第05课计算机存储设备课件.ppt
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- 05 计算机 存储 设备 课件
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1、计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训课前导读硬盘 光驱 软驱 移动存储设备 读卡器 课后练习第五课 存储设备 计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训课前导读基础知识重点知识了解知识计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训基础知识 硬盘的性能指标、使用硬盘的注意事项、安装硬盘和光驱,使读者全面了解硬盘。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训重点知识 硬盘的接口类型、硬盘的工作模式和光驱的性能指标。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训了解知识如何选购硬盘和光驱、移动存储设备。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训硬盘 硬盘概述 如何选购硬盘 安装硬盘 硬盘的使用与维护 计算机培训(应
2、用软件)华德学院计算机培训硬盘概述 硬盘的工作原理 硬盘的性能指标 硬盘接口类型 硬盘的不同工作模式 计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训 硬盘是电脑中容量最大的外部存储设备,操作系统、应用程序和数据等都保存在硬盘中,只有在电脑工作时才调入到内存中,待运算完毕后再保存回硬盘。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训硬盘的工作原理硬盘的磁头 硬盘的盘面 硬盘的主轴电机 计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训 硬盘是电脑中最重要,也是容量最大的外部存储器。如图5-1所示为硬盘外观。图5-1计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训 硬盘是一个密封好的大铁盒子,在硬盘内部被抽成真空的,硬盘盘片放
3、置在主轴电机上,磁头和盘片保持着极微小的距离(这个距离比一根头发丝还要细)。当硬盘工作时,主轴电机带动着盘片高速旋转,通常这个速度为5400rm/s或7200rm/s,甚至高达10000rm/s,而磁头随着机械臂在盘片上移动,读取保存在盘片上的数据。硬盘的内部结构如图5-2所示。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训图5-2计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训硬盘的磁头 硬盘的数据存取工作都是依靠磁头来进行的。磁头就是硬盘进行读写的“笔尖”,通过全封闭式的磁阻感应读写,将信息记录在硬盘内部特殊的介质上。硬盘磁头的发展先后经历了亚铁盐类磁头、MIG磁头、薄膜磁头及MR磁头(Magneto
4、Resistive heads,磁阻磁头)等几个阶段。前3种传统的磁头技术都是采取了读写合一的电磁感应式磁头,在设计方面需要兼顾读/写两种特性,因此也造成了硬盘在设计方面的局限性。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训 第4种磁阻磁头在设计方面引入了全新的分离式磁头结构,写入磁头仍沿用传统的磁感应磁头,而读取磁头则应用了新型的MR磁头,即所谓的感应写、磁阻读,针对读写的不同特性分别进行优化,以达到最佳的读/写性能。除上述几种磁头技术外,技术更为创新、采用多层结构、磁阻效应更好的材料制作的GMR磁头(Giant Magneto Resistive heads),使目前硬盘的容量在此基础上提高1
5、0倍以上。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训硬盘的盘面 目前主流硬盘的盘片大都是由金属薄膜磁盘构成,这种金属薄膜磁盘比普通的金属磁盘具有更高的剩磁(Remanence,经消磁后,残留在磁介质上的磁感应)和高矫顽力(Coercive Force,作用于磁化材料以去除剩磁的反向磁通强度),因此被硬盘厂商广泛采用。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训 如果把玻璃材质作为硬盘基片,玻璃材质较之金属材质的脆弱性就会表现出来。如IBM公司曾经生产的玻璃硬盘就出现了巨大的质量问题。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训硬盘的主轴电机 通过硬盘的主轴电机,带动硬盘的盘面在硬盘内高速旋转,高速运转时
6、所产生的浮力使磁头飘浮在盘片上方进行工作。在硬盘不断向着超大容量迈进的同时,硬盘的速度也在不断提高,这就要求硬盘的马达也必须能够跟上技术时代飞速发展的步伐。进入2004年后,7 200r/min已经成为目前市场上的主流产品。速度的提升带来了硬盘性能的提升。不过在速度提升的同时,也带来了硬盘发热量增大和噪声增大的问题。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训 7200r/min、10 000r/min甚至15 000r/min的硬盘马达自然不会再是传统意义上的普通滚珠轴承马达,因为硬盘转速的不断提高会带来诸如磨损加剧、温度升高、噪声增大等一系列负面问题。传统的普通滚珠轴承马达自然无法妥善解决这些
7、问题,于是曾广泛应用在精密机械工业上的液态轴承马达(Fluid Dynamic Bearing Motors)被引入到硬盘技术中。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训 与传统的滚珠轴承马达不同,液态轴承马达使用的是黏膜液油轴承,这种特殊的轴承以油膜代替了原先的滚珠,一方面避免了与金属面的直接磨擦,将传统马达的噪声及高温降至最低。另外,油膜可以有效地吸收外来的震动,使硬盘的抗震能力也有了很大的提高;另一方面,从理论上讲,液态轴承马达无磨损,使用寿命可以达到无限长,虽然从现实上说无法达到,但最起码可以延长使用寿命。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训硬盘的性能指标平均寻道时间 平均潜伏时间
8、 平均访问时间 突发数据传输率 最大内部数据传输率 最大外部数据传输率 自动检测分析及报告技术 连续无故障时间 转速和缓存 计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训 了解硬盘的性能指标对选购硬盘有很大的帮助。硬盘的性能指标主要包括平均寻道时间、平均潜伏时间、平均访问时间、突发数据传输率、最大内部数据传输率、最大外部传输率、自动检测分析及报告技术、连续无故障时间、转速和缓存等几项。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训平均寻道时间 平均寻道时间指硬盘在盘面上移动读写头至指定磁道寻找相应目标数据所用的时间,它描述硬盘读取数据的能力,单位为ms。当单碟片容量增大时,磁头的寻道动作和移动距离减少,从
9、而使平均寻道时间减少,加快硬盘运行速度。目前市场上主流硬盘的平均寻道时间一般在9ms以下。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训平均潜伏时间 平均潜伏时间是指当磁头移动到数据所在的磁道后,等待所要的数据块继续转动到磁头下的时间,一般在2ms6ms之间。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训平均访问时间 平均访问时间指磁头找到指定数据的平均时间,通常是平均寻道时间和平均潜伏时间之和。平均访问时间最能够代表硬盘找到某一数据所用的时间,平均访问时间越短越好,一般在11ms18ms之间。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训 现在大多数硬盘广告中所说的平均访问时间大部分都是指平均寻道时间。计算机
10、培训(应用软件)华德学院计算机培训突发数据传输率 突发数据传输率是指电脑通过数据总线从硬盘内部缓存区中所读取数据的最高速率。也称为外部数据传输率(External data transfer rate)。目前采用UDMA/66技术的硬盘的外部传输率已经达到了66.6MBit/s。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训最大内部数据传输率 最大内部数据传输率指磁头至硬盘缓存间的最大数据传输率,一般取决于硬盘的盘片转速和盘片数据线密度(指同一磁道上的数据间隔度),也称为持续数据传输率(sustained transfer rate)。一般采用U D M A/6 6 技 术 的 硬 盘 的 内 部
11、传 输 率 也 不 过2530MBit/s,只有极少数产品超过30MBit/s,由于内部数据传输率才是系统真正的瓶颈,因此在购买硬盘时要分清这两个概念。不过一般来说,硬盘的转速相同时,单碟容量大的内部传输率高;在单碟容量相同时,转速高的硬盘的内部传输率高。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训最大外部数据传输率 数据从电脑的内存传送至硬盘的高速缓冲区(Cache Bumffer)或从硬盘的缓冲区传送至电脑的内存的传输率,称为外部传输率,以MBit/S(Mega Bytes Per Second)为单位。目前数据传输率的传输模式大多是UDMA/66。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训自动
12、检测分析及报告技术 现在出厂的硬盘基本上都支持S.M.A.R.T技术。这种技术可以对硬盘的磁头单元、盘片电机驱动系统、硬盘内部电路以及盘片表面媒介材料等进行监测,当S.M.A.R.T监测并分析出硬盘可能出现的问题时会及时向用户报警以避免电脑数据受到损失。S.M.A.R.T技术必须在主板支持的前提下才能发生作用,同时S.M.A.R.T技术也不能保证能预报出所有可能发生的硬盘故障。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训连续无故障时间 指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间。一般硬盘的MTBF至少在30,000或40,000小时,性能好的硬盘甚至可以达到50,000小时以上。计算机培训(应用软件)华
13、德学院计算机培训转速和缓存 硬盘的转速(Rotational Speed)也就是硬盘电机主轴的转速,转速是决定硬盘内部传输率的关键因素之一,它的快慢在很大程度上影响了硬盘的速度,同时转速的快慢也是区分硬盘档次的重要标志之一。硬盘的主轴电机带动盘片高速旋转,产生浮力使磁头飘浮在盘片上方,将所要存取资料的扇区带到磁头下方,转速越快,等待时间也就越短。转速在很大程度上决定了硬盘的速度。目前市场上常见的硬盘转速一般有5 400rpm、7 200rpm,甚至10 000rpm。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训 理论上,转速越快越好,因为较高的转速可缩短硬盘的平均寻道时间和实际读写时间,但是转速越
14、快发热量越大,不利于散热。转速的提高同时也带来了磨损加剧、温度升高、噪声增大等一系列负面影响。于是,应用在精密机械工业上的液态轴承马达(Fluid dynamic bearing motors)便被引入到硬盘技术中。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训 缓存是硬盘与外部总线交换数据的场所。硬盘读取数据的过程是将磁信号转化为电信号后,通过缓存一次次地填充与清空,然后再填充,再清空,一步步按照PCI总线的周期送出。在接口技术已经发展到一个相对成熟的阶段的时候,缓存的大小与速度直接关系到硬盘的传输速度。目前主流硬盘的缓存主要有2MB和8MB等几种,其类型一般是EDO DRAM或SDRAM,目前以
15、SDRAM为主。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训 缓存的写入方式有写通式和回写式两种。写通式在读硬盘数据时,系统先检查请求指令,看所要的数据是否在缓存中,如果在,就由缓存送出响应的数据,这个过程称为命中。这样系统就不必访问硬盘中的数据,由于SDRAM的速度比磁介质快很多,因此也加快了数据传输的速度。回写式就是在写入硬盘数据时也在缓存中查找数据,如果找到就由缓存将数据写入盘中。现在的大多数硬盘都是采用回写式硬盘,大大提高了性能。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训硬盘接口类型IDE接口 SCSI接口 ATAPI SATA 计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训IDE接口 这是目前市
16、场上普遍采用的硬盘接口标准,即智能化驱动器电子接口,又称为AT BUS接口,多用于3.5英寸硬盘,主要优点在于兼容性高、速度快、价格低廉。电脑中主要采用的接口方式为EIDE接口(Enhanced IDE增强型IDE接口),这是在IDE接口基础上升级而来的。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训SCSI接口 是一种多用途的输入/输出接口,除用于磁盘外,还广泛用于光盘驱动器、磁带机、扫描仪和打印机等设备。一条SCSI总线最多可以连接8台设备,为了区分各个设备,每个设备拥有一个ID号(07),适用于多用户、多任务处理,有较高的数据传送速率。如图5-3所示为S
17、CSI接口的硬盘。SCSI驱动器适合进行备份工作,因为这种备份速度恨快。用户可以快速和方便地将文件从IDE盘复制到SCSI盘。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训图5-3计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训ATAPI 又称为ATA(AT Attachment)接口,其结构是将硬盘控制卡与硬盘的电路合二为一以降低成本,它是由Compaq公司以PCAT为结构而设计,即我们所说的AT总线。正因为是集成的硬盘控制卡和硬盘电路,故一般也称为IDE(Integrated Disc Electronics)硬盘。EIDE是Enhanced IDE的缩写,是WD(West Digital)公司对IDE
18、的增强型接口。其功能如下:计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训 可接4个IDE接口的外围设备(IDE硬盘、光驱等)。可支持ATAPI(AT Attachment Peripheral Interface)标准接口的外围设备。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训SATA SATA采用串行连接方式,与以往的连接方式相比,其最大的区别在于能对传输指令(不仅仅是数据)进行检查,如果发现错误会自动矫正,这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔、传输速率快的优点,真正采用这种技术的硬盘就是我们所说的SATA原生硬盘。SATA硬盘改用线路相互之间干扰较小的串行线路进行
19、信号传输,因此与原来的并行总线相比,SATA的工作频率得到大大提升,数据传输性能有了很大提高。虽然总线位宽较小,但SATA 1.0标准仍可达到150MB/s,未来的SATA 2.0/3.0更可提升到300以至600MB/s。如图5-4所示为SATA硬盘接口。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训图5-4计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训硬盘的不同工作模式 硬盘的工作模式主要有3种:NORMAL、LBA和LARGE。NORMAL是硬盘最早的IDE模式,称为“硬盘的普通模式”。在这种模式下对硬盘进行访问,BIOS和IDE控制器对参数不作任何转换。该模式支持的硬盘参数为:最大柱面数为1024
20、,最大磁头数为16,最大扇区数为63,每扇区字节数为5 1 2,支 持 最 大 容 量 为 5 2 8 M B(51263161024)。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训 LBA(Logical Block Addressing)即“逻辑块寻址模式”。在这种模式下对硬盘进行访问时,因为设置的柱面、扇区、磁头等参数不是实际硬盘的物理参数,所以将由IDE控制器把柱面、扇区、磁头等参数的逻辑地址转换为实际地址,该模 式 支 持 的 硬 盘 最 大 容 量 为 8.4 G B(512632551024)。LARGE称为“超大硬盘管理模式”,这种模式应用在柱面超过1024而LAB又不支持时,具体
21、的计算方法为:柱面数除以2,磁头数乘以2,但其硬盘总容量不会变化。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训如何选购硬盘选购硬盘应注意的问题 常见硬盘介绍 计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训选购硬盘应注意的问题硬盘的容量 硬盘表面温度 硬盘的售后服务 计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训硬盘的容量 目前市场上销售最多的硬盘容量均在60GB以上,随着操作系统和应用软件体积越来越大,数据也越来越多,因此要求硬盘的容量也就越大,建议购买时最好选择60GB以上容量的硬盘,以避免以后出现硬盘空间不足的问题。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训硬盘表面温度 硬盘表面温度是指硬盘工作时产生的热量
22、使硬盘密封壳温度上升的情况。由于硬盘在工作时将产生大量的热量,导致硬盘温度升高,而温度过高将影响薄膜式磁头(包括MR磁头)的数据读取灵敏度,因此硬盘工作表面温度较低的硬盘有更好的数据读、写稳定性。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训硬盘的售后服务 硬盘本身的价值并不高,但是硬盘内保存的数据价值往往超过了硬盘本身。市场上销售的硬盘大多都提供了一年时间的质保,也有部分硬盘厂商提供三年的质保,并且提供数据恢复服务。因此,在选购硬盘时,建议选购三年质保的硬盘。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训常见硬盘介绍Seagate Maxtor Samsung Western Digital 计算机培训
23、(应用软件)华德学院计算机培训Seagate Seagate(希捷)公司是世界最大的桌面硬盘制造商,近年来,希捷在产品方面表现优异,新品不断。目前,希捷在桌面市场的旗舰产品是希捷酷鱼系列。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训 如图5-5所示为希捷酷鱼系列硬盘。图5-5计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训 酷鱼7200.7系列包括酷鱼7200.7和酷鱼7200.7 Plus两款。酷鱼7200.7和酷鱼7200.7 Plus和原来的酷鱼硬盘相比主要是在单碟容量上进行了改进,酷鱼7200.7和7200.7 Plus采用了单碟80GB容量设计,寻道时间都为8.5ms。两者的区别在于酷鱼7200
24、.7采用2MB缓存设计,而酷鱼7200.7 Plus则采用8MB缓存。两款产品均为7200转,酷鱼7200.7的产品范围包括40GB、80GB、120GB和160G、200GB几种。酷鱼7200.7 Plus版本又分两个版本,一个版本是使用PATA接口,主板不支持SATA接口的用户也能用到8MB缓存的硬盘;另一版本是使用SATA接口,也是目前最具性价比的串行硬盘。酷鱼7200.7和酷鱼7200.7 Plus都沿用了OftSonic流体轴承马达(FDB)设计,所以工作噪音和过去的酷鱼IV和酷鱼V差不多。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训Maxtor Maxtor(迈拓)公司在兼并了Quan
25、tum(昆腾公司)后,实力也得到了大大的增强。DiamondMAX Plus 9系列是Maxtor针对高性能桌面PC推出的最新硬盘驱动器,单碟容量为80GB,其单位存储密度的提升同时也意味着其具有比以前更快的持续传输速率。DiamondMAX Plus 9中的“Plus”含义代表了7200rpm的电机转速,如果没有“Plus”(例如DiamondMAX 16)就表示该系列的电机转速是5400rpm。计算机培训(应用软件)华德学院计算机培训 DiamondMax Plus 9的外型和以前的金钻七代一模一样,DiamondMax Plus 9最大的改进是采用了单碟80GB的盘片,因此性能上有进一步
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