ハードディスク（Hard Disk Drive）は、コンピュータシステムやデジタル機器における主要な補助記憶装置の一つです。ハードディスクはコンパクトで、大容量のデータを保存するために使用されます。データが電源が切られていても保持されるため、一時的にデータを保管するメモリ（ランダムアクセスメモリ）とは異なり、永久的なデータ保存を提供します。
ハードディスクは、記憶媒体として磁気ディスクを使用しています。ディスクは複数の円盤（プラッタ）からなり、ディスクの表面に磁気材料がコーティングされています。そして、ディスク上にデータを書き込んだり、読み取ったりするための「ヘッド」と呼ばれる読み書き装置があります。ヘッドは非常に微小であり、ディスクの表面に非接触で配置されています。ヘッドは円盤の回転速度に同期してデータを読み書きするため、高速な回転が必要です。
ハードディスクは、大量のデータを高速にアクセスするための方法を提供します。データはディスク上に非常に小さな領域に保存され、必要に応じて読み取られます。ハードディスクは、セクターと呼ばれる固定サイズの領域に分割されており、複数のセクターからなるトラックと呼ばれる円形の領域で構成されています。トラックは集まり、円盤と呼ばれるスタック状の形状を作ります。
データの読み取りや書き込みは、ヘッドを正確に指定された位置に移動させることで行います。ヘッドが特定のトラックに到達すると、セクターにアクセスしてデータを読み取りまたは書き込むことができます。データの読み取りや書き込みは非常に高速ですが、ヘッドが特定の位置に移動する時間が必要です。このため、ハードディスクはランダムなアクセスよりもシーケンシャルなアクセスに適しています。
ハードディスクの主な利点は、大容量のデータを持つことができることです。モデルによりますが、数テラバイト（1テラバイト＝1兆バイト）のデータストレージが可能です。また、ハードディスクは比較的安価なため、大容量のデータを保存する際には非常に便利です。
一方で、ハードディスクにはいくつかの制約もあります。まず、ディスクの回転速度に比例して性能が向上するため、高速なディスク回転が必要です。また、ヘッドがディスク上を移動するため、ヘッドの物理的な制約により、データアクセスの遅延が生じることもあります。また、ハードディスクは比較的高い消費電力を必要とし、動作中に熱を発生するため、適切な冷却が必要です。
近年、ソリッドステートドライブ（SSD）と呼ばれるハードディスクの代替となる技術が登場しました。SSDは、ハードディスクよりも高速なアクセス速度と耐衝撃性を持ち、消費電力も低くなっています。さらに、SSDはハードディスクよりも小型・軽量であり、携帯性に優れています。そのため、ハードディスクとSSDは、用途やニーズに応じて使い分けられています。
ハードディスクは、コンピュータやデジタル機器の重要な部品であり、大量のデータを永久的に保存するための主力となっています。容量、コスト、信頼性などの要素を考慮するとき、ハードディスクは依然として多くの場面で有効な選択肢として利用され続けています。