导体上形成贮存电子的浮动棚。浮动栅包裹着一层硅氧化膜绝缘体。它的上面是在源极和漏极之间控制传导电流的选择/控制栅。数据是0或1取决于在硅底板上形成的浮动栅中是否有电子。有电子为0，无电子为1。

闪存就如同其名字一样，写入前删除数据进行初始化。具体说就是从所有浮动栅中导出电子。即将有所数据归“1”。

写入时只有数据为0时才进行写入，数据为1时则什么也不做。写入0时，向栅电极和漏极施加高电压，增加在源极和漏极之间传导的电子能量。这样一来，电子就会突破氧化膜绝缘体，进入浮动栅。

读取数据时，向栅电极施加一定的电压，电流大为1，电流小则定为0。浮动栅没有电子的状态（数据为1）下，在栅电极施加电压的状态时向漏极施加电压，源极和漏极之间由于大量电子的移动，就会产生电流。而在浮动栅有电子的状态（数据为0）下，沟道中传导的电子就会减少。因为施加在栅电极的电压被浮动栅电子吸收后，很难对沟道产生影响。

U盘的存储原理是:计算机把二进制数字信号转为复合二进制数字信号（加入分配、核对、堆栈等指令）读写到USB芯片适配接口，通过芯片处理信号分配给EPROM2存储芯片的相应地址存储二进制数据，实现数据的存储。
EPROM2数据存储器，其控制原理是电压控制栅晶体管的电压高低值（高低电位），栅晶体管的结电容可长时间保存电压值，也就是为什么USB断电后能保存数据的原因。只能这么通俗简单的解释了。
硬盘是一种采用磁介质的数据存储设备，数据存储在密封于洁净的硬盘驱动器内腔的若干个磁盘片上。这些盘片一般是在以铝为主要成分的片基表面涂上磁性介质所形成，在磁盘片的每一面上，以转动轴为轴心、以一定的磁密度为间隔的若干个同心圆就被划分成磁道（track），每个磁道又被划分为若干个扇区（sector），数据就按扇区存放在硬盘上。在每一面上都相应地有一个读写磁头（head），所以不同磁头的所有相同位置的磁道就构成了所谓的柱面（cylinder）。传统的硬盘读写都是以柱面、磁头、扇区为寻址方式的（CHS寻址）。硬盘在上电后保持高速旋转（5400转/min以上），位于磁头臂上的磁头悬浮在磁盘表面，可以通过步进电机在不同柱面之间移动，对不同的柱面进行读写。所以在上电期间如果硬盘受到剧烈振荡，磁盘表面就容易被划伤，磁头也容易损坏，这都将给盘上存储的数据带来灾难性的后果。

‘叁’ U盘的储存工作原理

一、 U盘基本工作原理通用串行总线（Universal serial Bus）是一种快速灵活的接口，
当一个USB设备插入主机时，由于USB设备硬件本身的原因，它会使USB总线的数据信号线的电平发生变化，而主机会经常扫描USB总线。当发现电平有变化时，它即知道有设备插入。
当USB设备刚插入主机时，USB设备它本身会初始化，并认为地址是0。也就是没有分配地址，这有点象刚进校的大学生没有学号一样。
正如有一个陌生人闯入时我们会问“你是什么人”一样，当一个USB设备插入主机时，，它也会问：“你是什么设备”。并接着会问，你使用什么通信协议等等。当这一些信息都被主机知道后，主机与USB设备之间就可以根据它们之间的约定进行通信。
USB的这些信息是通过描述符实现的，USB描述符主要包括：设备描述符，配置描述符，
接口描述符，端点描述符等。当一个U盘括入主机时，你立即会发现你的资源管理器里多了一个可移动磁盘，在Win2000下你还可以进一步从主机上知道它是爱国者或是朗科的。这里就有两个问题，首先主机为什么知道插入的是移动磁盘，而不是键盘或打印机等等呢？另外在Win2000下为什么还知道是哪个公司生产的呢？其实这很简单，当USB设备插入主机时，主机首先就会要求对方把它的设备描述符传回来，这些设备描述符中就包含了设备类型及制造商信息。又如传输所采用的协议是由接口描述符确定，而传输的方式则包含在端点描述符中。
USB设备分很多类:显示类,通信设备类,音频设备类,人机接口类,海量存储类.特定类的设备又可分为若干子类,每一个设备可以有一个或多个配置，配置用于定义设备的功能。配置是接口的集合，接口是指设备中哪些硬件与USB交换信息。每个与USB交换信息的硬件是一个端点。因些，接口是端点的集合。
U盘应属于海量存储类。
USB海量存储设备又包括通用海量存储子类,CDROM,Tape等，U盘实际上属于海量存储类中通用海量存储子类。通用海量存储设备实现上是基于块/扇区存储的设备。
USB组织定义了海量存储设备类的规范，这个类规范包括4个独立的子类规范。主要是指USB总线上的传输方法与存储介质的操作命令。
海量存储设备只支持一个接口,即数据接口,此接口有三个端点Bulk input ,Bulk output,中断端点
这种设备的接口采用SCSI-2的直接存取设备协议,USB设备上的介质使用与SCSI-2以相同的逻辑块方式寻址

二、 Bulk-Only传输协议
当一个U盘插入主机以后，主机会要求USB设备传回它们的描述符，当主机得到这些描述符后，即完成了设备的配置。识别出USB设备是一个支持Bulk-Only传输协议的海量存储设备。这时应可进行Bulk-Only传输方式。在此方式下USB与设备之间的数据传输都是通过Bulk-In和Bulk-Out来实现的。
在这种传输方式下，有三种类型数据在USB和设备传送，它们是命令块包（CBW），命令执行状态包（CSW）和普通数据包。CBW是主机发往设备的命令。格式如下：
其中dCBWSignature的值为43425355h,表示当前发送的是一个CBW。
DCBWDataTransferLength：表示这次CBW要传送数据长度。
BmCBWFlags：表示本次CBW是读数据还是写数所
BBWCBLength：表示命令的长度。
CBWCB：表示本次命令内容。也即是SCSI命令。
当设备从主机收到CBW块以后，它会把SCSI命令从CBW中分离出来，然后根据要求执行，执行的结果又以CSW的形式发给主机。
CSW的格式如下：
其中dCSWSignature的值为53425355h,表示当前发送的是一个CSW。
DCSWTag：必须和CBW中dCBWTag一样。
DCSWDataResie：还要传送的数据。
BCSWStatue：命令执行状态，命令正确执行时，为0。三、 SCSI命令集

在Bulk-Only的命令块包(CBW)中,有一段CBECB内容,它就是SCSI命令块描述符。其内容如下:
Operation Code:是SCSI命令操作代码。
Logical Block Address:逻辑块地址，对U盘而言应是扇区。前面已经讲过：通用海量存储设备是一个基于块/扇区存储的设备，因此在SCSI中要提供这个参数是很显然的。
transfer length:为要传送的扇区数
SCSI中直接存取类型的存储介质的传输命令有很多，如：
INQUIRY：其操作码为12H
Test Unit Ready:其操作码为00H
Format Unit:其操作码为04H
.......
这里以INQUIRY命令为例：
INQUIRY命令描述符如下：
INQUIRY的结果是U盘供电电路原理U盘供电电路故障检修U盘的结构U盘的电路结构U盘调试的主要步骤和内容USB 设备端的固件分以下几个层次：文件模块名称 主要功能
Main.c 进行各种初始化操作、寄存器设置、中断设置Fat16.c flash.c 负责按照Fat16 文件系统的组织向Flash 中写入数据或是从Flash 中读出数据Chap9.c bulk-only.c 完成不同的中断请求，Chap9 完成来自端点0 的USB 标准设备请求，Bulk-Only 完成来自批量模式端点的Mass Storage Bulk-Only 传输中断请求Isr.c 中断服务程序，负责将不同类型的中断转向一同的地方D12ci.c 函数化的D12 的命令集合，可以直接调用这些函数，而不必再自己根据手册查每个命令的代码另外，此文件中包括一些与硬盘有关的地址定义在调试的时候，从现象上来看，分成以下几个阶段性的步骤：1、USB 芯片正常工作，可以实现软连接，此时PC 机上会出现“未知设备类型”的USB 设备；2、使用他人已经高度成功的USB 通用接口，按普通USB 设备提供描述符，提供正确的VID 和PID 后，PC 能够识别设备，但要求提供设备的驱动程序；3、安装驱动程序后，调试几个端点，使其均可传输数据，用PC 端的测试程序对其进行测试，验证硬件及固件的正确性；4、按Mass StorageBulk－Only 模式提供描述符，PC 机上设备类型变成Mass Storage Device；5、响应了Bulk－Only 的Inquiry 命令，可以出现盘符了，但尚无法访问磁盘；6、提供了其他所有的UFI命令（SCSI 子集），开始读取磁盘0 扇区（BPB 区）的内容，按照FAT16 的格式格式化Flash，可以正确读取信息，可以访问盘符，列目录为空；7、创建文件时，向设备发出Write 命令，调整Flash 的读写问题，解决写某几个扇区要先保存整个簇的内容，然后擦除整簇，再回写，可以正常创建文件；8、完成最后的调试，U 盘高度完毕。在此基础上，还需要提供支持FAT16 的文件系统接口函数，比如，可以从FAT16 中读取文件，可以创建文件并将其保存到FAT16 中去。U盘维修技术常见故障维修以下故障在维修时，首先要排除USB接口损坏及PCB板虚焊、及USB延长线正常的情况下，再维修判断1、U盘插到机器上没有任何反应 维修思路：根据故障现象判断，U盘整机没有工作，而U盘工具所要具备的条件也就是我们维修的重点。无论任何方案的U盘想要工具都必须具备以下几个条件：
（1）供电，分为主控所需的供电和FLASH所需的供电，这两个是关键，而U盘电路非常的简单，如没有供电一般都是保险电感损坏或3.3V稳压块损坏，说到稳压块再这里也说一下，其有三个引脚分别是电源输入（5V）、地、电源输出（3.3），工作原理就是当输入脚输入一个5V电压时，输出脚就会输出一个稳定的3.3V。只要查到哪里是没有供电的根源，问题就会很好解决了。
（2）时钟，因主控要在一定频率下才能工作，跟FLASH通信也要*时钟信号进行传输，所以如果时钟信号没有，主控一定不会工作的。而在检查这方面电路的时候，其实时钟产生电路很简单，只需要检查晶振及其外围电路即可，因晶振怕刷而U盘小巧很容易掉在地上造成晶振损坏，只要更换相同的晶振即可。注意：晶振是无法测量的，判断其好坏最好的方法就是代换一个好的晶振来判断。
（3）主控，如果上述两个条件都正常那就是主控芯片损坏了。只要更换主控了。 2、U盘插入电脑，提示“无法识别的设备”。维修思路：对于此现象，首先的一点说明U盘的电路基本正常，而只是跟电脑通信方面有故障，而对于通信方面有以下几点要检查：
（1）U盘接口电路，此电路没有什么特别元件就是两根数据线D D-，所以在检查此电路时只要测量数据线到主控之间的线路是否正常即可，一般都在数据线与主控电路之间会串接两个小阻值的电阻，以起到保护的作用，所以要检查这两个电阻的阻值是否正常。
（2）时钟电路，因U盘与电脑进行通信要在一定的频率下进行，如果U盘的工作频率和电脑不能同步，那么系统就会认为这是一个“无法识别的设备”了。这时就要换晶振了。而实际维修中真的有很多晶振损坏的实例！
（3）主控，如果上述两点检查都正常，那就可以判断主控损坏了。 3、可以认U盘，但打开时提示“磁盘还没有格式化”但系统又无法格式化，或提示“请插入磁盘”，打开U盘里面都是乱码、容量与本身不相符等。 维修思路：对于此现象，可以判断U盘本身硬件没有太大问题，只是软件问题而以了。
解决方法：找到主控方案的修复工具搞一下就可以了。这个就要大家自己看U盘的主控是什么方案的来决定了。 U盘故障大概也就是这些主要问题了。而对于无法写文件、不存储等现象，一般都是FLASH性能不良或有坏块而引起的。大家看完之后有没有一个清晰的思路了呢。随便说明一下，U盘不同于MP3，他不存在固件之说，但有些厂家把自己的软件放到里面，低格一下就会没有的。 告诉大家一个非常简单的方法，就是在碰到主控损坏或找不到相应的修复工具时，可以用U盘套件来重新搞一个新的U盘，方法就是把故障机的FLASH拆下来，放到新的PCB板上就可以了。U盘套件包括（PCB带主控（分1.1和2.0之分）及外壳一套）23元，中维在线有出售，维修起来非常简单，做数据恢复就更方便了。

‘肆’ 电脑储存器储存信息的原理是什么

U盘是芯片.
硬盘是盘片.
u盘是半导体材料制作的，记录的加电的信号
硬盘是磁盘，就象磁带一样的东西，不过它有扇区，柱面，磁道，磁头==

一、U盘基本工作原理
U盘是采用Flash芯片存储的，Flash芯片属于电擦写电门。在通电以后改变状态，不通电就固定状态。所以断电以后资料能够保存。
Flash芯片的擦写次数在10万次以上，而且你要是没有用到后面的空间，后面的就不会通电

通用串行总线（Universal serial Bus）是一种快速灵活的接口，

当一个USB设备插入主机时，由于USB设备硬件本身的原因，它会使USB总线的数据信号线的电平发生变化，而主机会经常扫描USB总线。当发现电平有变化时，它即知道有设备插入。

当USB设备刚插入主机时，USB设备它本身会初始化，并认为地址是0。也就是没有分配地址，这有点象刚进校的大学生没有学号一样。

正如有一个陌生人闯入时我们会问“你是什么人”一样，当一个USB设备插入主机时，，它也会问：“你是什么设备”。并接着会问，你使用什么通信协议等等。当这一些信息都被主机知道后，主机与USB设备之间就可以根据它们之间的约定进行通信。

USB的这些信息是通过描述符实现的，USB描述符主要包括：设备描述符，配置描述符，

接口描述符，端点描述符等。当一个U盘括入主机时，你立即会发现你的资源管理器里多了一个可移动磁盘，在Win2000下你还可以进一步从主机上知道它是爱国者或是朗科的。这里就有两个问题，首先主机为什么知道插入的是移动磁盘，而不是键盘或打印机等等呢？另外在Win2000下为什么还知道是哪个公司生产的呢？其实这很简单，当USB设备插入主机时，主机首先就会要求对方把它的设备描述符传回来，这些设备描述符中就包含了设备类型及制造商信息。又如传输所采用的协议是由接口描述符确定，而传输的方式则包含在端点描述符中。

USB设备分很多类:显示类,通信设备类,音频设备类,人机接口类,海量存储类.特定类的设备又可分为若干子类,每一个设备可以有一个或多个配置，配置用于定义设备的功能。配置是接口的集合，接口是指设备中哪些硬件与USB交换信息。每个与USB交换信息的硬件是一个端点。因些，接口是端点的集合。

U盘应属于海量存储类。

USB海量存储设备又包括通用海量存储子类,CDROM,Tape等，U盘实际上属于海量存储类中通用海量存储子类。通用海量存储设备实现上是基于块/扇区存储的设备。

USB组织定义了海量存储设备类的规范，这个类规范包括4个独立的子类规范。主要是指USB总线上的传输方法与存储介质的操作命令。

海量存储设备只支持一个接口,即数据接口,此接口有三个端点Bulk input ,Bulk output,中断端点

这种设备的接口采用SCSI-2的直接存取设备协议,USB设备上的介质使用与SCSI-2以相同的逻辑块方式寻址

二、 Bulk-Only传输协议

当一个U盘插入主机以后，主机会要求USB设备传回它们的描述符，当主机得到这些描述符后，即完成了设备的配置。识别出USB设备是一个支持Bulk-Only传输协议的海量存储设备。这时应可进行Bulk-Only传输方式。在此方式下USB与设备之间的数据传输都是通过Bulk-In和Bulk-Out来实现的。

硬盘，英文名称是 Hard disk，发明于1950年。开始的时候，它的直径长达20英寸；并且只能容纳几MB（兆字节）的信息。最初的时候它并不称为Hard disk ，而是叫做“fixed disk"或者"Winchester"（IBM产品流行的代码名称）；如果在某些文献里提到这些名词，我们知道它们是硬盘就可以了。随后，为了把 硬盘的名称与"floppy disk"（软盘）区分开来，它的名称就演变成了"hard disk"。硬盘的内部有磁盘，作为保存信息的磁介质；而磁带和软盘里面则使用柔韧的塑料薄膜作为磁介质。

在简单的标准上，硬盘与盒式磁带并没有太大的区别。所有的硬盘和盒式磁带都使用相同的磁性技术录制信息，这点将在“磁带录音机是怎么工作的有介绍”，但这已经不是属于IT硬件的范畴了。硬盘和磁带录音机都从磁存储技术获得最大的效益--磁介质可以轻易地进行擦除和复写，并且信息将记录在磁道里，储存 的信息可以永久保存。
想明白硬盘工作原理的最好途径是看清楚它的内部结构。注意：打开硬盘会损坏硬件，因此朋友们不要自己尝试，当然你有一个损坏的硬盘就另当别论了。
硬盘使用了铝片把表面给密封了起来，而另外的一边则布满了控制用的电子元件。电子控制器控制硬盘的读/写机制，还有转动盘片的马达。电子元件还把硬盘磁区域的信息汇编成byte(读），并把bytes转化为磁区域（写）。这些电子元件被装配在与硬盘盘片分开的小电路板上。
在电路板下面是连接盘片的马达，还有采用了高度过滤的通风孔，以便维持硬盘内部和外部的空气压力平衡。
移开了硬盘的顶盖之后，展现在大家眼前的是非常简单但却精密的内部结构。
盘片--当硬盘在工作的时候，它可以转动5,400或者72,00 rpm(通常的情况下，当然最快也有10,000rpm,SCSI硬盘甚至达到了15,000rpm)。这些盘片制造的时候有惊人的精确度，并且表面如镜子般光滑。（你甚至还在盘片里看到了作者的肖像）
臂--位于左上角，是用来保持磁头的读/写 控制机制，能够把磁头从盘片的中心移动到硬盘的边缘。臂和它的移动机制相当的轻，并且速度飞快。普通的硬盘每秒可以在盘片中心和边缘之间来会移动50次，如果用肉眼看的话，速度真的是非常惊人。
为了增加硬盘储存的信息量，很多硬盘都使用了多盘片的设计。我们打开的硬盘有三个盘片和6个读/写的磁头。
硬盘里面保持臂的移动速度和精确度都达到了不可置信的地步，它使用了高速的线性马达。
很多硬盘使用了音圈（Voice coil)的方法来移动臂部--与你的立体声系统中扬声器使用的技术类似。

数据的储存
数据储存在盘片表面的扇区(Sector)和磁道(track)里，磁道是一系列的同心圆，而扇区则是磁道组成的圆状表面，如下：
上图黄色部分展示的就是典型的磁道，而蓝色部分则是扇区。扇区包括了固定数量的byte---例如，256或者512byte。无论是在硬盘还是在操作系统水平，扇区都通常组成群集(cluster)。
硬盘的低级格式化过程在盘片上建立了扇区和磁道，每个扇区的开始和结束部分都被写到了盘片上，这个处理使硬盘准备开始以byte的形式保持数据。高级格式化则写入文件储存的结构，例如把文件分配表写入到扇区，这个过程使硬盘准备保持文件。

‘伍’ u盘是怎么把数据存储进去的

U盘设计
“USB闪存盘”（以下简称“U盘”）是基于USB接口、以闪存芯片为存储介质的无需驱动器的新一代存储设备。U盘的出现是移动存储技术领域的一大突破，其体积小巧，特别适合随身携带，可以随时随地、轻松交换资料数据，是理想的移动办公及数据存储交换产品。
U盘的结构基本上由五部分组成：USB端口、主控芯片、FLASH（闪存）芯片、PCB底板、外壳封装。
U盘的基本工作原理
USB端口负责连接电脑，是数据输入或输出的通道；主控芯片负责各部件的协调管理和下达各项动作指令，并使计算机将U盘识别为“可移动磁盘”，是U盘的“大脑”；FLASH芯片与电脑中内存条的原理基本相同，是保存数据的实体，其特点是断电后数据不会丢失，能长期保存；PCB底板是负责提供相应处理数据平台，且将各部件连接在一起。当U盘被操作系统识别后，使用者下达数据存取的动作指令后，USB移动存储盘的工作便包含了这几个处理过程。
通用串行总线（Universal serial Bus）是一种快速灵活的接口，
当一个USB设备插入主机时，识别出USB设备是一个支持Bulk-Only传输协议的海量存储设备。这时应可进行Bulk-Only传输方式。在此方式下USB与设备之间的数据传输都是通过Bulk-In和Bulk-Out来实现的。在这种传输方式下，有三种类型数据在USB和设备传送，它们是命令块包（CBW），命令执行状态包（CSW）和普通数据包。CBW是主机发往设备的命令。
格式如下：其中dCBWSignature的值为43425355h,表示当前发送的是一个CBW。
DCBWDataTransferLength：表示这次CBW要传送数据长度。
BmCBWFlags：表示本次CBW是读数据还是写数所BBWCBLength：表示命令的长度。 CBWCB：表示本次命令内容。也即是SCSI命令。
当设备从主机收到CBW块以后，它会把SCSI命令从CBW中分离出来，然后根据要求执行，执行的结果又以CSW的形式发给主机。 CSW的格式如下：
其中dCSWSignature的值为53425355h,表示当前发送的是一个CSW。 DCSWTag：必须和CBW中dCBWTag一样。
DCSWDataResie：还要传送的数据。
BCSWStatue：命令执行状态，命令正确执行时，为0。
由于USB设备硬件本身的原因，它会使USB总线