05章-多媒体存储技术

1、第5章 多媒体存储技术 1高校计算机根底教育系列课程5.1 多媒体存储的种类 21磁盘存储磁盘分为软盘和硬盘，软盘容量小，读写信息慢，不适宜存储多媒体信息。硬盘分为台式机硬盘、效力器硬盘、笔记本硬盘、挪动硬盘等。普通硬盘正面贴有产品标签，主要包括厂家信息和产品信息，如商标、型号、序列号、消费日期、容量、参数和主从设置方法等。这些信息是正确运用硬盘的根本根据。硬盘主要由盘体、控制电路板和接口部件等组成。盘体是一个密封的腔体。硬盘的内部构造通常是指盘体的内部构造；控制电路板上主要有硬盘BIOS、硬盘缓存即CACHE和主控制芯片等单元；硬盘接口包括电源插座、数据接口和主、从跳线。5.1 多媒体存储的

2、种类 31磁盘存储数据接口 跳线电源5.1 多媒体存储的种类 41磁盘存储电源插座衔接电源，为硬盘任务提供电力保证。数据接口是硬盘与主板、内存之间进展数据交换的通道，运用一根40针40线早期或40针80线当前的IDE接口电缆进展衔接。新添加的40线是信号屏蔽线，用于屏蔽高速高频数据传输过程中的串扰。中间的主、从盘跳线插座，用以设置主、从硬盘，即设置硬盘驱动器的访问顺序。其设置方法普通标注在盘体外的标签上，也有一些标注在接口处，早期的硬盘还能够印在电路板上。此外，在硬盘外表有一个透气孔，它的作用是使硬盘内部气压与外部大气压坚持一致。由于盘体是密封的，所以，这个透气孔不直接和内部相通，而是经由一个

3、高效过滤器和盘体相通，用以保证盘体内部的干净无尘，运用中留意不要将它盖住。5.1 多媒体存储的种类 52硬盘的内部构造硬盘的内部构造通常专指盘体的内部构造。盘体是一个密封的腔体，里面密封着磁头、盘片磁片、碟片等部件。硬盘的盘片是硬质磁性合金盘片，片厚普通在0.5mm左右，直径主要有1.8英寸1=25.4mm、2.5英寸、3.5英寸和5.25英寸4种，其中2.5和3.5盘片运用最广。盘片的转速与盘片大小有关，思索到惯性及盘片的稳定性，盘片越大转速越低。普通来讲，2.5硬盘的转速在5400rmp7200rmp之间；3.5硬盘的转速在4500rmp5400rmp之间；而5.25硬盘转速那么在3600

4、rmp4500 rmp之间。随着技术的提高，如今2.5硬盘的转速最高已达15000 rmp，3.5硬盘的转速最高已达12000rmp。5.1 多媒体存储的种类 62硬盘的内部构造有的硬盘只装一张盘片，有的硬盘那么有多张盘片。这些盘片安装在主轴电机的转轴上，在主轴电机的带动下高速旋转。每张盘片的容量称为单碟容量，而硬盘的容量就是一切盘片容量的总和。早期硬盘由于单碟容量低，所以，盘片较多，有的甚至多达10余片，现代硬盘的盘片普通只需少数几片。一块硬盘内的一切盘片都是完全一样的，不然控制部分就太复杂了。一个牌子的一个系列普通都用同一种盘片，运用不同数量的盘片，就出现了一个系列不同容量的硬盘产品。5.

5、1 多媒体存储的种类 72硬盘的内部构造硬盘驱动器采用高精度、轻型磁头驱动/定位系统。这种系统能使磁头在盘面上快速挪动，可在极短的时间内准确地定位在由计算机指令指定的磁道上。目前，磁道密度已高达5400Tpi每英寸磁道数或更高；人们还在研讨各种新方法，如在盘上挤压或刻蚀图形、凹槽和斑点等作为定位和跟踪标志，以提高到和光盘相等的道密度，从而在坚持磁盘机高速度、高位密度和高可靠性的优势下，大幅度提高存储容量。硬盘盘体完好构造5.1 多媒体存储的种类 82硬盘的内部构造硬盘驱动器内的电机都是无刷电机，在高速轴承支持下机械磨损很小，可以长时间延续任务。高速旋转的盘体产生明显的陀螺效应，所以，在硬盘任务

6、时不宜搬动，否那么，将添加轴承的任务负荷。为了高速存储和读取信息，硬盘驱动器的磁头质量小，惯性也小，所以，硬盘驱动器的寻道速度明显快于软驱和光驱。硬盘驱动器磁头与磁头臂及伺服定位系统是一个整体。伺服定位系统由磁头臂后的线圈和固定在底板上的电磁控制系统组成。由于定位系统限制，磁头臂只能在盘片的内外磁道之间挪动。因此，不论开机还是关机，磁头总在盘片上；所不同的是，关机时磁头停留在盘片启停区，开机时磁头“飞行在磁盘片上方。5.1 多媒体存储的种类 92硬盘的逻辑构造硬盘上的数据是如何组织与管理的呢？硬盘首先在逻辑上被划分为磁道、柱面以及扇区。每个盘片的每个面都有一个读写磁头，磁盘盘面区域的划分如下图

7、。磁头接近主轴接触的外表，即线速度最小的地方，是一个特殊的区域，它不存放任何数据，称为启停区或着陆区Landing Zone，启停区外就是数据区。在最外圈，离主轴最远的地方是“0磁道，硬盘数据的存放就是从最外圈开场的。那么，磁头是如何找到“0磁道的位置的呢？由“0磁道检测器来完成硬盘的初始定位。“0磁道是如此的重要，以致很多硬盘仅仅由于“0磁道损坏就报废，这是非常惋惜的。5.1 多媒体存储的种类 105.1 多媒体存储的种类 11早期的硬盘在每次关机之前需求运转一个被称为Parking的程序，其作用是让磁头回到启停区。现代硬盘在设计上已摒弃了这个虽不复杂却很让人不愉快的小缺陷。硬盘不任务时，磁

8、头停留在启停区，当需求从硬盘读写数据时，磁盘开场旋转。旋转速度到达额定的高速时，磁头就会因盘片旋转产生的气流而抬起，这时磁头才向盘片存放数据的区域挪动。盘片旋转产生的气流相当强，足以使磁头托起，并与盘面坚持一个微小的间隔。这个间隔越小，磁头读写数据的灵敏度就越高，当然对硬盘各部件的要求也越高。早期设计的磁盘驱动器使磁头坚持在盘面上方几微米处飞行。稍后一些设计使磁头在盘面上的飞行高度降到约0.1m0.5m，如今的程度曾经到达0.005m0.01m，这只是人类头发直径的千分之一。气流既能使磁头脱分开盘面，又能使它坚持在离盘面足够近的地方，非常严密地跟随着磁盘外表呈起伏运动，使磁头飞行处于严厉受控形

9、状。磁头必需飞行在盘面上方，而不是接触盘面，这种位置可防止擦伤磁性涂层，而更重要的是不让磁性涂层损伤磁头。但是，磁头也不能离盘面太远，否那么，就不能使盘面到达足够强的磁化，难以读出盘上的磁化翻转磁极转换方式，是磁盘上实践记录数据的方式。5.1 多媒体存储的种类 12硬盘驱动器磁头的飞行悬浮高度低、速度快，一旦有小的尘埃进入硬盘密封腔内，或者一旦磁头与盘体发生碰撞，就能够呵斥数据丧失，构成坏块，甚至呵斥磁头和盘体的损坏。所以，硬盘系统的密封一定要可靠，在非专业条件下绝对不能开启硬盘密封腔，否那么，灰尘进入后会加速硬盘的损坏。另外，硬盘驱动器磁头的寻道伺服电机多采用音圈式旋转或直线运动步进电机，在

10、伺服跟踪的调理下准确地跟踪盘片的磁道，所以，硬盘任务时不要有冲击碰撞，搬动时要小心轻放。这种硬盘就是采用温彻斯特Winchester技术制造的硬盘，所以也被称为温盘。其构造特点如下。5.1 多媒体存储的种类 13磁头、盘片及运动机构密封在盘体内。磁头在启动、停顿时与盘片接触，在任务时因盘片高速旋转，带动磁头“悬浮在盘片上面呈飞行形状空气动力学原理，“悬浮的高度约为0.1m0.3m，这个高度非常小，以下图标出了这个高度与头发、烟尘和手指印的大小比较关系，从这里可以直观地“看出这个高度有多“高。5.1 多媒体存储的种类 14下面对“盘面、“磁道、“柱面和“扇区的含义逐一进展引见。1. 盘面号硬盘的

11、盘片普通用铝合金资料做基片，高速硬盘也能够用玻璃做基片。玻璃基片更容易到达所需的平面度和光洁度，且有很高的硬度。磁头传动安装是使磁头部件作径向挪动的部件，通常有两种类型的传动安装。一种是齿条传动的步进电机传动安装；另一种是音圈电机传动安装。前者是固定推算的传动定位器，而后者那么采用伺服反响前往到正确的位置上。磁头传动安装以很小的等间隔使磁头部件做径向挪动，用以变换磁道。硬盘的每一个盘片都有两个盘面Side，即上、下盘面，普通每个盘面都会利用，都可以存储数据，成为有效盘片，也有极个别的硬盘盘面数为单数。每一个这样的有效盘面都有一个盘面号，按顺序从上至下从“0开场依次编号。在硬盘系统中，盘面号又叫

12、磁头号，由于每一个有效盘面都有一个对应的读写磁头。硬盘的盘片组在214片不等，通常有23个盘片，故盘面号磁头号为03或05。5.1 多媒体存储的种类 152. 磁道磁盘在格式化时被划分成许多同心圆，这些同心圆轨迹叫做磁道Track。磁道从外向内从0开场顺序编号。硬盘的每一个盘面有3001 024个磁道，新式大容量硬盘每面的磁道数更多。信息以脉冲串的方式记录在这些轨迹中，这些同心圆不是延续记录数据，而是被划分成一段段的圆弧，这些圆弧的角速度一样。由于径向长度不一样，所以，线速度也不一样，外圈的线速度较内圈的线速度大，即同样的转速下，外圈在同样时间段里，划过的圆弧长度要比内圈划过的圆弧长度大。每段

13、圆弧叫做一个扇区，扇区从“1开场编号，每个扇区中的数据作为一个单元同时读出或写入。一个规范的3.5硬盘盘面通常有几百到几千条磁道。磁道是“看不见的，只是盘面上以特殊方式磁化了的一些磁化区，在磁盘格式化时就已规划终了。5.1 多媒体存储的种类 163. 柱面一切盘面上的同一磁道构成一个圆柱，通常称做柱面Cylinder，每个圆柱上的磁头由上而下从“0开场编号。数据的读/写按柱面进展，即磁头读/写数据时首先在同一柱面内从“0磁头开场进展操作，依次向下在同一柱面的不同盘面即磁头上进展操作，只在同一柱面一切的磁头全部读/写终了后磁头才转移到下一柱面，由于选取磁头只需经过电子切换即可，而选取柱面那么必需

14、经过机械切换。电子切换相当快，比在机械上磁头向临近磁道挪动快得多，所以，数据的读/写按柱面进展，而不按盘面进展。也就是说，一个磁道写满数据后，就在同一柱面的下一个盘面来写，一个柱面写满后，才移到下一个扇区开场写数据。读数据也按照这种方式进展，这样就提高了硬盘的读/写效率。一块硬盘驱动器的圆柱数或每个盘面的磁道数既取决于每条磁道的宽窄同样，也与磁头的大小有关，也取决于定位机构所决议的磁道间步距的大小。更深层的内容请参考其他书籍，限于篇幅，这里不再深化引见。5.1 多媒体存储的种类 174. 扇区操作系统以扇区Sector方式将信息存储在硬盘上，每个扇区包括512个字节的数据和一些其他信息。一个扇

15、区有两个主要部分：存储数据地点的标识符和存储数据的数据段，如右图所示。5.1 多媒体存储的种类 18标识符就是扇区头标，包括组成扇区三维地址的三个数字：扇区所在的磁头或盘面、磁道或柱面号以及扇区在磁道上的位置即扇区号。头标中还包括一个字段，其中有显示扇区能否能可靠存储数据，或者能否已发现某个缺点因此不宜运用的标志。有些硬盘控制器在扇区头标中还记录有指示字，可在原扇区出错时指引磁盘转到交换扇区或磁道。最后，扇区头标以循环冗余校验CRC值作为终了，以供控制器检验扇区头标的读出情况，确保准确无误。扇区的第二个主要部分是存储数据的数据段，可分为数据和维护数据的纠错码ECC。在初始预备期间，计算机用51

16、2个虚拟信息字节实践数据的存放地和与这些虚拟信息字节相应的ECC数字填入这个部分。5.1 多媒体存储的种类 19扇区头标包含一个可识别磁道上该扇区的扇区号。有趣的是，这些扇区号物理上并不延续编号，它们不用用任何特定的顺序指定。扇区头标的设计允许扇区号可以从1到某个最大值，某些情况下可达255。磁盘控制器并不关怀上述范围中什么编号安排在哪一个扇区头标中。在很特殊的情况下，扇区还可以共用一样的编号。磁盘控制器甚至根本就不论数据区有多大，虽然读出它所找到的数据，或者写入要求它写的数据。给扇区编号的最简一方法是l，2，3，4，5，6等顺序编号。假设扇区按顺序绕着磁道依次编号，那么，控制器在处置一个扇区

17、的数据期间，磁盘旋转太远，超越扇区间的间隔这个间隔很小，控制器要读出或写入的下一扇区曾经经过磁头，也许是相当大的一段间隔。在这种情况下，磁盘控制器就只能等待磁盘再次旋转几乎一周，才干使得需求的扇区到达磁头下面。5.1 多媒体存储的种类 20显然，要处理这个问题，靠加大扇区间的间隔是不现实的，那会浪费许多磁盘空间。许多年前，IBM的一位出色工程师想出了一个绝妙的方法，即对扇区不运用顺序编号，而是运用一个交叉因子interleave进展编号。交叉因子用比值的方法来表示，如31表示磁道上的第1个扇区为1号扇区，跳过两个扇区即第4个扇区为2号扇区，这个过程继续下去直到给每个物理扇区编上逻辑号为止。例如

18、，每磁道有17个扇区的磁盘按21的交叉因子编号就是：l，10，2，11，3，12，4，13，5，14，6，15，7，16，8，17，9，而按31的交叉因子编号就是：l，7，13，2，8，14，3，9，15，4，10，16，5，11，17，6，12。当设置1l的交叉因子时，假设硬盘控制器处置信息足够快，那么，读出磁道上的全部扇区只需求旋转一周；但假设硬盘控制器的后处置动作没有这么快，磁盘所转的圈数就等于一个磁道上的扇区数，才干读出每个磁道上的全部数据。将交叉因子设定为21时，磁头要读出磁道上的全部数据，磁盘只需转两周。假设21的交叉因子仍不够慢，磁盘旋转的周数约为磁道的扇区数，这时，可将交叉因子

19、调整为31，如以下图所示。5.1 多媒体存储的种类 21右图所示的是典型的MFMModified Frequency Modulation，改良型调频制编码硬盘，每磁道有17个扇区，画出了用三种不同的扇区交叉因子编号的情况。最外圈的磁道0号柱面上的扇区用简单的顺序延续编号，相当于扇区交叉因子是11。1号磁道柱面的扇区按21的交叉因子编号，而2号磁道按31的扇区交叉因子编号。5.1 多媒体存储的种类 22早期的硬盘管理任务中，设置交叉因子需求用户本人完成。用BIOS中的低级格式化程序对硬盘进展低级格式化时，就需求指定交叉因子，有时还需求设置几种不同的值来比较其性能，而后确定一个比较好的值，以期硬

20、盘的性能较好。如今的硬盘BIOS曾经本人处理这个问题，所以，普通低级格式化程序不再提供这一选项设置。5.1 多媒体存储的种类 23系统将文件存储到磁盘上时，按柱面、磁头、扇区的方式进展，即最先是第1磁道的第一磁头下也就是第1盘面的第一磁道的一切扇区，然后，是同一柱面的下一磁头，一个柱面存储满后就推进到下一个柱面，直到把文件内容全部写入磁盘。系统也以一样的顺序读出数据。读出数据时经过通知磁盘控制器要读出扇区所在的柱面号、磁头号和扇区号物理地址的三个组成部分进展。磁盘控制器那么直接使磁头部件步进到相应的柱面，选通相应的磁头，等待要求的扇区挪动到磁头下。在扇区到来时，磁盘控制器读出每个扇区的头标，把

21、这些头标中的地址信息与等待检出的磁头和柱面号做比较即寻道，然后，寻觅要求的扇区号。待磁盘控制器找到该扇区头标时，根据其义务是写扇区还是读扇区，来决议是转换写电路，还是读出数据和尾部记录。找到扇区后，磁盘控制器必需在继续寻觅下一个扇区之前对该扇区的信息进展后处置。假设是读数据，控制器计算此数据的ECC码，然后，把ECC码与已记录的ECC码相比较。假设是写数据，控制器计算出此数据的ECC码，与数据一同存储。在控制器对此扇区中的数据进展必要处置期间，磁盘继续旋转。由于对信息的后处置需求耗费一定的时间，在这段时间内，磁盘已转了相当的角度。5.1 多媒体存储的种类 24交叉因子确实定是一个系统级的问题。

22、一个特定硬盘驱动器的交叉因子取决于：磁盘控制器的速度、主板的时钟速度、与控制器相连的输出总线的操作速度等。假设磁盘的交叉因子值太高，就需多花一些时间等待数据在磁盘上存入和读出。假设交叉因子值太低，就会大大降低磁盘性能。系统在磁盘上写入信息时，写满一个磁道后转到同一柱面的下一个磁头，当柱面写满时，再转向下一柱面。从同一柱面的一个磁道到另一个磁道，从一个柱面转到下一个柱面，每一个转换都需求时间，在此期间磁盘一直坚持旋转，这就会带来一个问题：假定系统刚刚终了对一个磁道前一个扇区的写入，并且曾经设置了最正确交叉因子比值，如今预备在下一磁道的第一扇区写入，这时，必需等到磁头转换好，让磁头部件重新预备定位

23、在下一道上。假设这种操作占用的时间超越了一点，虽然是交叉存取，磁头仍会延迟到达。这个问题的处理方法是以原先磁道所在位置为基准，把新的磁道上全部扇区号挪动约一个或几个扇区位置，这就是磁头扭斜。磁头扭斜可以了解为柱面与柱面之间的交叉因子，已由消费厂设置好，用户普通不用去改动它。磁头扭斜的更改比较困难，但是，它们只在文件很长、超越磁道结尾进展读出和写入时才发扬作用，所以，扭斜设置不正确所带来的时间损失比采用不正确的扇区交叉因子值带来的损失要小得多。交叉因子和磁头扭斜可用公用工具软件来测试和更改。更详细的内容这里就不再详述，毕竟如今很多用户都没有见过这些参数。5.1 多媒体存储的种类 25扇区号存储在

24、扇区头标中，扇区交叉因子和磁头扭斜的信息也存放在这里。最初，硬盘低级格式化程序只是行使有关磁盘控制器的专门职能来完成设置义务。由于这个过程能够破坏低级格式化的磁道上的全部数据，也极少采用。扇区交叉因子由写入到扇区头标中的数字设定，所以，每个磁道可以有本人的交叉因子。在大多数驱动器中，一切磁道都有一样的交叉因子。但有时由于操作上的缘由，也能够导致各磁道有不同的扇区交叉因子。如在交叉因子重置程序任务时，由于断电或人为中断，就会呵斥一些磁道的交叉因子发生了改动，而另一些磁道的交叉因子没有改动。这种不一致性对计算机不会产生不利影响，只是有最正确交叉因子的磁道要比其他磁道的任务速度更快。5.1 多媒体存

25、储的种类 264 硬盘的容量硬盘的容量由盘面数磁头数、柱面数和扇区数决议，其计算公式为：硬盘容量盘面数柱面数扇区数512字节关于硬盘容量的大小，经常有人感到迷惑，为什么同一块硬盘，有时显示40GB，有时却只需37GB，这主要是表示方法不规范呵斥的，如1MB究竟代表1 000 000字节还是代表1 048 576字节。有些软件把1 000 000字节作为1MB，如DM等，硬盘上标称容量普通也按1MB1000000字节计算；而在另一些软件中，1MB是1 048 576字节，如Fdisk等。一些书籍或报刊杂志上发表的论文，硬盘容量的单位也不一致，有以1 000 000字节为1MB的，也有把1 048

26、 576字节作为1MB的。根据计算机表示数据的特点、数制的表示方式及计算机本身的开展，硬盘容量单位应该以2的多少次方表示比较符合实践情况，即以KBKilobyte，MBMegabyte，GBGigabyte，TBTerabyte，PBPetabyte，EBExabyte为单位，各种单位之间的换算关系如下：计算机存储单位271KB210 B1024 Byte1MB210 KB 220 B1048576 Byte 1GB210 MB220 KB230 B =1073741824 Byte 1TB210 GB220 MB230 KB240 B =1099511627776 Byte 1PB210 T

27、B220 GB230 MB240 KB =250 B =1125899906842624 Byte 1EB210 PB220 TB230 GB240 MB =250 KB =260 B1ZB= 210 1EB220 PB230 TB240 GB250 MB =260 KB =270 B1YB= 210 1ZB= 220 1EB230 PB240 TB250 GB260 MB =270 KB =280 B1NB= 210 1YB= 220 1ZB= 230 1EB240 PB250 TB260 GB270 MB =280 KB =290 B1DB= 210 1NB= 220 1YB= 230 1

28、ZB= 240 1EB250 PB260 TB270 GB280 MB =290 KB =2100 B1CB= 210 1NB= 220 1NB= 230 1YB= 240 1ZB= 250 1EB260 PB270 TB280 GB290 MB =2100 KB =2110 B存储单位之间的换算5.1 多媒体存储的种类 28 5硬盘接口 硬盘接口是硬盘与主机系统间的衔接部件，作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的硬盘接口决议着硬盘与计算机之间的衔接速度，在整个系统中，硬盘接口的优劣直接影响着程序运转快慢和系统性能好坏。从整体的角度上，硬盘接口分为IDE、SATA、SCSI和光纤通道四

29、种，IDE接口硬盘多用于家用产品中，也部分运用于效力器，SCSI接口的硬盘那么主要运用于效力器市场，而光纤通道只在高端效力器上，价钱昂贵。SATA是种新生的硬盘接口类型，还正处于市场普及阶段，在家用市场中有着广泛的前景。在IDE和SCSI的大类别下，又可以分出多种详细的接口类型，又各自拥有不同的技术规范，具备不同的传输速度，比如ATA100和SATA；Ultra160 SCSI和Ultra320 SCSI都代表着一种详细的硬盘接口，各自的速度差别也较大。5.1 多媒体存储的种类 29IDE接口IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics，即“电子集成驱动器，它的

30、本意是指把“硬盘控制器与“盘体集成在一同的硬盘驱动器。把盘体与控制器集成在一同的做法减少了硬盘接口的电缆数目与长度，数据传输的可靠性得到了加强，硬盘制造起来变得更容易，由于硬盘消费厂商不需求再担忧本人的硬盘能否与其它厂商消费的控制器兼容。对用户而言，硬盘安装起来也更为方便。IDE这一接口技术从诞生至今就不断在不断开展，性能也不断的提高，其拥有的价钱低廉、兼容性强的特点，为其培育了其它类型硬盘无法替代的位置。IDE代表着硬盘的一种类型，但在实践的运用中，人们也习惯用IDE来称谓最早出现IDE类型硬盘ATA-1，这种类型的接口随着接口技术的开展曾经被淘汰了，而其后开展分支出更多类型的硬盘接口，比如

31、ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等接口都属于IDE硬盘。5.1 多媒体存储的种类 30IDE接口PIDE硬盘的传输方式有以下三种：PIO(Programmed I/O)方式、DMA(Driect Memory Access)方式、Ultra DMA(简称UDMA)方式。PIO(Programmed I/O)方式的最大弊端是耗用极大量的CPU资源。以PIO方式运转的IDE接口，数据传输率达3.3MB/s(PIO mode 0)16.6MB/s(PIO mode 4)不等。PDMA(Direct Memory Access)方式分为Single-Word DMA及Multi-

32、Word DMA两种。Single-Word DMA方式的最高传输率达8.33MB/s，Multi-Word DMA(Double Word)那么可达16.66MB/s。PDMA方式同PIO方式的最大区别是:DMA方式并不用过分依赖CPU的指令而运转，可到达节省处置器运转资源的效果。但由于Ultra DMA方式的出现和快速普及，这两个方式立刻被UDMA所取代。5.1 多媒体存储的种类 31IDE接口PUltra DMA方式(简称UDMA)是Ultra ATA制式下所援用的一个规范，以16-bit Multi-Word DMA方式作为基准。UDMA其中一个优点是它除了拥有DMA方式的优点外，更运

33、用了CRC(Cyclic Redundancy Check)技术，加强了资料在传送过程中侦错及除错方面的效能。P自Ultra ATA规范推行以来，其接口便运用了DDR(Double Data Rate)技术将传输的速度提升了一倍，目前已开展到Ultra ATA/100了，其传输速度高达100MB/s。5.1 多媒体存储的种类 32SATA 运用SATASerial ATA口的硬盘又叫串口硬盘，是未来PC机硬盘的趋势。2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Serial ATA委员会正式确立了Serial ATA 1.0规范，2002年，虽然串行ATA的相关

34、设备还未正式上市，但Serial ATA委员会已抢先确立了Serial ATA 2.0规范。Serial ATA采用串行衔接方式，串行ATA总线运用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错才干，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令不仅仅是数据进展检查，假设发现错误解自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有构造简单、支持热插拔的优点。5.1 多媒体存储的种类 33串口硬盘是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型，由于采用串行方式传输数据而知名。相对于并行ATA来说，就具有非常多的优势。首先，Serial ATA以延续串行的方式传送数据，一次只会传送1位数据。这样能减少SATA

35、接口的针脚数目，使衔接电缆数目变少，效率也会更高。实践上，Serial ATA 仅用四支针脚就能完成一切的任务，分别用于衔接电缆、衔接地线、发送数据和接纳数据，同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。其次，Serial ATA的起点更高、开展潜力更大，Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/s，这比目前最新的并行ATA即ATA/133所能到达133MB/s的最高数据传输率还高，而在Serial ATA 2.0的数据传输率将到达300MB/s，最终SATA将实现600MB/s的最高数据传输率。5.1 多媒体存储的种类 34SATA IISATA II是在SATA的根底

36、上开展起来的，其主要特征是外部传输率从SATA的1.5Gbps(150MB/sec)进一步提高到了3Gbps(300MB/sec)，此外还包括NCQ(Native Command Queuing，原生命令队列)、端口多路器(Port Multiplier)、交错启动(Staggered Spin-up)等一系列的技术特征。单纯的外部传输率到达3Gbps并不是真正的SATA II。 SATA II的关键技术就是3Gbps的外部传输率和NCQ技术。NCQ技术可以对硬盘的指令执行顺序进展优化，防止像传统硬盘那样机械地按照接纳指令的先后顺序挪动磁头读写硬盘的不同位置，与此相反，它会在接纳命令后对其进展

37、排序，排序后的磁头将以高效率的顺序进展寻址，从而防止磁头反复挪动带来的损耗，延伸硬盘寿命。另外并非一切的SATA硬盘都可以运用NCQ技术，除了硬盘本身要支持 NCQ之外，也要求主板芯片组的SATA控制器支持NCQ。此外，NCQ技术不支持FAT文件系统，只支持NTFS文件系统。5.1 多媒体存储的种类 35SATA II 由于SATA设备市场比较混乱，不少SATA设备提供商在市场宣传中滥用“SATA II的景象愈演愈烈，例如某些号称“SATA II的硬盘却仅支持3Gbps而不支持NCQ，而某些只具有1.5Gbps的硬盘却又支持NCQ，所以，由希捷(Seagate)所主导的SATA-IO(Seri

38、al ATA International Organization，SATA国际组织，原SATA任务组)又宣布了SATA 2.5规范，收录了原先SATA II所具有的大部分功能从3Gbps和NCQ到交错启动(Staggered Spin-up)、热插拔(Hot Plug)、端口多路器(Port Multiplier)以及比较新的eSATA(External SATA，外置式SATA接口)等等。 5.1 多媒体存储的种类 36SATA II值得留意的是，部分采用较早的仅支持1.5Gbps的南桥芯片(例如VIA VT8237和NVIDIA nForce2 MCP-R/MCP-Gb)的主板在运用SA

39、TA II硬盘时，能够会出现找不到硬盘或蓝屏的情况。不过大部分硬盘厂商都在硬盘上设置了一个速度选择跳线，以便强迫选择1.5Gbps或3Gbps的任务方式(少数硬盘厂商那么是经过相应的工具软件来设置)，只需把硬盘强迫设置为1.5Gbps，SATA II硬盘照样可以在老主板上正常运用。 SATA硬盘在设置RAID方式时，普通都需求安装主板芯片组厂商所提供的驱动，但也有少数较老的SATA RAID控制器在打了最新补丁的某些版本的Windows XP系统里不需求加载驱动就可以组建RAID。5.1 多媒体存储的种类 37SCSI SCSI的英文全称为“Small Computer System Inte

40、rface小型计算机系统接口，是同IDEATA完全不同的接口，IDE接口是普通PC的规范接口，而SCSI并不是专门为硬盘设计的接口，是一种广泛运用于小型机上的高速数据传输技术。SCSI接口具有运用范围广、多义务、带宽大、CPU占用率低，以及热插拔等优点，但较高的价钱使得它很难如IDE硬盘般普及，因此SCSI硬盘主要运用于中、高端效力器和高档任务站中。5.1 多媒体存储的种类 38SCSISCSI是一种不断前进的技术，先后衍生出了SCSI-1、Fast SCSI(10MB/s)、FAST-WIDE-SCSI-220MB/s 、Ultra SCSI(40MB/s)、Ultra2 SCSI(80MB

41、/s )、Ultra160 SCSI(160MB/s )、Ultra320 SCSI(320MB/s)等，如今市场中占据主流的是Ultra160 SCSI、Ultra320 SCSI接口产品。最近参与的规格有Fibre Channel SCSI、IEEE 4Firewire，火线和SCSI 3160MB/秒，即将诞生的有SCSI 4320MB/秒和SCSI 5640MB/秒。从SCSI 3开场，SCSI能按照需求快速地提高性能，并拥有近乎完美的向后兼容性，维护了用户的投资。 随了速度的日益提升之外，SCSI也开场注重易用性，采用CAMCommon Access Model，公共存取模型在众多S

42、CSI命令集和程序调理之间参与了一个控制层，使SCSI的编程更为方便。我坚信，科学的提高会把SCSI带上一个又一个技术顶峰，未来的SCSI也一定会变得更廉价更好用。5.1 多媒体存储的种类 39光纤通道 光纤通道的英文拼写是Fibre Channel，和SCIS接口一样光纤通道最初也不是为硬盘设计开发的接口技术，是专门为网络系统设计的，但随着存储系统对速度的需求，才逐渐运用到硬盘系统中。光纤通道硬盘是为提高多硬盘存储系统的速度和灵敏性才开发的，它的出现大大提高了多硬盘系统的通讯速度。光纤通道的主要特性有：热插拔性、高速带宽、远程衔接、衔接设备数量大等。光纤通道传输率2GB/s、4GB/s以致到

43、8GB/s。 光纤通道是为在像效力器这样的多硬盘系统环境而设计，能满足高端任务站、效力器、海量存储子网络、外设间经过集线器、交换机和点对点衔接进展双向、串行数据通讯等系统对高数据传输率的要求。5.1 多媒体存储的种类 40效力器硬盘具有如下四个特点。1、速度快效力器硬盘转速很高，7200转、10000转的产品曾经相当普及，甚至还有到达15000转的。它还配备了较大的回写式缓存，普通为2MB、4MB、8MB或16MB，甚至还有64MB的产品。平均访问时间比较短；外部传输率和内部传输率更高。2、可靠性高由于效力器硬盘几乎是24小时不停地运转，接受着宏大的任务量。可以说，硬盘假设出了问题，后果不堪想

44、象。除了采用家用硬盘具备的S.M.A.R.T技术(自监测、分析和报告技术)，硬盘厂商都采用了各自独有的先进技术来保证数据的平安。5.1 多媒体存储的种类 41务器硬盘具有如下四个特点。3、带宽大多数效力器采用了数据吞吐量大、CPU占有率极低的SCSI硬盘。SCSI硬盘必需经过SCSI接口才干运用，有的效力器主板集成了SCSI接口，有的安有公用于大约有10-50人同时在正常上班时间随机访问效力器或任务站。在此种情况下建议选择SCSI接口硬盘。高性能效力器和任务站主要面向执行关键义务且任务负荷很重的文件效力器，其负荷相当于50多人在一天24小时内同时进展访问，同时还面向视频、动画制造等有高要求的任

45、务站。在这些场所建议运用高端SCSI。5.1 多媒体存储的种类 42硬盘类型的选择普通家用或小型企业的台式机用户对硬盘性能的需求相对较低，也极少会对存储系统提出高性能的要求，因此普通建议运用ATA、SATA接口硬盘，部分个人音频或视频任务者可以思索采用SCSI接口。中型效力器和任务站主要面向任务负荷较轻或中等的企业环境，其负荷相当于大约有10-50人同时在正常上班时间随机访问效力器或任务站。在此种情况下建议选择SCSI接口硬盘。高性能效力器和任务站主要面向执行关键义务且任务负荷很重的文件效力器，其负荷相当于50多人在一天24小时内同时进展访问，同时还面向视频、动画制造等有高要求的任务站。在这些

46、场所建议运用高端SCSI。5.1 多媒体存储的种类 43存储卡类别存储卡类型：闪存卡Flash Card是利用闪存Flash Memory技术到达存储电子信息的存储器，普通运用在数码相机，掌上电脑，MP3等小型数码产品中作为存储介质，所以样子小巧，有如一张卡片，所以称之为闪存卡。根据不同的消费厂商和不同的运用，闪存卡大约有SmartMediaSM卡、Compact FlashCF卡、MultiMediaCardMMC卡、Secure DigitalSD卡、Memory Stick记忆棒、XD-Picture CardXD卡和微硬盘MICRODRIVE这些闪存卡虽然外观、规格不同，但是技术原来都

47、是一样的。而作为挪动运用的存储卡有MMC卡、RS-MMC卡、SD卡、mini SD卡、T-Flash卡、sony记忆棒、CF卡。5.1 多媒体存储的种类 44存储卡类别存取速度：存取速度是指闪存卡在被写入数据或读取数据时的数据传输速度。不同类型的闪存卡采用的接口规范各不一样，自然各自的存取速度也不一样。即使是同种类型的存储卡，也遭到各厂商制造程度、读卡器优略，乃至被衔接到的主机性能等要素的干扰，在实践也表现出不同的存取速度。同一块卡运用于不同的相机，也能够表现出速度的差别，这遭到相机闪存卡接口性能差别的影响。各厂商所声称的闪存卡存取速度根本都是某种形状下，闪存卡的最高存取速度，实践运用中根本无

48、法到达这样的速度。市场上还广为流传着倍速闪存卡的概念，如40倍速的CF卡，倍速是光存储设备的速度计算概念，1倍速等于150KB/s的数据传输速度，那么40倍速将到达每秒6MB的速度。但在实践运用中，这些高速的闪存卡并没有到达如此高的速度，在特定的数码相机或读卡器设备上也许能到达或接近如此高的速度。但大部分的运用中，高速闪存卡确实要快于普通闪存卡，但并没有超出普通闪存卡存取速度那么多倍。5.1 多媒体存储的种类 45电压：不同类型的闪存卡具有不同的规范，其所能正常任务的电压是不同的。不过不同的闪存卡接口也各不一样，不存在插错接口的能够。因此不会出现因插错接口，任务电压不同而损坏闪存卡的情况。SD

49、卡数据传送和物理规范是由MMC开展而来，尺寸大小和MMC差不多。SD卡与MMC卡坚持着向上兼容，也就是说，MMC可以被新的SD设备存取，兼容性那么取决于运用软件，但SD卡却不可以被MMC设备存取。即使如此仍旧建议，什么类型的闪存卡对应什么类型的接口，以防止不用要的错误。MMC卡：MMCMultiMedia Card卡由西门子公司和首推CF的SanDisk于1997年推出。1998年1月十四家公司结合成立了MMC协会MultiMedia Card Association简称MMCA，如今曾经有超越84个成员。MMC的开展目的主要是针对数码影像、音乐、手机、PDA、电子书、玩具等产品，号称是目前世

50、界上最小的Flash Memory存贮卡，尺寸只需32mm x 24mm x 1.4mm。虽然比SmartMedia厚，但整体体积却比SmartMedia小，而且也比SmartMedia轻，只需1.5克。MMC也是把存贮单元和控制器一同做到了卡上，智能的控制器使得MMC保证兼容性和灵敏性。5.1 多媒体存储的种类 46MMC存贮卡可以分为MMC和SPI两种任务方式，MMC方式是规范的默许方式，具有MMC的全部特性。而SPI方式那么是MMC存贮卡可选的第二种方式，这个方式是MMC协议的一个子集，主要用于只需求小数量的卡通常是1个和低数据传输率和MMC协议相比的系统，这个方式可以把设计破费减到最小

51、，但性能就不如MMC。MMC被设计作为一种低本钱的数据平台和通讯介质，它的接口设计非常简单：只需7针！接口本钱低于0.5美圆，相比之下SmartMedia和Memory Stick的接口本钱都要高于1美圆。在接口中，电源供应是3针，而数据操作只用3针的串行总线即可SPI方式再加上1针用于选择芯片。MMC的操作电压为2.7伏到3.6伏，写/读电流只需27mA和23mA，功耗很低。它的读写方式包括流式、多块和单块。最小的数据传送是以块为单位的，缺省的块大小为512bytes。代表机型：诺基亚N-Gage QD，7710，6600，3650等。5.1 多媒体存储的种类 47RS-MMC卡:全名Red

52、uced Size MultiMediaCard。此卡规范最初由MMCA多媒体卡协会于2002年11月发布。其大小仅为规范MMC卡的一半，却承继了后者的一切优势和性能特征。经过转接卡，它也适用于原有的MMC与具备支持MMC的SD介面安装。代表机型：三星D710，730，V500，SPH-V4400，诺基亚6260，6630，6670，7610，西门子S65，松下X700等。5.1 多媒体存储的种类 48SD卡：SD卡Secure Digital Memory Card是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备。SD卡由日本松下、东芝及美国SanDisk公司于1999年8月共同开发研制。大小犹如

53、一张邮票的SD记忆卡，分量只需2克，但却拥有高记忆容量、快速数据传输率、极大的挪动灵敏性以及很好的平安性。SD卡在24mm32mm2.1mm的体积内结合了SanDisk快闪记忆卡控制与MLCMultilevel Cell技术和Toshiba东芝0.16u及0.13u的NAND技术，经过9针的接口界面与专门的驱动器相衔接，不需求额外的电源来坚持其上记忆的信息。而且它是一体化固体介质，没有任何挪动部分，所以不用担忧机械运动的损坏。SD卡数据传送和物理规范由MMC开展而来，大小和MMC差不多，尺寸为32mm x 24mm x 2.1mm。长宽和MMC一样，只是厚了0.7mm，以包容更大容量的存贮单元

54、。SD卡与MMC卡坚持着向上兼容，也就是说，MMC可以被新的SD设备存取，兼容性那么取决于运用软件，但SD卡却不可以被MMC设备存取。SD卡外型采用了与MMC厚度一样的导轨式设计，以使SD设备可以适宜MMC5.1 多媒体存储的种类 49SD接口除了保管MMC的7针外，还在两边加多了2针，作为数据线。采用了NAND型Flash Memory，根本上和SmartMedia的一样，平均数据传输率能到达2MB/s。SD卡的构造能保证数字文件传送的平安性，也很容易重新格式化，所以有着广泛的运用领域，音乐、电影、新闻等多媒体文件都可以方便地保管到SD卡中。因此不少数码相机也开场支持SD卡。5.1 多媒体存

55、储的种类 50SD接口除了保管MMC的7针外，还在两边加多了2针，作为数据线。采用了NAND型Flash Memory，根本上和SmartMedia的一样，平均数据传输率能到达2MB/s。SD卡的构造能保证数字文件传送的平安性，也很容易重新格式化，所以有着广泛的运用领域，音乐、电影、新闻等多媒体文件都可以方便地保管到SD卡中。因此不少数码相机也开场支持SD卡。很多存储卡公司都有开发SD卡，松下是目前SD卡最主要的消费厂家，2000年时 SD卡容量曾经从8MB到64MB分为4个不同的等级来满足不同场所的需求，数据传输率为2MB/s。到2001年末单卡容量曾经高达512MB，数据传输率也提升到10

56、MB/s。2003年推出容量到达1GB，数据传输率为20MB/s的高性能储存卡，到2005年容量有望到达4GB。代表机型：多普达515，535，818，神达MIO8390，LGG910，联想ET960等。5.1 多媒体存储的种类 51Mini SD卡：全名Mini Secure Digital Memory Card。miniSD卡是SD卡开展而来，性能和传统的SD卡并无大的区别，miniSD卡和SD卡一样，都具有每秒2MB的数据传输速度。与传统SD卡一样，miniSD卡同样具有硬件数据写维护维护开关，可防止储存内容不慎删除的风险。miniSD卡特点是体积小巧体积只需21.520 x1.4mm

57、，相比较原来的SD卡减少了40%的体积、性能稳定，可配合公用转接卡运用，完全兼容规范SD卡插槽。而且miniSD卡采用的是低耗电的设计，比SD卡更适用于挪动通讯设备，因此主要进攻手机、PDA、掌上电脑的信息终端。代表机型：多普达 565、575、moto MPX220等。5.1 多媒体存储的种类 52T-Flash卡：全名TransFLash由摩托罗拉与SANDISK共同研发，在2004年推出。是一种超小型卡11*15*1MM。TF卡可经SD卡转换器后，当SD卡运用。支持机型：MOTOROLA A780，E398，C975等。5.1 多媒体存储的种类 535.1 多媒体存储的种类 545.1

58、多媒体存储的种类 555.1 多媒体存储的种类 565.1 多媒体存储的种类 575.1 多媒体存储的种类 58U盘扩容检测、测速软件：MyDiskTest5.1 多媒体存储的种类 595.1 多媒体存储的种类 60写入速度极差的U盘5.1 多媒体存储的种类 61读写速度良好的U盘5.1 多媒体存储的种类 62读写速度正常的U盘5.1 多媒体存储的种类 63Sony记忆棒：Memory Stick记忆棒，是Sony公司开发研制的，尺寸为：50mm x 21.5mm x 2.8mm，重4克。采用精致醒目的蓝色外壳新的MG为白色，并具有写维护开关。和很多Flash Memory存储卡不同，Memo

59、ry Stick规范是非公开的，没有什么规范化组织。采用了Sony本人的外型、协议、物理格式和版权维护技术，要运用它的规范就必需和Sony谈判签署答应。Memory Stick也包括了控制器在内，采用10针接口，数据总线为串行，最高频率可达20MHz，电压为2.7伏到3.6伏，电流平均为45mA。可以看出这个规格和差不多同一时间出现的MMC颇为类似。Sony强调其带独立针槽的接口易于从插槽中插入或抽出，不随便损坏；而且绝不会相互接触，大大减低针与针接触而发生的误差，令资料传送更为可靠；比起插针式存贮卡也更容易清洁。5.1 多媒体存储的种类 64除了外型小巧、具有极高稳定性和版权维护功能以及方便

60、地运用于各种记忆棒系列产品等特点外，记忆棒的优势还在于索尼推出的大量利用该项技术的产品，如DV摄像机、数码相机、VAIO个人电脑、彩色打印机、Walkman、IC录音机、LCD电视等，而PC卡转换器、3.5英寸软盘转换器、并行出口转换器和USB读写器等全线附件使得记忆棒可轻松实现与PC及苹果机的衔接。记忆棒推出后，三星、爱华、三洋、卡西欧、富士通、奥林巴斯、夏普等一系列公司已表示了对此格式的支持。索尼公司目前还在寻求家用电子行业和IT行业对记忆棒格式的认同。 Sony将在今后把更多代表记忆棒最新开展的产品引见到国内市场。5.1 多媒体存储的种类 65除了外型小巧、具有极高稳定性和版权维护功能以