第2章2.6+外存储器.ppt

1、2.6 外存储器,2.6.1 硬盘存储器 2.6.2 U盘、存储卡和固态硬盘 2.6.3 光盘存储器,PC机的外存储器,2.6.1 硬盘存储器,硬盘存储器概述,功用： 长期（非易失性）保存二进制信息 特点： 可读可写 容量很大（当前台式PC：250GB1000GB） 可靠性高 成本极低（当前：0.5GB1GB/元） 技术发展很快，容量将更大，成本会更低,磁盘存储器的信息存储原理(1),磁性材料粒子的两种不同磁化方向，分别表示记录的是“0”还是“1”,磁盘存储器的信息记录原理(2),写“1”,写“0”,磁盘的磁道和扇区,磁盘表面被分为许多同心圆，每个同心圆称为一个磁道。每个磁道都有一个编号，最外

2、面的是0磁道,每个磁道被划分为若干段（段又叫扇区），每个扇区的存储容量均为512字节。每个扇区都有一个编号,注：所谓磁盘的格式化操作，就是在盘面上划分磁道和扇区，并在扇区中填写扇区号等信息的过程,硬盘存储器的结构,信息的平均存取时间,磁盘上的信息以扇区为单位进行读写，平均存取时间为： T = 寻道时间+旋转等待时间+数据传输时间 寻道时间磁头寻找到指定磁道所需时间(大约5ms) 旋转等待时间指定扇区旋转到磁头下方所需要的时间(大约46ms) (转速： 4200/5400/7200/10000rpm) 数据传输时间(大约0.01ms/扇区),硬盘存储器的性能指标,（1）容量：以GB为单位，目前硬

3、盘单碟容量约为几百个GB （2）平均存取时间：在几ms几十ms之间，由硬盘的旋转速度、磁头寻道时间和数据传输速率所决定 （3）缓存容量：原则上越大越好，通常为几MB几十MB （4）数据传输速率 外部传输速率指主机从（向）硬盘缓存读出（写入）数据的速度，与采用的接口类型有关 内部传输速率指硬盘在盘片上读写数据的速度，转速越高内部传输速率越快 （5）与主机的接口： 以前使用： 并行ATA（PATA）接口 当前流行： 串行ATA（SATA）接口,选讲： 关于硬盘的SATA接口(1),前几年PC大多使用并行ATA接口 Ultra ATA100或Ultra ATA133接口，传输速率最高分别为100MB

4、/s和133MB/s 近两年开始大量采用SATA接口(150300MB/s) 串行传输方式，工作频率高(1.5GHz-3GHz) 低电平差分信号，内嵌时钟信号 传输线长度增加，插头插座体积缩小,选讲： 关于硬盘的SATA接口(2),并行ATA接口的连接电缆,SATA接口的连接电缆,SATA接口电路功能,SATA接口采用差分信号串行传输,使用硬盘应注意什么?,正在对硬盘读写时不能关掉电源 保持使用环境的清洁卫生，注意防尘；控制环境温度，防止高温、潮湿和磁场的影响 防止硬盘受震动，工作时不要移动机器 及时对硬盘内容进行整理，包括目录的整理、文件的清理、磁盘碎片整理等 防止计算机病毒对硬盘的破坏，对

5、硬盘定期进行病毒检测,移动硬盘,工作原理与固定硬盘相同 存储容量较大（30GB160GB、320GB） 采用USB或IEE1394接口，即插即用，支持热插拔(必须先停止工作) 小巧而便于携带 速度快，安全可靠,移动硬盘,2.6.2 U盘、存储卡和固态硬盘,优 盘,采用Flash存储器（闪存）芯片，体积小，重量轻 容量按需要而定（几十MB几十GB），具有写保护功能 数据保存安全可靠，使用寿命长 使用USB接口，即插即用，支持热插拔(必须先停止工作) 读写速度比较快 可以模拟光驱和硬盘启动操作系统,存储卡,原理与U盘相同，也使用闪存芯片（flash memory）做成 长方形或正方形的卡片状，使用

6、印刷插头，不使用USB插头 使用读卡器才能对存储卡进行读写 存储卡的主要种类： CF卡 MMC卡 SD/SDHC卡（包括Mini SD卡、Micro SD卡） Memory Stick卡(MS卡) 用途：数码相机、游戏机、手机、MP3播放器,外置“多合一读卡器”,固态硬盘（SSD）,固态硬盘(Solid State Disk、Solid State Drive)是使用NAND型闪存做成的外存储器 用途：在便携式计算机中代替传统的硬盘 外形与常规硬盘相同，如1.8英寸、2.5英寸或3.5英寸，与主机的接口也相互兼容 存储容量：64GB128GB或更大 优点：低功耗、无噪音、抗震动、低热量，读写速

7、度也快于传统硬盘 存在问题： 成本：高于常规的硬盘 寿命：Flash存储器都有一定的写入寿命、寿命到期后数据会读不出来且难以修复,2.6.3 光盘存储器,光盘存储器的发展,（注：DVD和BD的容量均为单面单层的容量）,选讲： 光盘的信息记录原理,光盘上的 螺旋形光道,凹坑的边缘用来表示“1”，而凹坑内外的平坦部分表示“0”,选讲： 光盘驱动器的工作原理,驱动器由光头、光头驱动机构、盘片驱动机构、控制电路等组成,激光器发出的激光经过透镜聚焦后到达光盘，从光盘上反射回来的激光束沿原来的光路返回，到达激光束分离器后反射到光电检测器，由光电检测器把光信号变成电信号，再经过电子线路处理后还原成原来的二进

8、制数据,为什么DVD容量比CD大得多？,1) 更小的凹点长度(2.08x), 2) 数据轨道间隔更紧密 (2.16x), 3) 采用较短波长的635nm或650nm的红色激光, 使激光斑点直径缩小,提高信息的鉴别能力. 4) 数据区域稍大一点(1.02x), 5) 更有效的信道比特调制 (1.06x), 6) 更有效的纠错码(1.32x), 7) 较少的段开销(1.06x).,光盘驱动器的类型,按信息读写能力分 只读光驱 可写光驱（光盘刻录机） 按可处理盘片类型进一步分成： CD只读光驱 CD刻录机 DVD只读光驱 DVD刻录机 DVD只读/CD刻录机组合而成的“康宝” BD（Blue-ray Disc）只读光驱 BD刻录机,光盘片的类型,按存储容量与读写特性分： CD盘片 DVD盘片 蓝光盘片,蓝光盘,资料:DVD刻录机和D