存储设备管理概论(PPT 64页).ppt

第2章存储设备 计算机组装与维修实用教程 目录 内存 内存的类型 内存 内存的封装 电子封装 electronicpackaging 指使用特殊的材料和工艺将集成电路包裹起来 以保护脆弱的元器件不受周围环境 包括物理 化学 的影响 同时起到功率分配 信号分配 加强散热等作用 内存的封装方式主要有SOJ TSOP BGA BLP CSP和WLCSP等 SOJ封装 TSOP封装 BGA封装 内存 内存的封装 BLP封装 CSP封装 WLCSP封装 内存 内存的分类 常见的内存类型有SDRAM DDR DDR2和DDR3等几种 不同类型的内存在传输率 工作频率 工作方式 工作电压等方面各有差异 30针和72针SIMM内存 EDORAM内存 内存 内存的分类 SDRAM内存 RDRAM内存 内存 内存的分类 DDR内存 DDR2内存 内存 内存的分类 DDR3内存 DDR3 DoubleDataRate3 是DDR2标准的改进版 DDR3在DDR2基础上采用的新型设计 减小了能耗和发热量 可实现更高的工作频率 800M以上 在一定程度弥补了延迟时间较长的缺点 是目前最高效的内存 内存 DDR3与DDR2比较 DDR3采取8bit预取设计 而DDR2为4bit预取 这样DDR3RAM内核的频率只有接口频率的1 8 如DDR3 800的核心工作频率只有100MHz DDR3采用点对点的拓朴架构 大大减轻地址 命令与控制总线的负载 DDR3采用100nm以下的生产工艺 将工作电压从1 8V降至1 5V 增加了异步重置 Reset 与ZQ校准等DDR2所没有的新功能 内存 其他分类 计算机内存根据使用环境又可分为台式机内存 笔记本内存和服务器内存等 服务器内存大多都带有Buffer 缓存器 Register 寄存器 ECC 错误检查和纠正 ChipKill 热插拔技术等 具有极高的稳定性和纠错性能 笔记本内存 服务器内存 内存 虚拟内存 虚拟内存是硬盘的一部分空间 并不属于物理内存的范畴 计算机在执行多个或占用较大内存的程序时 Windows Linux DOS等使用虚拟内存技术的操作系统 会自动调用一部分硬盘空间来充当内存 并选择最近没有用过的 低优先级的内存部分写到交换文件上 以缓解内存的紧张 提高计算机处理数据的速度 操作系统和应用程序把虚拟内存当作物理内存来使用 正确地设置虚拟内存可以提高计算机的运行效率 Windows操作系统中的虚拟内存文件以隐藏属性保存在系统分区根目录下 Windows9x的虚拟内存文件为Win386 swp Windows2000 XP 2003的分页文件为pagefile sys 内存 内存的性能参数 容量内存容量以KB MB GB TB作为单位 其关系为1MB 1024KB 1GB 1024MB 1TB 1024GB 存取时间 TAC TAC 存取时间 指RAM完成一次数据存取所用的平均时间 等于地址设置时间加延迟时间 以ns为单位 存取周期 TMC 存取周期 TMC 指存储器两次独立的读出 写入操作之间所需的最短时间 单位为纳秒 ns 这个时间越短 内存的速度也就越快 内存 内存的性能参数 延迟时间 CAS或CL CAS是CPU每次向内存读取数据之前 缓冲期 的时间长度 缩短CAS的周期有助于加快内存在同一频率下的工作速度 错误检查和纠正 ECC ECC会在一组数据传输时加入校验位 以备CPU检验数据是否发生了错误 并且可以纠正部分错误 SPD存放内存模组的配置信息 内存 内存的选购 内存品牌金士顿Kingston 现代HY 胜创Kingmax 海盗旗 宇瞻Apacer 金邦Geil 三星 威刚 勤茂 TwinMOS 利屏等 内存容量内存容量的大小直接影响到计算机的性能 越多越好 内存类型DDR2是主流 DDR3是趋势 要注意选择与主板配置的内存 内存芯片正规原厂的品牌颗粒都有良好的品质和性能保证 其颗粒上激光刻蚀的型号清晰可见 是选购时的首选 主要的内存IC芯片的厂商主要有 Hynix 海力士 Samsung 三星 Qimonda 奇梦达 Micron 镁光 尔必达 力晶 茂德 南亚等 内存 内存的选购 设计及生产工艺PCB板优质内存采用六层PCB板 有的产品甚至使用了8层PCB电路板 设计PCB线路应该使用蛇行布线 在内存芯片和内存引脚之间 应加装贴片电容和电阻 生产工艺PCB板板面光洁 色泽均匀 电路板走线清晰 元件焊接整齐 焊点均匀有光泽 边缘整齐且没有毛边 金手指金手指制作工艺有电镀金和化学镀金2种 电镀金的金手指末端会有一个 小尾巴 另外好的金手指的黄颜色很有质感 差的金手指看起来泛白 用料PCB板上要有尽量多的贴片电阻和电容和厚实的金手指 内存 内存的性能参数 PCB板 8层 蛇行线 电阻和电容 电镀金金手指 内存 内存的性能参数 更高的频率内存频率越高越好 CAS CL 延时周期 包括TRCD参数 TRP参数 TRAS等 越小代表性能越高 兼容性正规渠道的内存在出厂前都经过严格的兼容性测试 并且进行了严格的测试 可以确保其兼容性 超频性能售后服务主流大厂的产品一般都提供 终身保修 服务 选购时应避开假货率较高的品牌 可以拨打防伪电话或登陆官方网站 进行真伪辨别 其它事项产品本身采用何种封装并不反映内存质量优劣 硬盘 硬盘的结构 常见的硬盘有桌面3 5英寸 笔记本2 5英寸和微型硬盘等 但硬盘外形和结构却大同小异 在没有电路版的一面贴有产品标签 标签上印刷有产品型号 序号 产地 生产日期 跳线设置等相关信息 在硬盘的一端有电源接口 数据线接口和主 从状态设置跳线器 硬盘 硬盘接口 硬盘的接口包括电源接口和数据接口 根据连接方式的不同 硬盘接口可分为IDE接口 SATA接口和SCSI接口等 硬盘 控制电路 控制电路板位于硬盘背面 由印刷电路版 控制芯片和贴片元件组成 电路板上集成了主控制芯片 数据传输芯片 高速数据缓存芯片 接口电路等 硬盘 硬盘的内部结构 硬盘盘体内部由固定面板 前置控制电路 磁头组件 盘片 主轴 电机 接口及其他附件组成 外壳 紧固螺孔 电机磁头驱动小车 前置控制电路 传动手臂 主轴 读写磁头 磁盘盘片 转动轴 硬盘 硬盘的结构 磁头 磁头驱动机构 盘片和主轴组件 硬盘 硬盘的逻辑结构 硬盘的术语中有磁头 磁道 扇区 交叉因子等概念 这些都是逻辑的概念 是为了方便对磁盘上数据的读写而进行的虚拟化操作的称谓 磁道和扇区 柱面 柱面 硬盘 硬盘的接口技术 硬盘 硬盘的接口技术 SATA接口和IDE接口 SATA和IDE数据线 SCSI接口和SCSI数据线 硬盘 硬盘的分类 通讯方式XT型 即DMA方式 和AT型 即中断驱动方式 两种驱动方式有步进电机驱动和音圈电机驱动两种接口类型可以分为IDE PATA 硬盘 SATA硬盘和SCSI硬盘等几种硬盘盘径按照外形的大小可以分为5 25英寸 3 5英寸 2 5英寸和微型等几类 硬盘 硬盘的分类 SSD固态硬盘也叫闪存式硬盘 由控制单元和Flash存储单元组成 通俗点讲就是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘 HHD混合硬盘又叫复合硬盘 是把磁性介质硬盘和闪存 目前常用NAND闪存 集成到一起的一种硬盘 RAID独立磁盘冗余阵列是把多个小磁盘组合起来 成为一个磁盘组 操作系统把它们看作单一的逻辑存储单元或磁盘 使性能达到甚至超过价格昂贵 容量巨大的磁盘 硬盘 硬盘的性能参数 容量容量是硬盘最主要的参数 转速 RotationalSpeed或SpindleSpeed 转速是硬盘电机主轴的旋转速度 也就是硬盘盘片在一分钟内的最大转数 高速缓存 CacheMemory 高速缓存是硬盘控制器上的一块内存芯片 是硬盘和外界总线之间交换数据的缓冲器 主流硬盘多采用2MB 8MB或更高的回写式高速缓存 平均寻道时间 AverageSeekTime 指硬盘接到相应指令开始在盘面上移动磁头至指定磁道寻找目标数据所用的平均时间 主流硬盘的平均寻道时间一般在9ms以下 平均潜伏时间 AverageLatencyTime 指当磁头移动到数据所在的磁道后 还需要多少时间 指定的 要读出或写入的 扇区才会转到磁头下进行读 写操作 一般在2ms 6ms之间 硬盘 硬盘的性能参数 平均访问时间 AverageAccessTime 又称平均存取时间 包括平均寻道时间 平均潜伏时间与相关的内务操作时间平均访问时间 平均寻道时间 平均潜伏时间 数据传输率 DataTransferRate 包括内部数据传输率和外部数据传输率 S M A R T 自动监测分析及报告技术 监测磁头单元 磁片驱动系统 硬盘内部电路以及盘片表面媒介材料等部件的工作状态 PRML 部分相应完全匹配 能避免因磁道过窄造成的信号干扰 使盘片存储更多的信息 有效地提高数据的读取和数据传输率 GMR 巨磁阻 磁头技术用于实现更高的存储密度 硬盘 硬盘的性能参数 水平磁记录和垂直磁记录容量是硬盘最主要的参数 数据保护与震动保护技术自动检测并分析硬盘的运转状况 及时修正硬盘发生的问题 提供最高级别的数据完整性和可靠度保护 在意外碰撞发生时 尽可能避免磁头和磁盘表面发生撞击 有效地提高硬盘的抗震性能 减少由此引起的磁盘表面损坏 MTBF 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 单位是小时 硬盘 硬盘的选购 接口方式对有SATA接口主板的用户 SATA接口硬盘是必然之选 硬盘容量硬盘的容量应该是越大越好 硬盘速度7200RPM硬盘是必然之选 而5400RPM硬盘适合于笔记本电脑 高速缓存及寻道时间应优先选择缓存大和平均寻道时间小的产品 噪音与温度 Noise Temperature 选购硬盘时要注意选择发热低 噪声小的硬盘 稳定性 硬盘有价 数据无价 应优先选择主流产品 品牌和质保 移动存储设备 U盘 体积小 容量大 仅大拇指般大小 重量仅约20克 便于携带 容量可达数G 在Windows2000 XP 2003 Vista Linux MacOS等操作系统中不需安装驱动程序 支持热插拔 可以即插即用 存取速度快 USB1 1的速度为12Mb s USB2 0的速度可以达到480Mb s 抗震 防潮 耐高低温 可靠性好 可擦写达100万次 数据可保存10年以上 具备系统启动 写保护 杀毒 加密 随身邮 移动QQ等系列功能 移动存储设备 移动硬盘的特点 容量大80GB 120GB 160GB甚至更高容量的产品 传输速率高主流的移动硬盘大多采用USB2 0 IEEE1394和eSATA接口 使用方便可以做到即插即用 不需要外接电源和安装驱动程序 可靠性高移动硬盘具有很高的可靠性 保证了数据的完整性 移动存储设备 移动硬盘选购 接口首选USB2 0防震抗摔 散热设计安全保密电源供电PCB线路板和控制芯片附加价值品质与服务 移动存储设备 闪存卡 TF卡 CF卡 MMC卡 SD卡 移动存储设备 闪存卡 SM卡 记忆棒PRODuo和M2 XD卡 MC卡 移动存储设备 软驱 软驱按大小可以分为5 25寸和3 5寸两种 5 25英寸软盘由于容量小 体积大 已被3 5寸软盘所取代 现在计算机上安装的都是可以读写1 44MB高密度软盘的3 5英寸软驱 软驱由于容量太小 读写速度慢 寿命和可靠性差 数据易丢失等缺点 已逐渐被U盘 移动硬盘等移动存储设备所取代 目前只在少数服务器等计算机中出现 移动存储设备 磁带机磁带库 磁带机 TapeDrive 由磁带驱动器和磁带构成 是一种经济 可靠 容量大 速度快的备份设备 根据装带方式的不同 可分为手动装带磁带机和自动加载磁带机 磁带库是基于磁带的备份系统 它能够提供同样的基本自动备份和数据恢复功能 但同时具有更先进的技术特点 提供磁带机的厂商很多 IT厂商中HP 惠普 IBM Exabyte 安百特 等均有磁带机产品 另外专业的存储厂商如StorageTek ADIC SpectraLogic等公司均以磁带机 磁带库等为主推产品 光盘驱动器 光盘的结构 A 印刷层B 保护层C 反射层D 数据层E 塑料基层 光盘的结构 光盘也称为光碟 指用聚碳酸酯 Polycarbonate 为原料制作的 利用激光光束进行读 写数据信息的圆形盘片 常见的光盘厚1 2mm 直径120 或80 mm 盘片中心有直径15mm的卡孔 盘片的数据记录层上是用来记录数据的有凹陷的螺旋线状光轨 其中的数据可以由相对应的光盘驱动器读出 光盘驱动器 数据记录原理 光盘上储存的信息资料是按一定规则排列的 其形状像一条条 轨道 称为 光轨 光轨由内至外呈螺旋线形状分布 数据以凹槽和凸起的形式 或其它类似形式 被记录在上光轨上 从激光头发出的激光光束照射到光盘上 并在光盘的表面迅速移动 当激光照射到光轨上凹凸不平的区域时 反射光的强度也随之发生变化 光电二极管接收到强弱不一的反射激光束后 通过控制电路的电平转换 变成只含 0 1 信号的数字信号 从而将数据信息读出 CD和DVD的记录点 光盘记录数据原理 光盘驱动器 光盘的分类 光盘 AddYourText 音频光盘 视频光盘 数据光盘 只读光盘 一次写入光盘 可擦写光盘 CD DVD BD 数据类型 写入特征 光盘结构 光盘驱动器 光盘的技术规范 CD DA CD Audio 数字音乐光盘 CD ROM 致密盘只读存储器 CD R CompactDiscRecordable CD R盘片使用有机染料作为记录层的主要材料 由于使用的有机染料不同 盘片呈现出不同的颜色 出现了绿盘 金盘 蓝盘等CD R光盘分类 CD RW可以擦除并多次重写 实现了在CD RW光盘上的文件复制 删除等操作 CD ROMXA CD ROM eXtended Architecture VCD VideoCD 激光视盘 采用MPEG 1的压缩方式来压缩图像 全动态 全屏播放的激光视频光盘 Photo CD 照片光盘 DVD 数字通用光盘 光盘驱动器 光驱的结构 前面板 光驱接口 内部结构 光盘驱动器 光驱读取数据的原理 激光头读取数据时 激光发生器发出激光束 光束透过半透镜汇聚在准直透镜上 再聚焦成为极其细小的光点照射到光盘上 光盘上凹凸不平的小坑 或特殊颜料 会将光线反射回去 反射后的光线透过物镜 通过半透棱镜反射到另一个方向 反射光线再穿过汇聚透镜 汇集到光电二极管上面 再转变为电信号 最后通过控制电路的电平转换 变成只含0 1信号的数字信号 光盘驱动器 DVD ROM DVD DigitalVersatileDisc DVD数字通用光盘 是最新一代影音存储媒介 采用了更高密度的设计 将光轨间隙由CD的1 6微米减小至0 74微米 数据凹槽的 宽度 尺寸也从CD的0 83微米缩小到0 40微米 并使用650纳米波长的激光束来读取更小的数据凹槽 CD DVD比较 光盘驱动器 HD DVD和BD ROM HD DVD由以东芝为首的HD DVD推广协会负责制定及开发 微软 英特尔 环球影业都是其成员 BD ROM蓝光DVD由戴尔 惠普等13个成员组成的蓝光碟创始人组织制定 蓝光DVD采用450nm波长的蓝紫色激光和比率为0 85的数字光圈 提高了光盘的存储密度 蓝光DVD也有单面双层 双面双层等 其单面单层容量为23 3GB 25GB和27GB三种 2008年2月 东芝宣布退出HDDVD业务 标志着蓝光光盘成为新一代DVD的唯一标准 BD 蓝光DVD 标识 HDDVD标识 光盘驱动器 刻录机 刻录机是把高功率的激光聚焦在刻录光盘记录层 数据层 的某个特定部位上 使这个部位的有机染料 或特殊合金材料 层产生化学反应 而不能反射读取数据的激光 没有被高功率激光照射到的地方可以正常反射激光 从而能够和传统的光盘一样记录 储存数据的可写式光储存设备 光盘驱动器 刻录机 DVD刻录机 DVD刻录格式 蓝光刻录机 光盘驱动器 光雕刻录机 光雕刻录标识 左LightScribe 右Labelflash 光雕刻录是一种利用激光在特制的光盘表面上刻印标签或图案的技术 现在的光雕技术有惠普公司的LightScribe和雅马哈公司的Labelflash两种 这项技术均需要专门的光雕刻录机 光雕刻录盘以及支持光雕刻录的软件相互相配合 使用专用的激光头在光雕盘的背面 印刷面 即无数据面 或空闲的数据层上 通过激光照射产生一系列的化学反应将设计好的文字 图案等 刻录 到盘片背面上 用来制作富有个性的光盘标签 光盘驱动器 刻录机的写入方式 光盘驱动器 光驱的技术参数 工作模式CLV ConstantLinearVelocity 恒定线速度 CAV ConstantAngularVelocity 恒定角速度 P CAV Partial CAV 区域恒定角速度 Z CLV ZonedConstantLinearVelocity 区域恒定线速度 光驱的性能指标数据传输率 DataTransferRate 接口类型平均读取时间平均寻道时间缓存容量 BufferMemorySize 光盘驱动器 刻录机的性能指标 刻录格式DVD刻录盘片有DVD R W DVD R W和DVD RAM三种标准 还有单层和双层之分 不同的刻录盘片要使用专门的刻录机 最大刻录速度指刻录机所支持的刻录CD DVD或BD刻录光盘的最大速度 刻录机标称的速度有刻录 复写和读取速度 其中刻录和复写速度是刻录机最重要的指标 固件 Firmware 升级升级Firmware 可以增加新功能 改进Firmware性能并修正其中的错误 防刻死技术可以避免由于缓存欠载错误而导致的刻录失败 SuperMultiSuperMulti 全能王 超能王等都是全兼容DVD刻录机 可以兼容DVD R RW DVD R RW DVD RAM等DVD格式的盘片 光盘驱动器 光驱的选购 选择性价比最高的产品 DVD光驱应该是最佳的选择 全钢机芯光驱具有很好的稳定性 其对高温 高湿环境的适应能力和使用寿命 要比普通塑料机芯光驱好的多 速度高的产品可以带来更高的工作效率 目前DVD的速度已达20X以上 推荐选择SATA接口的光驱 以带来计算机整体性能的提升 光驱的高速缓存应该是越多越好 合格的DVD光驱除了要兼容DVD ROM DVD VIDEO DVD R CD ROM等常见的格式外 对于CD R RW CD I VIDEO CD CD G等都要能很好的支持 在选购的时候一定要购买支持本区域代码光盘的产品 光盘驱动器 区域代码 为防止盗版 DVD和蓝光DVD组织将全世界依地理位置分为多个区 每一部播放机及每一片DVD 蓝光DVD 都被锁定只能在某一区中播放 依产品销售的地区锁上相对应的区域码 DVD和蓝光DVD区域代码 实训指导 安装并测试不同的内存 1 实验目的认识内存条 并了解不同类型内存条的参数 正确安装内存 用软件测试内存条的性能并与内存标签做比较 2 实验步骤戴上防静电手套或防静电手腕 也可以触摸一下金属物体释放身体上的静电 关闭计算机电源 打开主机箱 观察主板上的内存插槽 确定计算机使用的内存类型