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第五章,计算机外部存储器,第五章 计算机外部存储器,本章重点内容,了解硬盘的类型,掌握光驱的工作原理组成结构以及主要技术指标,掌握硬盘的组成结构以及主要技术指标,第五章 计算机外部存储器,硬盘,硬盘的分类 硬盘的组成和工作原理 硬盘的工作模式 硬盘的性能指标 硬盘的选购 硬盘安装与使用,世界上第一款硬盘,IBM公司（1956）研制开发RAMAC(RandomAccessMethodofAccountingandControl)。 50个24英寸金属盘片,硬盘简史,1956年9月，第一台磁盘存储系统IBM 350RAMAC，只有5MB容量 1968年，IBM提出温彻斯特技术 1979年，IBM发明薄膜磁头，推出5.25英寸的硬盘驱动器 ，IBM两位员工成立后来的Seagate 20世纪80年代，IBM发明MR磁头，盘片存储密度提高10倍以上 90年代后期，巨磁阻磁头GMR (GiantMagnetoresistive)磁头技术问世，实现更高的存储密度 1999年9月出现10G硬盘 2000年3月，第一款玻璃硬盘问世 2003年6月，80G 2007年 1T ,IDE 与SATA,IDE硬盘（PATA,Ultra ATA）最快：133M字节/秒 INTEL在2000 年提出SATA SATA与IDE硬盘相比有很多优越性，最明显的是数据线从80 pin变成7 pin 且IDE线的长度不能超过0.4米，而SATA线可以长达1米 一对一连接，没有主、从盘 独享150M字节/秒带宽 ,最新300M字节/秒,5.1 硬盘,第五章 计算机外部存储器,5.1.1 硬盘的概述 硬盘驱动器简称硬盘（Hard disk)，由于采用温彻斯特技术(Winchester)，又称温盘。,1根据转速分类 2根据尺寸分类,第五章 计算机外部存储器,5.1.2 硬盘的分类,1）IDE接口,第五章 计算机外部存储器,3根据接口分类,2）SATA接口,3）SCSI接口,第五章 计算机外部存储器,4）USB接口,5）IEEE 1394接口,拥有IEEE 1394/USB双接口的西部数据My Passport系列硬盘,1硬盘外部结构,第五章 计算机外部存储器,5.1.3 硬盘的结构,硬盘缓存芯片,缓存芯片是硬盘内部的高速缓冲存储器。其实和内存条上的内存颗粒一样，是一片SDRAM。 缓存的作用主要是和硬盘内部交换数据，平时所说的内部传输率就是缓存和硬盘内部之间的数据传输速率。 高速缓存对大幅度提高硬盘的读写有重要作用。 缓存的大小直接影响到硬盘的整体性能。,跳线,跳线的作用是使IDE设备在工作时能够一致。当一个IDE接口上接两个设备时，就需要设置跳线为“主盘”或者“从盘”，具体的设置可以参考硬盘上的说明。,1）固定面板,第五章 计算机外部存储器,2）控制电路板,1硬盘外部结构,3）接口,第五章 计算机外部存储器,2硬盘的内部结构,第五章 计算机外部存储器,1）盘片,2）磁头,3）磁头驱动机构,第五章 计算机外部存储器,4）主轴组件,5）前置控制电路,硬盘的工作原理,利用特定的磁粒子的极性来记录数据。磁头在读取数据时，将磁粒子的不同极性转换成不同的电脉冲信号，再利用数据转换器将这些原始信号变成电脑可以使用的数据，写的操作正好与此相反。,第五章 计算机外部存储器,5.1.4 硬盘的工作原理,第五章 计算机外部存储器,磁道 扇区,磁道与扇区,硬盘的工作过程,硬盘驱动器加电正常工作后，利用控制电路中的单片机初始化模块进行初始化工作，此时磁头置于盘片中心位置，初始化完成后主轴电机将启动并以高速旋转，装载磁头的小车机构移动，将浮动磁头置于盘片表面的00道，处于等待指令的启动状态。 当接口电路接收到微机系统传来的指令信号，通过前置放大控制电路，驱动音圈电机发出磁信号，根据感应阻值变化的磁头对盘片数据信息进行正确定位，并将接收后的数据信息解码，通过放大控制电路传输到接口电路，反馈给主机系统完成指令操作。结束硬盘操作的断电状态，在反力矩弹簧的作用下浮动磁头驻留到盘面中心。,硬盘的工作模式,三种： NORMAL LBA LARGE,NORMAL模式,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，最大磁头数为16，最大扇区数为63，每扇区字节数为512，支持最大容量为528MB（51263161024）。,LBA（Logical Block Addressing）即“逻辑块寻址模式”,这种模式下对硬盘访问时，设置的柱面、扇区、磁头等参数不是实际硬盘的物理参数，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8.4GB。,LARGE模式,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。,1硬盘容量 2转速 3. 平均寻道时间 4内部数据传输率 5外部数据传输率 6硬盘缓存 7单碟容量 8S.M.A.R.T技术 9. MTBF,第五章 计算机外部存储器,5.1.5 硬盘的技术指标,硬盘市场竞争较为激烈，硬盘市场分别由希捷（Seagate），日立（HITACHI原来的IBM），迈拓（Maxtor），西部数据（Western Digital）和三星（Samsung）等5家厂商所占据。,第五章 计算机外部存储器,5.1.7 硬盘的主流品牌,5.1.8 硬盘的选购,1看容量,2看转速,3看稳定性,4看缓存容量（Cache）,5发热问题,6看售后服务,5.2.1光盘,第五章 计算机外部存储器,5.2 光盘驱动器,1 光盘概述,2光盘的存储原理,第五章 计算机外部存储器,2光盘的存储原理,1）CD-ROM（Read Only Memory） 2）VCD（Video CD） 3）CD-R（Recordable）：一次写入、多次读出CD盘 4）CD-RW（Rewritable）：可擦除多次重写CD 5）DVD（Digital Video Disk，数字通用光盘） 6）DVD-R（Recordable）：一次写入、永久读出 7）DVD-RW（Rewritable）：相变可擦除格式 8）BD-DVD：蓝光光盘 : 25G 普通DVD 的5倍 9）HD DVD：一种数字光储存格式的蓝色光束光碟产品，,第五章 计算机外部存储器,3光盘规范,第五章 计算机外部存储器,5.2.2光盘驱动器的分类,依次是：DVD、DVD-R/RW、BD-ROM、BD-R/RW,1. 光盘驱动器的外观,第五章 计算机外部存储器,5.2.3光盘驱动器结构,数字音频 模拟音频 跳线 IDE接口 电源接口,第五章 计算机外部存储器,2.光驱的内部结构,光驱的内部结构主要由激光组件、主轴电机、光盘托架和控制电路组成。,第五章 计算机外部存储器,1）激光头组件,2）主轴电机,3）光盘托架,4）控制电路,当激光头读取盘片上的数据时，从激光发生器发出的激光透过半反射棱镜，汇聚在物镜上，物镜将激光聚焦成为细小的光点打到光盘上。 此时，光盘上的反射物质就会将照射过来的光线反射回去，透过物镜，再照射到半反射棱镜上。此时，由于棱镜是半反射结构，因此不会让光束穿透它并回到激光发生器上，而是经过反射来穿过透镜，到达光检测器上面。,第五章 计算机外部存储器,5.2.4 光盘驱动器工作原理,1倍速 2平均寻道时间 3容错性 4CLV技术 5CAV技术 6PCAV技术 7高速缓存 8数据接口 9刻录方式 10光头系统 11. 纠错技术,第五章 计算机外部存储器,5.2.5 光驱的性能指标,5.3.1 移动硬盘,第五章 计算机外部存储器,5.3 移动存储器,移动硬盘特点： 容量大、传输速度高、使用方便、可靠性高等特点。,第五章 计算机外部存储器,接口形式,依次为USB、IEEE1394、ESATA接口硬盘,第五章 计算机外部存储器,5.3.2 闪存盘,优点： 1这种存储技术在存储信息的过程中没有机械运动，这使得它的运行非常的稳定，从而提高了它的抗震性能，使它成为所有存储设备里面最不怕震动的设备。 2由于它不存在类似软盘，硬盘，光盘等的高速旋转的盘片，所以它的体积往往可以做得很小。,存储卡，是用于手机、数码相机、便携式电脑、MP3和其他数码产品上的独立存储介质，一般是卡片的形态，故统称为“存储卡”，又称为“数码存储卡”、“数字存储卡”、“储存卡”等，,第五章 计算机外部存储器,5.3.3 存储卡及读卡器,存储卡,读卡器,1固