外存储器完整版本

第五章外存储器5.1硬盘5.2光驱5.3光盘5.4移动存储器5.5外存储器故障及排除5.6实训5.1硬盘

硬盘在外部存储器中是最重要的，它存储着大量的系统信息与用户数据。由于计算机在运行时，要频繁地与硬盘进行数据交换，所以它的性能好坏，将影响计算机总体效能发挥的主要瓶颈之一。5.1.1硬盘的内部结构

硬盘正面

5.1.2硬盘的外部结构1.外观

硬盘背面

5.1.2硬盘的外部结构1.外观

IDE接口2.接口5.1.3硬盘的性能指标1.容量：容量=盘面数*柱面数*扇区数*512字节，单位：GB、TB。2.磁头技术：磁阻磁头、巨型磁阻磁头、光学辅助温式等。3.接口类型：IDE接口（40或80芯）、SATA（串行ATA）、SCSI（SmallComputerSystemInterface）一种总线型接口，用于服务器端。4.内部数据传输率：

可表现出硬盘的读/写速度，是评价一个硬盘整体性能的决定因素，是衡量硬盘性能的真正标准。5.最大外部数据传输率：

数据从计算机的内存传送至硬盘的高速缓冲区的传输率，单位：MB/s。5.1.3硬盘的性能指标6.转速:

硬盘一分钟内所完成的最大转数，是决定硬盘内部传输率的关键因素，在很大程度上直接影响到硬盘的速度。单位：rpm，一般硬盘的转速为：5400rpm、7200rpm。7.缓存：

是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器，其大小与速度直接关系到硬盘的传输速度，能够大幅度地提高硬盘整体性能。目前，一般硬盘的缓存为：2MB、8MB，服务器端一般为：64MB、128MB。8.平均寻道时间：

是指硬盘在接收到系统指令后，磁头从开始移动到数据所在的磁道所花费时间的平均值，在一定程度上体现了硬盘读取数据的能力，单位：ms(毫秒)。

在读写大量的小文件时，平均寻道时间起着至关重要的作用，在读写大文件或连续存储大量数据时，平均寻道时间优势得不到体现。5.1.4硬盘驱动器的选购

1.硬盘容量：500GB,1TB,2TB,3TB2.转速和缓存：7200rpm,8MB3.硬盘的单碟容量：在硬盘转速相同的情况下，单碟容量大的比容量小的在相同的时间内可读取更多的文件，硬盘的传输速率也快。4.噪声与防震技术：液油轴承可有效地减小震动，提高硬盘的寿命和可靠性。5.抽取盒和温度：加装抽取盒时要特别注意散热问题。6.品牌：希捷、迈拓、西部数据、日立、三星等品牌。其次还要注意：发热问题、保修问题（ST-5，三星-3）、格式问题。低级格式化是对一块硬盘划分磁道和扇区、标注地址信息、设置交叉因子等操作，这个过程比较慢，对硬盘损坏较大。除非硬盘出现了物理损伤，不要轻易对硬盘进行低级格式化。5.1.5固态硬盘（SSD）固态硬盘（SolidStateDisk），简称固盘，是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存储单元（FLASH芯片、DRAM芯片）组成。其芯片的工作温度范围很宽,工规产品（-40~85℃）。固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同，在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致。固态硬盘的存储介质分为两种，一种是采用闪存（FLASH芯片）作为存储介质，另外一种是采用DRAM作为存储介质。5.1.5固态硬盘（SSD）基于闪存类基于闪存的固态硬盘：采用FLASH芯片作为存储介质，这也是通常所说的SSD。它的外观可以被制作成多种模样，例如：笔记本硬盘、微硬盘、存储卡、U盘等样式。这种SSD固态硬盘最大的优点就是可以移动，而且数据保护不受电源控制，能适应于各种环境，但是使用年限不高，适合于个人用户使用。基于DRAM类基于DRAM的固态硬盘：采用DRAM作为存储介质，它仿效传统硬盘的设计，它是一种高性能的存储器，而且使用寿命很长，美中不足的是需要独立电源来保护数据安全。DRAM固态硬盘属于比较非主流的设备，主要用于服务器中。

5.1.5固态硬盘（SSD）优点：

读写速度快：采用闪存作为存储介质，读取速度相对机械硬盘更快。固态硬盘不用磁头，寻道时间几乎为0。固态硬盘的快绝不仅仅体现在持续读写上，随机读写速度快才是固态硬盘的终极特色，这最直接体现在绝大部分的日常操作中。最常见的7200转机械硬盘的寻道时间一般为12-14毫秒，而SSD可达到0.1毫秒甚至更低。防震抗摔性：传统硬盘都是磁碟型的，数据储存在磁碟扇区里。而固态硬盘是使用闪存颗粒（即mp3、U盘等存储介质）制作而成，所以SSD固态硬盘内部不存在任何机械部件，这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响到正常使用，而且在发生碰撞和震荡时能够将数据丢失的可能性降到最小。相较传统硬盘，固态硬盘占有绝对优势。

5.1.5固态硬盘（SSD）优点：低功耗：固态硬盘的功耗上要低于传统硬盘。无噪音：固态硬盘没有机械马达和风扇，工作时噪音值为0分贝。能耗和发热量较低。内部不存在任何机械活动部件，不会发生机械故障，也不怕碰撞、冲击、振动。具有了发热量小、散热快等特点。工作温度范围大：典型的硬盘驱动器的工作温度：5—55℃。而大多数SSD的工作温度：-10—70℃。固态硬盘比同容量机械硬盘体积小、重量轻。其芯片的工作温度：-40—85℃。轻便：与常规1.8英寸硬盘相比，重量轻20-30克。缺点：

容量：固态硬盘最大容量仅为4TB；

售价高：市场上的128GB固态硬盘产品的价格大约在在550元人民币左右，而256GB的产品价格大约在950元人民币（2014年价格）左右。计算下来，4.2元/GB（2014年价格）左右，传统机械硬盘0.3元/GB。5.2光驱图5-6各类光驱光驱前面板结构

1、光盘托架2、耳机插孔3、音量调整按钮4、强制弹出孔5、工作指示灯6、播放/向后搜索键7、打开/关闭/停止键5.2.1光驱的结构1.激光头：是光驱的核心，其好坏直接影响读盘的性能。2.解码电路：激光头所读取的0、1信号要进行解码。3.接口：4.机械结构：包括主轴和托盘控制两部分。5.操控系统：控制光盘托架的进出。6.光驱音频解码：即可完成CD音乐的复原工作。7.外壳：保护激光头、防止电磁干扰与机箱连接通地。光驱的内部结构

5.2.2光驱的类型和特点1．CD-ROM光驱：

可读取：CD-ROM、CD、VCD等格式，容量：640MB。2．DVD-ROM光驱：DigitalVersatileDisc（数字通用光盘），单面单层容量:4.7GB,单面双层容量：9.4GB。3．CD—RW光盘刻录机：4．DVD光盘刻录机：5.2.3光驱的主要性能指标1.倍速：指最高数据传输率，单倍速的数据传输率为150KB/s，倍速越高的光驱其传输数据的速度也就越快。2.平均寻道时间：光驱查找一条位于光盘可读取区域中间位置的数据道所花费的平均时间。第一代单倍速：400ms,目前40—50倍速：80——90ms。3.容错性：人工智能纠错，通常速度较慢的光驱其容错性优于高速产品。4.CLV技术：ConstantLinearVelocity，恒定线速度读取方式，用于低于12倍速的光驱中。5.CAV技术：ConstantAngularVelocity，恒定角速度读取方式。6.PCAV技术：Partial-CAV，区域恒定角速度读取方式，融合了CLV和CAC技术，在读取外沿数据时采用CLV技术，读取内沿数据时采用CAC技术。5.2.3光驱的主要性能指标7.高速缓存:缓存主要用于临时存放从光盘中读取的数据，然后再发送给计算机系统进行处理。8.数据接口:UDMA/33模式、SCIC模式、IDE模式、SATA串口、USB接口。9.CPU占用时间:指CD-ROM光驱在维持一定的转速和数据传输速率时所占用CPU的时间。10.平均读取时间:即平均寻道时间。11.光头系统:分为单光头和双光头，单光头是指采用一个激光头来读取光驱中的数据，又可分为切换双镜头和变焦单镜头。5.2.4光驱的维护1．保持光驱、光盘清洁；2．定期清洁保养激光头；3．保持光驱水平放置；4．养成关机前及时取盘的习惯；5．减少光驱的工作时间；6．少用盗版光盘，多用正版光盘；7．正确开关盘盒；8．利用程序进行开关盘盒；9．谨慎小心维修；10．尽量少放影碟；5.3光盘

5.3.1光盘的结构与类型

1．光盘的结构

标准的CD-ROM盘片直径为120mm(4.72in)，中心装卡空为15mm，厚度为1.2mm，重量约为14-18g。CD-ROM盘区换分为3个区，即导入区（Lead-inArea）、用户数据区（UserDataArea）、导出区（Lead-outArea）。2．光盘的类型

只读型光盘CD-ROM、只写一次型光盘WROM、可擦写光盘5.3.2光盘的使用和维护

光盘切勿放在阳光直射处、潮湿多尘处或高温处。5.4移动存储器

移动存储器是指可方便携带的一种数据存储设备。常见的移动存储设备有U盘（闪存）、USB移动硬盘等。5.4.1移动存储器的分类1．按是否需要驱动器分类有驱动器型和无驱动器型2．按存储介质分类磁介质(软盘、移动硬盘)、光介质(CD-R/W)和半导体介质(闪存盘、CF卡等)

3．按接口分类专用接口型（软盘驱动器接口、光盘驱动器IDE接口）和通用接口型（无驱动型存储器如：USB接口、IEEE1394接口、并口、串口等）5.4.2软盘驱动器

1976年世界上第一台5.25英寸软盘驱动器由ShugartAssaciates公司为IBM的大型机研发成功，1980年索尼公司推出了3.5英寸软驱，1.44MB、125KB/s传输速度、300rpm转速、容易损坏。5.4.3USB闪存盘

随着数据交换容量的大大增加，l.44MB软盘无法满足需要。1999年，Netac(朗科)公司最先研发出全球第一款USB闪存盘(Flash-disk)，名曰：优盘，又称为闪盘，由于采用USB接口所以俗称为U盘，成功启动了全球闪存盘行业。1．USB闪存盘的结构

闪存盘主要由I/O控制芯片、闪存、电路板和其他电子元器件组成。

1)I／O控制芯片：

接口标准：USB1.1、USB2.0、USB3.0；

生成USB接口标准控制芯片的厂家：SSS、Prolific、CYPRESS、OTi、Ali、PointChip等。

2)闪存：

可擦写100万次以上，数据保存10年以上。生成闪存芯片的厂家有：Samsung、Toshiba、SanDisk、Fugitsu、Infineon、Hynix等。5.4.3USB闪存盘2．USB闪存盘的主要参数1)USB接口标准：USB1.1、USB2.0、USB3.0；2)数据传输率：数据读取速度和数据写入速度。

oUSB1.1：

写入速度：0.75-1MB/s读取速度：1.5-2.5MB/soUSB2.0：

写入速度：4.5-10MB/s读取速度：15.5-20MB/s3)即插即用(无驱动程序型):4)启动型：5)加密型：6)认证：国际USB组织对USB2.0标准的高速传输认证、FCC、CE认证等。★容量为：128M（已淘汰）、256M（已淘汰）、512M（已淘汰）、1G、2G、4G、8G、16G、32G、64G、128G、256G、512G、1T。5.4.3USB闪存盘5.4.4移动硬盘

移动硬盘盒

5.4.5移动存储器选购指南

1.实用性：2.接口支持：USB3.0、USB2.0、USB1.1，选择高版本的接口技术。3.配套驱动：Win2000及WinXP以后的操作系统不需要安装驱动。4.附加功能：启动功能或加密功能。5.5外存储器故障及排除

5.5.1硬盘常见故障与处理1)硬盘物理故障即硬件故障是由于硬盘自身的机械零件或电子元器件损坏而引起的。剧烈的振动、频繁开关机、电路短路、供电电压不稳定等比较容易引发硬盘物理性故障。这种情况一般无法自行维修，在质保期内而且没有外伤的应该立刻找经销商更换，有明显外伤或者过了质保期的只能自己承担损失。2)硬盘软故障硬盘软故障相对于物理故障来说，更容易修复些，而它对数据的损坏程度也比硬盘物理故障轻。

5.5.2外存储器故障及排除1.常见硬盘故障排除1）硬盘跳线错误引起的故障2）硬盘0磁道损坏的故障故障现象：主机上电启动，自检完毕后硬盘指示灯闪亮，然后直接死机。用光盘启动成功后，访问硬盘时出现“InvalidDrivespecification”的错误信息，用BIOS中断强行读写0磁道，发现Boot区不能正常读写。故障分析与处理：出现该现象的最大可能性为硬盘的0磁道物理性损坏，因为操作系统的主引导程序段存放在硬盘的0磁道上，0磁道损坏，硬盘便处于不工作状态。出现该故障后，首先尽量把硬盘中有用的文件、数据备份出来，然后对硬盘全部做格式化，删去损坏的磁道后，用Fdisk（DiskGenius、PartitionMagic、分区助手）等对硬盘重新分区。用Format命令对硬盘进行逻辑格式化，重新安装操作系统后，恢复正常。3)对硬盘的0磁道损坏的修复故障现象：在对硬盘进行格式化时，提示硬盘的0磁道损坏。故障分析与处理：硬盘的0磁道损坏分为物理损坏和逻辑损坏两种情况，不同的情况有不同的处理方法。对于物理损坏这种情况要比逻辑损坏严重，可试着对硬盘低级格式化。对于逻辑损坏的硬盘是操作系统逻辑引导扇区遭到破坏，如果是这种情况，可用从光盘或U盘引导系统对硬盘进行重新分区来恢复硬盘的使用。5.5.2外存储器故障及排除4)无法对硬盘格式化故障现象：在对硬盘进行格式化操作时，提示“Cannotformatthisnewworkdisk”。故障分析与处理：在CMOS设置中，有一项“病毒警告”功能，此项的作用是防止病毒破坏硬盘引导扇区和分区表，因为格式化硬盘时可能要修改分区表中的某些参数。如果此项被设置为Enabled，格式化操作将会被禁止执行，只要把此项改设为Disabled，然后再对硬盘进行格式化，就不会出现此提示。5)硬盘容量发生变化5.5.2外存储器故障及排除2.常见光驱故障排除。光驱并不像硬盘，出现故障不会直接导致系统不能启动和运行。1)光驱不能读盘故障现象：光驱不能读