硬盘维修基础知识

第五章外部存储器,教学目的：了解硬盘、光驱和软驱的基本结构学会外部存储器的选购掌握硬盘、光驱主从跳线的设置教学重点（难点）：掌握硬盘、光驱主从跳线的设置教学用具：硬盘、光驱、软驱及盘片各一教学课时：课时,计算机维修与维护,5.1硬盘存储器,第五章外部存储器,5.1.1基础知识：认识硬盘硬盘是计算机中存储数据的主要配件工具，断电后，存储的数据信息可以长期保存，是计算机中最重要的存储部件。硬盘的结构硬盘架构多采用温彻斯特架构，由头盘组件与印刷电路板组件组成。温氏硬盘是一种可移动头固定盘片的磁盘存储器，磁头定位的驱动方式主要有步进电机驱动和音圈电机驱动两种。其盘片及磁头均密封在金属盒中，构成一体，不可拆卸，金属盒内是高纯度气体。,5.1硬盘存储器,第五章外部存储器,5.1.1基础知识：认识硬盘硬盘的内部结构,磁头臂,读写磁头,安装孔,磁头传动机构,安装底座,磁盘盘片,传动轴,主轴,5.1硬盘存储器,第五章外部存储器,5.1.1基础知识：认识硬盘硬盘的接口和铭牌,铭牌,数据线接口,跳线,电源线接口,5.1硬盘存储器,第五章外部存储器,5.1.1基础知识：认识硬盘硬盘的接口类型IDE接口使用40芯或80芯的扁平电缆SCSI接口使用50芯的扁平电缆SATA接口（Serial-ATA）使用芯的扁平电缆,5.1硬盘存储器,第五章外部存储器,5.1.1基础知识：认识硬盘硬盘跳线主板IDE接口是双通道的，如果要在一接口上接两个IDE设备，就必须设置它们的“主从”关系，否则不能正常工作。所有的IDE设备均使用一组跳线来确定安装后的主、从状态。硬盘跳线大多设置在电源接口和数据线接口之间的地方。通常情况下跳线由3组(6或7针）或4组(8或9针）再加一个或两个跳线帽组成。在硬盘一面，一般印有“主盘”(Master)、“从盘”(Slave)以及由电缆选择(CableSelect)的跳线方法。,5.1硬盘存储器,第五章外部存储器,5.1.1基础知识：认识硬盘电源接口硬盘的电源接口是给硬盘提供电源支持的通道，由四根插针组成。采用“D型头”设计，不用担心将电源插反。硬盘数据线硬盘数据线是硬盘与主板连接的桥梁，目前的主板、硬盘大都支持ATA66/100，使用的都是80芯的排线。注意，数据线共有三个接口，一般线的接口上都有相应的标示，数据线、硬盘数据线接口都采用了“防插反”设计，不会出现将线插反的问题。,5.1硬盘存储器,第五章外部存储器,5.1.2硬盘技术指标1主轴转速转速是影响硬盘性能最重要的因素之一，目前市场上流行的是5400rpm(每分钟转数)和7200rpm的硬盘。串行ATA接口是10000rpm。高低速硬盘性能差距比较明显，在预算允许的情况下，建议选择高速硬盘。2平均寻道时间平均寻道时间是指磁头从得到指令到寻找到数据所在磁道的时间，一般常以它来描述硬盘读取数据的能力。平均寻道时间越小，硬盘的运行速率相应也就越快。一般硬盘的平均寻道时间在7.5-14ms。3数据传输率硬盘的数据传输率是指计算机从硬盘中准确找到相应数据并传输到内存的速率，单位为MB/s，IDE接口目前最高的是133MB/s，SATA已经达到了150MB/s。它与硬盘的转速、接口类型、系统总线类型有很大关系。,5.1硬盘存储器,第五章外部存储器,5.1.2硬盘技术指标4接口方式常用硬盘基本都采用的是IDE或SCSI的接口方式。目前SCSI硬盘接口有三种，分别是50针、68针和80针。PC的硬盘接口一般为IDE接口，根据速度的不同分为ATA/33/66/100；串行ATA接口也逐渐被用户接受使用。5高速缓存硬盘的高速缓存可大幅度提高硬盘存取速度。高速缓存越大越好，鉴于成本较高，早期为256KB，目前一般为2MB，现在也有使用8MBCache的普通硬盘。6容量容量是指硬盘的总容量。单碟容量指单张碟片所能存储的字节数，较大的单碟容量有着更大的数据存储密度，在磁盘转速和磁头的操作速度不变的情况下，能够提高磁盘的内部数据传输率。由于3.5英寸硬盘受到空间等因素的限制，最大只能容纳5张盘片，单碟容量的增加能够使硬盘具有更大的容量和进一步控制成本。,5.1硬盘存储器,第五章外部存储器,5.1.2硬盘技术指标7.柱面数柱面数是指硬盘多个盘片上相同磁道的组合，盘片上的同心圆圈（磁道）数即是柱面数，这些磁道有一个相同的磁场旋转方向。8.磁头数磁头数，磁头的作用是进行磁电转换，磁头的成本占硬盘总成本的40左右，如果单碟容量有所突破，那么磁头的技术一定要发展。一般情况下一个盘片只有一个磁头，不过最新的技术两个磁头可以同时读取一个盘片。9.着陆区着陆区是指数据区外最靠近主轴的盘片区域，用来放置硬盘不工作时候的磁头。,5.1硬盘存储器,第五章外部存储器,5.1.2硬盘技术指标10.扇区数硬盘上的一个物理记录块要用三个参数来定位：柱面号、扇区号、磁头号。硬盘容量=柱面数磁头数扇区数512字节，扇区越多，容量越大。11.耐用性硬盘的使用寿命与硬盘的各个部件都有很大联系，马达、盘片、磁头、PCB线路任何部件损坏都不能正常工作。通常是用平均无故障时间、元件设计使用周期和保用期等指标来衡量，磁盘的磁性寿命为10年以上，马达的寿命一般不会超过5万小时，PCB线路等受工作环境影响，保护的好基本用10年没有问题，但是如果腐蚀、振动、静电等因素，可能没有几天就会毁掉。其实影响硬盘使用寿命还有更多的因素，比如连续使用后散热不良及电子迁移造成线路毁坏等。,5.1硬盘存储器,第五章外部存储器,5.1.3制定选购方案：选购硬盘前的分析用户的需求不同，对硬盘的要求也有所区别，一般把用户分为游戏爱好者、视频工作者、股票软件用户、大型软件用户和普通用户。1游戏爱好者游戏爱好者而言，硬盘的寻道时间更为重要。游戏场景切换时数据的传输量并不大，但对平均寻道时间要求较高。建议选择主流的7200rpm硬盘。2视频工作者视频捕捉需要极高的连续传输能力和很大存储容量，必然选择7200rpm产品。如果经济条件允许的话，可使用两块硬盘来组建RAID0磁盘阵列。3商用软件用户这类用户群体需要时时刻刻开机，首先要考虑硬盘的稳定性，其次要求硬盘发出的噪音尽可能的要小；对容量和速度的要求不高。4大型软件用户Windows对内存的管理能力不甚理想，经常使用虚拟内存。首先要考虑硬盘的速度，然后兼顾各方面的因素，建议选择主流的7200rpm硬盘。5.普通用户对电脑的性能要求不很高，选择主流的硬盘产品即可。,5.1硬盘存储器,第五章外部存储器,5.1.4实战：选购硬盘购买硬盘首先要了解硬盘的转速、缓存大小、单碟容量等参数的含义等基本常识，只有这样才能更好地选择适合自己的硬盘。到硬盘国内代理商处购买正宗的代理商，其服务和保修等是有保障的。注意保修期同型号的硬盘有三年保修和一年保修两种价格，建议购买时候选择保修三年的硬盘，其发票和保修卡齐全。硬盘的保修条例和主板等要分开写避免硬盘随主板等变成保修一年。购买时设置硬盘的跳线注意保留写有已购硬盘跳线表的纸张和硬盘的保护外壳，备用。,5.1硬盘存储器,第五章外部存储器,5.1.4实战：选购硬盘硬盘测试鉴别通过格式化时声音鉴别同型号硬盘也有性能和质量的差别，购买时，如果条件允许，可以将硬盘接上主板，在DOS下格式化一遍硬盘，在格式化的过程中，将耳朵贴近硬盘仔细辨听其声音，如果从头到尾都没有什么异响，且声音变化均匀，说明该硬盘没有坏道。使用工具软件进行测试使用Norton、ADM等磁盘检测工具软件将硬盘扫描一遍，检测硬盘有没有坏簇和坏道。有些硬盘厂家的网站上提供其制作的硬盘专用的检测工具，可直接测出硬盘的所有参数（型号、容量、转速等），这样测试比较准确且省时省力。,5.1硬盘存储器,第五章外部存储器,5.1.5实战：硬盘型号含义国内市场上主要硬盘品牌有希捷(Seagate)、迈拓(Maxtor)、IBM、西部数据(WesternDigital)四大品牌，和三星(Sangsum)、富士通(Fujitsu)等OEM厂商。各品牌都有多个系列产品，每系列下还有许多款产品。硬盘型号标明了硬盘的参数信息，如接口类型、转速、容量等。例如希捷某款硬盘型号为MODEL:ST3120023A8。则：ST代表Seagate，每一款希捷硬盘型号的开头都有；3表示外形参数，即硬盘的外形大小，3代表3.5英寸硬盘；1200表示硬盘的容量，其单位为100MB，即此款硬盘的容量为120GB；10代表硬盘的标识，由主标识和副标识组成，主标识即第一个数字，表示硬盘盘片数(此处为2，表示此硬盘为单碟60GB)；A代表硬盘的接口类型，A代表ATA，说明这是普通桌面硬盘所采用的接口类型。,5.1硬盘存储器,第五章外部存储器,5.1.5硬盘的保养计算机系统故障中近40%以上是因硬盘的损坏而引起。因此，硬盘在平时使用过程中的养护是非常重要的，保养硬盘特别要注意以下几个方面：1正确设置硬盘的登陆区保护零磁道。2注意保持硬盘使用环境的清洁。3在硬盘拆装时要注意防止静电。4要尽量减少和避免意外的震动与冲击。5注意保持合理的使用温度(140)。6及时回收丢失的簇。7尽量不要对硬盘进行低级格式化。,5.1硬盘存储器,第五章外部存储器,5.1.6移动存储设备简介,移动硬盘,闪存存储器,5.2光盘存储器,第五章外部存储器,5.2.1基础知识：认识光驱光驱光盘驱动器，按照所用光盘不同可分为CD-ROM驱动器、CDRW-ROM驱动器、DVD-ROM驱动器以及DVD刻录机。,打开/关闭/停止键,耳机及扩音器插孔,耳机音量控制键,紧急弹出孔,读取指示灯,播放/跳播按键,光驱前面板,5.2光盘存储器,第五章外部存储器,5.2.1基础知识：认识光驱,电源接口,IDE数据线接口,主从设置跳线,CD音频接口,数字音频接口,测试接线,光驱标签上跳线的设置,光驱的背板接口,5.2光盘存储器,第五章外部存储器,5.2.1基础知识：认识光驱光驱的内部结构（1）激光头组件：包括光电管、聚焦透镜等组成部分，配合运行齿轮机构和导轨等机械组成部分，在通电状态下根据系统信号确定、读取光盘数据并通过数据线将数据传输到系统。（2）主轴电机：光盘运行的驱动力，在光盘读取过程的高速运行中提供快速的数据定位功能。（3）光盘托架：在开启和关闭状态下的光盘承载体。（4）启动机构：控制光盘托架的进出和主轴马达的启动，加电运行时启动机构将使包括主轴马达和激光的头组件的伺服机构都处于半加载状态中。,5.2光盘存储器,第五章外部存储器,5.2光盘存储器,第五章外部存储器,5.2.1基础知识：认识光驱光驱的传输速度CD-ROM标准把150K字节/秒的传输率定为标准，随着驱动器的传输速率越来越快，出现了倍速、四倍速直至现在的24倍速、52倍速或者更高，如：32倍速驱动器理论上的传输率应该是：15052=7800K字节/秒，实际的情况则是达不到这么高。光盘只读光盘CD-ROM的特点是信息存储量大、保存时间长。CD-ROM只有一面存有数据，其表面有一层保护膜，但极易被划伤，要注意保护。以免影响到读盘。轨光盘上的数据存储与硬盘不同，是按轨道的方式存储的：一条从中心开始的渐开线组成，这条线展开后是一条完整的线，被称为“轨”。,5.2光盘存储器,第五章外部存储器,5.2.1基础知识：认识光驱其它光盘驱动器CD-RW驱动器工作原理速度缓存与防刻死技术接口类型CD-R/RW盘片分类DVD-ROM驱动器DVD有四种格式：单面单层，单面双层，双面单层，双面双层四种规格。容量分别是：4.7G、8.5G、9.4G和17G。DVD即可以存储数据，也可存储电影数据。DVD影碟采用了新一代的音频和视频技术，在PAL制下图像分辨率为720576，在NTSC制下是720480，DVD-ROM技术采用了影视MPEG-2压缩技术，可提供高清晰高质量的画面。DVD-ROM还运用了AC-3杜比数字环绕立体声技术。DVD刻录机DVD刻录的格式目前主要有3种：DVD-RAM、DVD-R/RW、DVD+R/RW。,5.2光盘存储器,第五章外部存储器,5.2.2光驱的技术指标平均寻道时间平均寻道时间为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。第一代单倍速光驱的平均寻道时间为400ms，而最新的40-50倍速光驱的寻道时间为90-80ms，速度上有了很大的提高。平均读取时间（Average-Seek-Time）指激光头移动定位到指定的预读取数据（这时间为rotation-latency）后，开始读取数据，并将数据传输至电路上所需的时间。它也是光驱重要指标之一。倍速光驱数据传输率，国际电子工业联合会把150KB/s的数据传输率定为单倍速光驱。300KB/s的数据传输率就是双倍速。,5.2光盘存储器,第五章外部存储器,5.2.2光驱的技术指标数据传输率光驱每秒在光盘上可读取多少千字节（kilobytes）的数据，直接决定了光驱运行速度。缓存缓存主要用于临时存放从光盘中读取的数据，再发送给计算机系统进行处理，可确保计算机系统能够一直接收到稳定的数据流量。绝大多数驱动器缓存的大小界于256KB和1MB之间，根据驱动器速度和制造商的不同而稍有差异。ABS平衡系统（Auto-Balance-System）由DIAMOND-DATA推出的三菱钻石系列高倍速光驱所配备，在光驱托盘下安上一具钢珠轴承，光驱震动时，钢珠在离心力的作用下移动到质量轻的部分，起到平衡作用，加大读盘能力。,5.2光盘存储器,第五章外部存储器,5.2.3制定选购方案：选购前的分析随着光存储产品的不断发展，计算机数据量的不断增多，光存储产品由原来的单一的-光驱发展成了现在的DVD-ROM、CD-RW、COMBO、DVD-RW等，各有特色，用户在选购上也要作相应的考虑。如果用户家里有DVD机和电视，建议选购CD-ROM或CD-RW。现在DVD软件或游戏还很少，购买DVD-ROM主要用途是播放DVD影碟，电视机的播放效果要比显示器好。如果用户家里没有DVD影碟机，建议购买DVD-ROM，使电脑拥有DVD的播放能力。数据存储量大的用户，建议购买CD-RW或CD-RW和CD-ROM，可方便数据备份。追求方便性的用户，其选购的对象应是COMBO。用户在一般情况下选择DVD-ROMCD-RW是比较实用的配置。若无特殊要求，建议暂时不要购买DVD-RW的。,5.2光盘存储器,第五章外部存储器,5.2.4实战：选购光驱光驱的挑选不要买陌生品牌。很多名牌的光驱都提供一年以上的保修。如微星光存储类产品实行从购买之日起至十三个月内免费保换。购买这样的光驱会使用户使用起来非常的放心。另外，购买时最好带上一些不是很好的盘检验它的读盘能力，如果有问题就可以当场退掉。另外，光驱到声卡的音频线不要忘记索取。,5.2光盘存储器,第五章外部存储器,5.2.5光驱及光盘的维护光驱的维护选购的主机箱最好带有光驱的防尘门，选择的光驱最好是那种具有自动清洁激光头功能的光驱（这种光驱在取出光盘时可以自动清洗激光头）。不要使用变形的光盘。因为光盘在光驱中高逮旋转，激光束照射在光盘上，通过反射光束的强度将数据检出，在这一过程中，激光头不与光盘形成直角，并不会损伤光盘；但是光盘上的污垢太多或变形过大会造成激光束聚集不良，影响激光头的定位精度，严重时会造成光驱的机械损伤。尽量不用或少用光驱清洁光盘。因为这类光盘的盘面大多数是由几束小毛刷组成。工作时，光驱以极高的速度让小毛刷从激光头聚焦透镜上扫过，很容易造成透镜位移变形。由于透镜是由细金属丝或弹性线圈悬空固定并与循迹聚焦线圈相连，稍有位移变形或脏污就会造成光驱不能读盘。,5.2光盘存储器,第五章外部存储器,5.2.5光驱及光盘的维护光盘的维护在选择光盘时，应尽量挑选盘面光洁度好、无划伤的盘。保持光盘表面清洁。要经常用干燥、洁净、不掉屑的软布擦拭盘面。擦拭时，应从中心开始沿径向朝外轻轻擦拭，切勿绕着圆周擦拭，因为这样擦拭可能会造成同一轨道内相连的一系列数据损坏，使光盘无法读出。而对表面积聚污物严重的光盘，则必须加以清洗。清洗时，可以先将光盘放入清水中，加入少量中性清洁剂，注意不要使用有机溶剂清洗。在光驱托盘放置光盘时，应尽量把光盘放在光驱托架中并使其平稳。避免造成光驱门机械错齿而卡死。取放光盘时，不要用手去触摸光盘的数据存放面。不要在光盘上贴标签。因为光盘上面的标签会使光盘在高速旋转时失去平衡，或者使光光在光驱中翘起变形，甚至会发生胶粘剂渗透保护膜而损坏光盘表面。,5.3软盘驱动器和软盘,第五章外部存储器,5.3.1基础知识：认识软盘驱动器软盘驱动器结构软盘驱动器是驱动软盘旋转并同时向软盘写入数据或从软盘读出数据的设备，由机械结构和控制电路两部分组成。从功能上讲，软盘驱动器是由盘片驱动系统、磁头定位系统、数据读写抹电路系统和状态检测系统等4部分组成的。,数据线接口,电源接口,软驱工作指示灯,软盘驱动器前后结构,弹出键,5.3软盘驱动器和软盘,第五章外部存储器,5.3.1基础知识：认识软盘驱动器软盘驱动器的性能指标（1）道-道查询时间道-道查询时间是指磁头从一个磁道移动到相邻磁道所需要的时间。（2）寻道安顿时间磁头刚从别的磁道到需访问的新磁道时，磁头仍在抖动而未完全定位，还不可能立即读写数据，必须等到磁头停止抖动，安顿下来之后，才能访问数据。这段时间称为寻道安顿时间，一般寻道安顿时间小于或等于15ms。（3）平均访问时间平均访问时间是访问数据所花费的时间。平均访问时间=(最大磁道数3)访问时间寻道安顿时间。其值越小，访问数据的速度越快，平均访问时间是评价磁盘系统的一个重要指标。,5.3软盘驱动器和软盘,第五章外部存储器,5.3.1基础知识：认识软盘驱动器软盘驱动器的性能指标（4）每英寸磁道数和每英寸数据位数磁盘存放数据的密度指标。TPI是指沿半径方向每英寸的磁道数，而BPI是沿磁道方向每英寸的数据位数。磁盘每磁道扇区数以及每扇区数据位数是一样的，但是每圈扇区长度不同，内圈每扇区长度小于外圈每扇区长度，所以不同半径处的BPI值不同。内圈的BPI值显然大于外圈的BPI值。通常以内圈的BPI值作为驱动器的指标。（5）错误比率错误比率又分为软错误比率和硬错误比率两种。“软错误”是由于电子噪声、外界干扰等引起的，可以通过重读而克服的错误。大多数软盘驱动器十亿分之一。“硬错误”是因磁盘操作损伤或写操作造成的，重读无法克服这种错误。一般说来，对硬错误比率指标的要求都很高，为一百亿分之一。比软错误比率低3个数量级，所以出现硬错误的几率更小。,5.3软盘驱动器和软盘,第五章外部存储器,5.3.1基础知识：认识软盘驱动器软盘驱动器的性能指标（6）磁头读写磁道数据的装置，盘片有上下两面，故有上下磁头之说。软盘的读写头与盘片相接触，故磁头脏了就容易把软盘刮伤，而造成盘片的损坏。（7）磁道(Track)磁道是指盘片存放数据的同心圆轨道，是磁头经过的轨迹。（8）0磁道0磁道指的就是盘片最外圈的磁道。（9）文件分配表FAT（FileAllocationTable）文件分配表是盘片内部管理文件分配的存储单元的一种系统，记录着盘片的容量，文件存储空间的分配情况，扇区使用情况，均记录在FAT表内。,5.3软盘驱动器和软盘,第五章外部存储器,5.3.1基础知识：认识软盘驱动器软盘驱动器的性能指标（11）磁道密度磁道密度是指沿磁盘半径方向，每英寸所含的磁道数。（12）扇区(Sector)为了读写信息在磁盘面划分的扇形区域，即为扇区，每个扇区可存放512Byte的数据。,软盘驱动器外观和内部结构,5.3软盘驱动器和软盘,第五章外部存储器,5.3.2实战：选购软盘驱动器市场上主要的软驱品牌有索尼（SONY）、松下（Panasonic）、三菱（Mitsubishi）以及星辰（Citizen）等。软驱在制作上没有涉及到什么高精技术，没有什么暴利可图，因而很少有生产厂家以低质量的产品去假冒著名厂商的产品。当前市场上见到的产品一般都是正牌产品，质量尚可；不同品牌的产品最多也只差10元。但依然有次品存在，购买时应注意以下几点：1不能被一个使用过后又翻新的产品所蒙骗。2不能造成软盘的划伤，有可能可以进行通电检验。拿一张好的软盘进行格式化，如果此盘上出现划痕，一定不要购买。3软驱的选购很简单，只要认准几个主流品牌厂家即可。一般推荐SONY、米苏米或三星等产品。,5.3软盘驱动器和软盘,第五章外部存储器,5.3.3软盘驱动器的维护软驱在安装时，尽力避免强制安装或螺丝拧的太紧，否则会导致软驱内部机芯变形，影响软驱读盘能力。避免软驱数据线与硬盘数据线靠的太紧，以免造成信号干扰。若机箱为内藏式软驱仓，在安装时要注意外层的挡板不要挡住软盘的进出。平时使用中，要尽力为软驱创造一个稳定，干净的工作环境。保持空气的清新，对使用者或计算机设备都是百利而无一害的。软驱工作指示灯闪亮时不要强行抽取软盘，避免造成磁头的划损和软盘的磨损。定期用清洗磁头的专用软盘对软驱进行清洁。具体方法是：在清洗盘读写孔的两面各滴2-5滴清洗液，插入软驱内，正常进行读写操作即可。反复几次后，即可完成磁头清扫。因为清洁液未完全挥发，会在磁头上有残留存在；故待机20分钟后方可进行正常的磁盘操作了。,5.3软盘驱动器和软盘,第五章外部存储器,5.3.4软驱常见故障的排除1.软驱莫名的读盘：这类故障比较常见。一般是由软盘上有病毒或杀毒软件造成的。请用杀毒软件进行杀毒处理，并手动关闭病毒防火墙对软盘进行扫描。2.软驱伴随有反复读取动作：通常是由于磁盘坏道而引起的。一般可以用修复软件修复。只需简单的对所要修复的磁盘运行SCANDISKA:即可。当出现任何提示后，点击确定即可，这样，SCANDISK会自动