辅助存储设备平板电脑.ppt

1、,辅助存储设备&平板电脑,课前预习 将手机调到静音 认真做笔记 及时完成作业,上课要求,本节内容,2020/8/6,硬盘（重点） 光盘（重点） 闪存和U盘 磁带 平板电脑的概念和发展,掌握硬盘的分类、功能及性能指标 了解光盘的分类及特点 了解闪存和U盘的分类 了解磁带技术 掌握平板电脑的概念及发展,学习目标,辅助存储器,辅助存储器的特点是：容量大，速度较慢，成本低，断电后还能保存信息，属于非易失性存储器。,存储器,主存储器：存放CPU正在使用的数据和程序,辅助存储器：存放目前不使用的信息,辅助存储器,软 盘：floopy disk 硬 盘：hard disk 光 盘：optical disk

2、磁 带：magnetic tape,软盘,软盘（Floppy Disk）是个人计算机（PC）中最早使用的可移介质。 软盘的读写是通过软盘驱动器完成的。软盘驱动器设计能接收可移动式软盘，常用的就是容量为1.44MB的3.5英寸软盘。,硬盘是电脑中最重要的存储部件之一，它将所有的数据都存储在硬盘中，当计算机需要时，将其从硬盘中取出。 硬盘尺寸主要有5.25英寸和3.5英寸两种，现在市场上普遍使用的是3.5英寸硬盘。 用于笔记本电脑中的有2.5英寸、1.8英寸和0.9英寸等几种。,硬盘,硬盘的外部结构,在硬盘的正面都贴有硬盘的标签，标签上一般都标注着与硬盘相关的信息，例如产品型号、产地、出厂日期、产

3、品序列号等。,2020/8/6,硬盘的物理结构,硬盘,盘片：存储数据的载体 主轴：带动盘片转动 读写磁头：读取盘片中的数据 传动手臂：定位读写磁头,2020/8/6,盘片 盘片是硬盘的存储数据的载体，现在的硬盘多采用金属薄膜材料。 主轴 带动盘片转动，以方便读写磁头读写数据。主轴决定了硬盘的转速。现在的主轴多采用液态轴承。,2020/8/6,主轴组件,2020/8/6,读写磁头 读取盘片中的数据，当盘片在高速旋转时，读写磁头会按指定的方向靠近盘片来读取数据。 传动手臂 定位读写磁头。以传动轴为圆心带动前端的读写磁头在盘片旋转的垂直方向上移动。 传动轴 作用是在硬盘电机的作用下，带动手臂转动。,

4、2020/8/6,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。,硬盘的工作原理,2020/8/6,硬盘的工作过程,工作过程,准备阶段 读写阶段 结束阶段,2020/8/6,准备阶段 利用单片机初始化模块进行初始化工作 主轴电机启动并以高速旋转，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 等待指令的启动状态。,2020/8/6,读写阶段 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，驱动音圈电机工作，磁头准确定位并进行数据的读写。 结束阶段 结

5、束工作断电状态，浮动磁头驻留到盘面中心。,2020/8/6,硬盘接口,接口,数据接口：硬盘与主板连接部分 电源接口：连接电源,硬盘与主板连接部分称为硬盘的数据接口， 常见的硬盘接口有：ATA、SATA和SCSI， ATA和SATA主要用于个人电脑， SCSI主要用于服务器。,2020/8/6,硬盘的电源接口 ATA硬盘的电源接口是一个4针的“D型”电 源接口，SATA硬盘接口则采用了15针的扁平接口。 硬盘的跳线 第一组：Master:on；Slave:off将硬盘设为主盘 第二组：（Cable Select）用数据线决定是主盘还 是从盘。 第三组：限制使用的容量,2020/8/6,光纤通道：

6、FibreChannel 为在像服务器这样的多硬盘系统环境而设 计，能满足高端工作站、服务器、海量存储子 网络、外设间通过集线器、交换机和点对点连 接进行双向、串行数据通讯等系统对高数据传 输率的要求。 光纤通道的主要特性有：热插拔性、高速 带宽、远程连接、连接设备数量大等。,硬盘的技术参数,技术指标,容量、转速、接口技术、磁头技术、 缓存、平均寻道时间、平均等待时间、 平均访问时间 、内部传输率、外部传输率,容量 硬盘存储数据的多少，是硬盘的一个重要的技术指标。目前流行的硬盘容量多为 500GB、1TB,2TB等（3.5英寸）。 转速 影响硬盘性能最重要的因素之一，目前市场上流行的是5400

7、rpm（每分钟转数）和 7200rpm的硬盘。,2020/8/6,硬盘接口技术 IDE和SCSI 磁头技术 目前硬盘的磁头技术主要采用磁阻磁头技 术、 巨型磁阻磁头技术和光学辅助温式技术等。,缓存 硬盘控制器上的一块内存芯片，具有极快的 存取速度，它是硬盘内部存储和外界接口之间 的 缓冲器。 缓存的大小与速度是直接关系到硬盘 的传输 速度的重要因素，能够大幅度地提高硬盘整体性能。,平均寻道时间 磁头移到数据所在的磁道上所需要的时间， 一般为610毫秒。 平均等待时间 指读写磁头移动至目标磁道后，等待存储数据的时间。 平均访问时间：硬盘的读写速度 平均访问时间 =平均寻道时间平均等待时间,202

8、0/8/6,内部传输率（Internal Transfer Rate） 硬盘磁头与缓存之间的数据传输率即硬盘将数据从盘片上读取出来，然后存储在缓存内的速度，其速度取决于盘片的转速和盘片的线密度。,外部传输率（External data Transfer Rate） 一般也称为突发数据传输或接口传输率，是 指硬盘缓存和电脑系统之间的数据传输率，即计算机通过硬盘接口从缓存中将数据读出交给相应的控制器的速率。,发热 硬盘太热会使硬盘不稳定 数据安全 SMART技术： 硬盘自分析、自检测、自报告技术，这是目前普遍采用的数据安全技术 。 RAID技术：独立磁盘冗余阵列技术将一个文件分散 保存、读取，加快

9、速度 。 MTBF 连续无故障时间，指硬盘开始工作到出现故障的时间，以小时计算，时间越长，硬盘的稳定性越好。,硬盘的保护 （1）保持硬盘使用清洁 （2）注意防静电和热插拔 （3）避免振动和冲击 （4）保持合理的温度（535） 选购品牌 希捷（Seagate）、迈拓（Maxtor）、西部 数据（Western Digital）、 三星Samsung）、 富士通（Fujitsu）。,硬盘的保护和选购,选购时考虑的因素： 容量 速度 接口技术 价格因素 售后服务,硬盘的日常维护 防震:硬盘工作时，严禁搬运和震动 。 防尘:开盖维修时，应在洁净室进行操作。 防潮 防高温 防磁场:尽可能地远离磁场，以免

10、硬盘里的数据因磁化而丢失。 防静电 防病毒 切忌在硬盘工作时断电 :注意面板上的硬盘指示灯，确保硬盘完成读、写之后才关机。 要定期整理硬盘,硬盘种类： 内置硬盘：简称硬盘，安装在系统单元的内部 盒式硬盘：与录音机的磁带一样，可以方便的移动，用于作为内置硬盘的补充 硬盘组：存储大容量信息、可移动的存储设备，其容量远远大于上述两种硬盘 USB移动硬盘：支持即插即用。,性能提高,磁盘缓冲 价格低廉磁盘的冗余阵列RAIDs 文件压缩/解压缩,2020/8/6,磁盘缓冲：在空闲处理时间， 将频繁使用的数据从硬盘读到内存，当需要时能够直接从内存读取该数据，使用这种技术系统的性能大约能 增加30%。,202

11、0/8/6,磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID），有“独立磁盘构成的具有冗余能力的阵列”之意。 磁盘阵列是由很多价格较便宜的磁盘，组合成一个容量巨大的磁盘组，利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。 利用这项技术，将数据切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。,2020/8/6,常用的等级由1,3，5级。 RAID 0是最早出现的RAID模式，即数据分条/段技术，是组建磁盘阵列中最简单的一种形式，只需要2块以上的硬盘即可，成本低，可以提高整个磁盘的性能和吞吐量。 RAID 1称为磁盘镜像/映射，原理是把一个磁盘的数据镜像

12、到另一个磁盘上，也就是说数据在写入一块磁盘的同时，会在另一块闲置的磁盘上生成镜像文件，在不影响性能情况下最大限度的保证系统的可靠性和可修复性上。,2020/8/6,RAID3：带奇偶校验码的并行传送，采用数据交错存储技术，硬盘在SCSI控制卡的控制下同时动作，并将用于奇偶校验的数据存储到特定硬盘机中，具有容错能力，可靠度较佳。,2020/8/6,RAID5：分布式奇偶校验的独立磁盘结构，采用硬盘分段技术，它把奇偶校验数据存放到各个硬盘里，各个硬盘在SCSI控制卡的控制下平行工作，有容错能力。,2020/8/6,压缩文件可以有效的减少文件容量，提高磁盘空间利用率。无论是在网络上还是在本地硬盘上都

13、会使用大量的压缩文件。 常见的压缩程序是winzip，PKZip， winrar。 winrar是目前最为流行的解压软件，支持rar、zip、arj等格式的压缩文件解压。,光盘驱动器和光盘属于光存储设备和光存储介质。 由于光盘具有存储量大、价格低廉、携带保存方便等多种优势，所以现在的软件、资料数据、影视剧、音乐等都以光盘的形式提供，光盘驱动器已成为微机的标准配置。,光盘,光盘驱动器的分类,按光盘的存储技术,CD-ROM（只读光盘） CD-R（可写光盘） CD-RW（可重写光盘/可删除光盘） DVD-ROM（DVD只读光盘） Combo光盘驱动器 DVD刻录机（DVD-RW、DVD-RAM）,2

14、020/8/6,按光驱的放置方式,内置式光盘驱动器 外置式光盘驱动器,常见的外置光驱的外观,2020/8/6,按光驱的速度分类 根据光驱的速度，分为56速读(56X)、52速写、24速 擦写等不同的类型。 按光驱的接口分类 根据光驱的接口，分为IDE口、SATA接口、IEEE 1394口、USB口等,2020/8/6,CD-ROM驱动器,CD-ROM（Compact Disc-Read Only Memory只读光盘存储器）驱动器已经成为一台微机的基本配置。 由于CD-ROM光盘具有容量大、速度快、兼容性强、盘片成本低等特点，现已成为多媒体应用的重要载体，众多的应用软件和游戏都被保存在CD-R

15、OM光盘中。,2020/8/6,CD-ROM驱动器的外部结构,2020/8/6,2CD-ROM驱动器的内部结构 由于CD-ROM驱动器集光、电、机械于一体，内部结构非常复杂，从总体上来看，主要由控制电路和机芯组成，其机芯结构如图9-5所示。,2020/8/6,CD-ROM驱动器 的主要技术参数,速度 数据传输速率 读盘（旋转）方式 纠错能力 CPU占用率 寻道时间（Seek Time） 缓存容量 接口,2020/8/6,速度 CD-ROM驱动器的速度指的是标称速度，最初的单倍速相当于Audio CD的标准速度150KBps。 CD-ROM驱动器的倍速均是指单倍速的倍数，例如，2（2倍速）、4（

16、4倍速）、8（8倍速）、24（24倍速）、32（32倍速）、56（56倍速）等。,2020/8/6,数据传输速率： 此指标与标称速度密切相关。 标称速度由数据传输速率换算而来，CD-ROM驱动器标称速度与数据传输速率的换算关系为： 数据传输速率=标称速度（倍速）150KBps。 例如，56的数据传输速率为56150KBps=8400KBps。,2020/8/6,读盘（旋转）方式 光盘在CD-ROM驱动器电动机的带动下高速旋转，激光读取头在光盘表面横向移动，读取存储在光盘数据轨道上的数据。 电动机带动光盘旋转通常采用两种方式： 一种是改变光盘转速。 另一种是改变数据传输速率。,2020/8/6,

17、纠错能力 纠错能力，即读“烂”盘能力。 纠错能力是CD-ROM驱动器一项很重要的指标。 有的CD-ROM驱动器刚买的时候读盘能力还不错，可越用越糟糕，质量稍差的光盘根本不认，所以要使用纠错能力强的CD-ROM驱动器。,2020/8/6,CPU占用率 CPU的占用率可以反映CD-ROM驱动器BIOS的水平。 好的产品可以尽量减少CPU占用率，这实际上是一个编写BIOS的软件算法问题。 当然，这只对质量比较好的盘片有效，如果碰上“烂”盘，CPU占用率会直线上升。,2020/8/6,寻道时间（Seek Time） 寻道时间是CD-ROM驱动器中激光头从开始寻找到找到所需数据花费的时间，一般为平均随机

18、寻道时间。 寻道时间越短越好，不能超过95ms。,2020/8/6,缓存容量：通常用Buffer Memory表示 作用是提供数据缓冲区，将读取的数据暂时保存起来，然后一次性进行传输和转换以解决CD-ROM驱动器与计算机其他部件速度不匹配的问题。 缓存最少要有128KB容量，现在的CD-ROM驱动器一般是256KB或者512KB的。 缓存容量越大越好。,2020/8/6,接口 目前，常用的CD-ROM驱动器接口有IDE接口和SCSI接口。 与IDE接口的CD-ROM驱动器相比，SCSI接口的CD-ROM驱动器占用的CPU资源较少，对于同样的任务，性能要好。 但是，现在大多数主板只集成了IDE接

19、口，SCSI接口卡要另外购买。,2020/8/6,2020/8/6,CD-RW驱动器,CD-RW驱动器的类型 根据CR-RW驱动器的外形，可分为内置式和外置式两种。 根据CD-RW驱动器的接口，可分为IDE接口、SCSI接口、并口、USB接口、IEEE 1394接口等几种。 CD-RW驱动器的外部结构 CD-RW驱动器的外观与CD-ROM驱动器几乎一样，其控制面板上的按键、插孔的作用，背面的接口，也都与CD-ROM驱动器相同，如下图 所示。,2020/8/6,CD-R的工作原理 许多人把刻录操作说成烧录，这生动形象地说出了刻录的工作原理。 CD-R盘片是在聚碳酸酯制成的片基上喷涂了一层染料层。

20、在刻录CD-R盘片时，通过大功率激光照射CD-R盘片的染料层，使部分染料受热分解。 当加热到临界温度时，在染料层上形成一个个平面（Land）和凹坑（Pit），被烧录过的区域产生了化学反应可以反射光，而没有烧录过的区域则无法反射。 光驱在读取这些平面和凹坑的时候就能够将其转换为0和1信号。,2020/8/6,Nero Burning ROM是一款非常出色的刻录软件,支持数据光盘、音频光盘、视频光盘、启动光盘、硬盘备份以及混合模式光盘刻录,操作简便。使用Nero 可让您以轻松快速的方式制作CD 和 DVD.不论烧录的是资料CD、音乐 CD、Video CD、Super Video CD、DVD,所

21、有的程序都是一样的。,2020/8/6,CD-RW的工作原理 CD-RW驱动器可以兼容CD-ROM和CD-R。 CD-RW盘片的记录层被两层电介质层夹在中间，电介质层的作用是，在写操作时，吸收从相位改变层发出的额外热量。在CD-R盘片有机染料记录层的位置上，CD-RW盘片使用一层银、铟、硒或碲的晶体混合物，这种混合物在不同的温度下能够呈现出结晶和非结晶两种状态，等同于CD-R的平面和凹坑。 当刻录和复写时，CD-RW驱动器通过发射不同强度的激光，让晶体混合物在这两种状态之间相互转换，达到重复刻写的目的。,2020/8/6,CD-RW驱动器 的主要技术参数,读写速度 缓存容量 刻录方式和存储方式

22、 兼容性,2020/8/6,读写速度 刻录机共有三个速度指标：刻录（写）速度，复写（擦）速度和读取速度，其中前两项速度指标是衡量刻录机的主要性能指标。 缓存容量 在刻录时数据先要写入缓存中，再刻录到光盘上。如果缓存里的数据用完了，后面的数据又不能及时补充，就会导致缓存欠载情况的发生，造成刻录失败。,2020/8/6,刻录方式和存储方式 目前刻录机的刻录方式主要有整盘刻录和轨道刻录两种。 整盘刻录是一种光盘对光盘的全盘复制方式，刻录完成后，无法继续追加数据。 轨道刻录方式是将用户指定的目录或文件，逐步写入CD-R或CD-RW中，并允许用户不断追加数据直至将光盘容量用完，是目前使用最广泛的刻录方式

23、，但是每一次刻录数据时需在首尾写入Lead In和Lead Out标记，因此会额外消耗约20MB的光盘空间。,2020/8/6,兼容性 首先是对盘片的兼容性。盘片是刻录数据的载体，包括CD-R/RW盘片。CD-R盘片根据介质层不同可分为金盘、绿盘和蓝盘三种。好的刻录机对各类盘片都应有好的兼容性。,2020/8/6,2020/8/6,DVD-ROM驱动器,按DVD的格式分 DVD-ROM：数字化视频光盘-只读存储器，能存放二小时高质量视频 DVD-R：可记录的DVD，即写一次，读多次DVD-RAM：DVD-随机存取存储器或DVD-RW（可写DVD） DVD-Video：用于记录家庭影音设备或者D

24、VD-ROM驱动器播放的视频信息，用途类似LD或Video CD。 DVD-Audio：用于记录高品质的多音轨音频，用途类似Audio CD。,2020/8/6,目前，中国内地市面上比较常见的都是DVD-5和DVD-9格式的DVD影碟（DVD-10和DVD-18在美国居多）。,2020/8/6,DVD-ROM驱动器的外观与CD-ROM驱动器相同，其控制面板上的按键、插孔的作用，背面的接口，也都与CD-ROM驱动器相同。,2020/8/6,DVD-ROM驱动器 的主要技术参数,DVD-ROM驱动器的速度 区码问题 兼容性 其他技术参数,2020/8/6,DVD-ROM驱动器的速度 DVD-ROM

25、驱动器利用聚焦更集中的红外激光提高了每单位面积的存储密度。 DVD-ROM驱动器与CD-ROM驱动器对于读盘速度的定义有所不同，1DVD-ROM驱动器数据读取速度为1.38MBps，而1CD-ROM驱动器为150KBps，前者相当于后者的9倍。,2020/8/6,区域代码的地区范围划分如下。 第一区：加拿大、美国。 第二区：日本、欧洲、中东、埃及、南非。 第三区：东南亚、东亚（中国香港、中国台湾、韩国、泰国、印尼）。 第四区：澳大利亚、新西兰、南太平洋群岛、中美洲、墨西哥、南美洲。 第五区：非洲、印度、中亚、蒙古、俄罗斯、朝鲜。 第六区：中国。 由于DVD区域码影片将全球划成6个区，因此跨区看

26、DVD影片时就会涉及变更区域码的问题。,2020/8/6,DVD的兼容性 所有DVD-ROM驱动器都可以读取Audio CD和CD-ROM数据盘。 DVD-ROM驱动器支持的格式包括：CD-Audio、CD-ROM、CD-I、CD-R/RW、Video CD、DVD Video、DVD-ROM（单、双层）和DVD-R等。 其他技术参数 有些技术参数是所有光盘驱动器都具有的，如CPU占用率、缓存容量、平均寻道时间、传输模式等，其概念与CD-ROM驱动器的相同。,2020/8/6,2020/8/6,现在Combo驱动器基本上都是内置式，并且都采用IDE接口。Combo驱动器的外观与DVD-ROM、

27、CD-RW、CD-ROM驱动器相同，其控制面板上的按键、插孔的作用，背面的接口，也都与它们相同。,2020/8/6,Combo驱动器的工作原理 Combo一词其实是由combine（混合、多功能的意思）转化而来的。 Combo驱动器为什么可以实现多种功能呢？其中的关键在于光头。通过光头发出不同波长的激光束，从而实现CD和DVD的读取。 目前被广泛使用的是环纹透镜配合双激光管的单光头设计。该项技术采用两套激光发生器分别实现DVD和CD读取、CD-RW刻录工作，同一镜头实现不同波长的激光聚焦，是Combo驱动器使用一个光头拥有两项功能的核心所在。,2020/8/6,DVD刻录机,现在DVD刻录机都

28、是内置式的，并且都采用IDE接口。 DVD刻录机的外观与DVD-ROM、Combo、CD-RW、CD-ROM驱动器相同，其控制面板上的按键、插孔的作用，背面的接口，也都与它们一样。,光雕刻录机 2005年底，市场出现了支持光雕技术的DVD刻录机。 LightScribe（光雕）是由美国HP公司开发的一种光盘 标签制作技术，通过激光蚀刻直接将标签刻录 在光盘上。 制作专业外观的光盘很简单：将数据刻录到光 盘上；翻转光盘，然后将标签刻录到光盘上。,蓝光DVD和HD-DVD,2002年2月，9家国际主流电子公司（Sony、Matsushita、Hitachi、Pioneer、Sharp、Philip

29、s、Tohomson、Samsung、LGE）发表了Blu-Ray Disc规格，稍后Toshiba和NEC提出了HD-DVD规格。 HD-DVD兼容性较好，而蓝光则拥有较大容量，蓝光和HD-DVD将成为未来高清视频应用的重点。,蓝光DVD支持所有CD和DVD格式。 蓝光光盘的容量为单层25GB，双层50GB。 目前蓝光光驱和蓝光光盘都非常贵，其价格下降后将成为人们装机的首选。,蓝光（Blu-ray）或称蓝光盘（Blu-ray Disc，缩写为BD），不但可应用于录制、擦写或播放高清影像，同时也可应用于存储容量更为巨大的数字内容。 蓝光DVD目前有3种类型：只读蓝光驱动器（BD-ROM）、蓝光

30、刻录机（BD-RW）和蓝光Combo（BD-ROM+DVD-RW）。,2020/8/6,闪存和U盘,闪存不仅具有RAM内存可擦除、可编程的优点,而且还具有ROM内存的写入数据在断电后不会消失的优点。 USB闪存盘普遍采用USB接口，与计算机的理论传输速率可达12MB/s，具有易扩展、即插即用的优点。 CompactFlash又称CF卡，是美国SanDisk公司于1994年推出的，它广泛应用于笔记本计算机和数字产品中。 SmartMedia又称SM卡，是东芝和Taec公司于1995年11月发布的。,2020/8/6,Memory Stick又称记忆棒，是索尼公司独立推出的，它的体积非常小，广泛用

31、于索尼公司的电子产品上。 U盘利用当前最为先进的闪存芯片为存储介质，具有防磁、防震、防潮等特性，其重量15g左右，体积如口香糖大小。,磁 带,磁带提供的是顺序化存取方式，即在定位指定文件或歌曲位置是，必须访问前面几英寸的磁带。 DC2000/Travan技术:这种技术的工作原理称为“纵向曲线性记录法”，它使用一种非常简单的驱动机械与计算机的软驱接口相连接。 数码音频磁带（DAT）技术：这种技术以螺旋扫描记录为基础，将信息转化为数字后再存储下来 磁道的性能,2020/8/6,QIC DC6000技术：即通常所讲的数据流带机，使用非常简单的驱动装置进行纵向记录。 8MM技术：适用于网络和多用户系统

32、的磁带技术 数码线性磁带（DLT）技术：DLT技术采用单轴1/2英寸磁带仓，以纵向曲线记录法为基础。 线性磁带开放（LTO）技术：LTO技术结合了线性多通道、双向磁带格式的优点，基于服务系统、硬件数据压缩、优化的磁道面和高效率纠错技术，来提高磁道的性能,2020/8/6,平板电脑,英文称作Tablet Personal Computer，简称Tablet PC、Tablet、Slates等；是一种小型、方便携带的个人电脑，以触摸屏作为基本的输入设备。 它拥有的触摸屏,允许用户通过触控笔或数字笔来进行作业而不是传统的键盘或鼠标。,2020/8/6,平板电脑概念是由比尔 盖茨于1999年提出的，必须能够安装X86版本的Windows系统、Linux系统或Mac OS系统，无须翻盖、没有键盘、小到足以放入女士手袋，但却功能完整的PC。,2020/8/6,平板电脑一般采用小于1