微型计算机的存储设备培训课件(PPT 44页).ppt

1、第四章,微型计算机的存储设备,4.1 内存,内存是计算机中数据存储和交换的设备。在整个计算机中内存起着调节CPU和外部存储器之间速度差异过大的作用。 内存包括Cache（高速缓冲存储器）、ROM（只读存储器）和RAM（随机存取存储器)，通常把RAM称为内存，它是由各类半导体集成芯片组成的条状物，所以也叫“内存条”,4.1.1 内存的分类,1. SDRAM SDRAM，即Synchronous DRAM（同步动态随机存储器），同步动态随机存储器，将CPU与RAM通过一个相同的时钟锁在一起，是RAM和CPU能共享一个时钟周期，以相同的速度同步工作，避免了不必要的等待周期，减少数据存储时间。存取速度

2、比EDO内存提高50. 2.DDRRAM 双速率内存，可在时钟脉冲的上升沿和下降沿读出数据。,DDR2与DDR的区别 与DDR相比，DDR2最主要的改进是在内存模块速度相同的情况下，可以提供相当于DDR内存两倍的带宽。这主要是通过在每个设备上高效率使用两个DRAM核心来实现的。作为对比，在每个设备上DDR内存只能够使用一个DRAM核心。技术上讲，DDR2内存上仍然只有一个DRAM核心，但是它可以并行存取，在每次存取中处理4个数据而不是两个数据。,3. SLDRAM同步链接内存 是一种增强和扩展的SDRAM结构，将当前的4体结构扩展到16体，并增加了新接口和控制逻辑电路。多用于高速显卡中 ,已经

3、淘汰 4.RDRAM内存 RDRAM是Rambus Dynamic Random Access Memory（存储器总线式动态随机存储器）的简称，理论上可以提供更大的带宽，单根RDRAM数据传输速率可以达到1.6GB/s。,sdram,4.1.2 内存的主要性能指标,1. 内存容量 主流内存一般是64MB、128MB、256MB、512MB、1GB等系列，内存容量是多多益善，但要受到主板支持最大容量的限制 2.数据宽度 数据宽度指内存一次输入/输出的数据量，其大小与主板上的内存插槽（Bank）有关，一个Bank的数据带宽由CPU与内存之间所需的数据通道宽度决定。 3.存取时间 指从CPU读取到

4、内存送出的时间，目前SDRAM芯片的存取时间为68ns或10ns。存取时间越短，CPU等待的时间越短。 4.符合CPU外频 CPU在单位时间内处理指令的频率称为”主频“，由于CPU运行必须配合内存读取数据，因此速度上必须与内存匹配。,4.1.3 双通道内存技术,优点：双通道内存系统，带来内存带宽提升。双通道内存技术是双通道内存控制技术，是在当前内存技术的基础上开发的一种内存管理和控制技术。它的重点在于对内存的控制而不是内存本身，整合在芯片组北桥中的内存控制器承担了这个功能，因此说它是芯片组技术似乎更合适。 内存报价：1G的在200多左右。,4.2 硬盘驱动器,4.2.1 硬盘驱动器简称硬盘，是

5、PC机配置的大容量外部存储器，由于采用了温彻斯特（Winchester）技术，因此又称为温盘驱动器或温盘。硬盘都是采用全密封结构。,1.盘片,硬盘盘片是将磁粉附着在铝合金圆盘片的表面上。这些磁粉被划分成称为磁道的若干个同心圆，。每个粉末微粒代表状态0和1，当这些小磁铁收到来自磁头的磁力影响的时候，其排列的方向会随之改变。利用磁头的磁力控制指定的一些小磁铁方向，使每个小磁铁都可以用来存储信息,2. 盘体,磁盘的盘体由多个盘片组成，转速可达5400或者7200rpm甚至更高。,3.磁头,磁盘的磁头用来读取或者修改磁盘上磁性物质的状态。磁头在停止工作时，与磁盘是接触的，但是在工作时呈飞行状态。,4.

6、 电机,磁盘内的电机都为无刷电机，在高速轴承支撑下机械磨损很小，可以长时间连续工作。磁盘磁头的寻道伺服电机多采用音圈式旋转或者直线运动步进电机，在伺服跟踪的调节下精确的跟踪盘片的磁道。,5.控制电路板,硬盘的控制电路板大多采用帖片式元件焊接，包括主轴调用电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路等 6. 固定盖板 固定盖板就是外壳,7. 硬盘的接口,硬盘的接口包括电源接口和数据接口两部分。其中电源插口与主机电源相连，数据接口则是硬盘数据和主板控制器之间进行传输交换的纽带。,4.2.2 硬盘的常用技术指标,1.容量 最主要的参数，硬盘的容量以兆字节（MB）或吉字节（GB）为单位，1G

7、B=1024MB， 2.转速 硬盘的转速越快，需要等待的时间越短，转速在很大程度上决定了硬盘的速度。IDE硬盘在5400、7200、1000rpm等。 3.缓存 起数据缓冲作用，提高硬盘和外部数据的传输速度，速度越大越好。一般为2MB 4MB 8MB。缓存容量的加大可以使得更多的预读数据被容纳 4.平均寻道时间 是指在磁盘面上移动磁头到所指定磁道所需的时间。一般都在910ms,5.单碟容量 仅次于硬盘转速的重要因素。越大代表扇区间的密度越大。在硬盘转速相同的情况下，单碟容量越大在相同的时间内可以读取更多的文件，传输速率也会加快。容量是60GB 80GB 6.传输模式 主要有Ultra DMA/

8、33、 Ultra DMA/66、 Ultra DMA/100、 Ultra DMA/133。 Ultra DMA/100也就是ATA/100,它是在原有的ATA/66基础上推出的新一代接口类型，得到了Intel和其他一些第一流芯片制造商的支持。特点及好处就是将硬盘的最大外部数据传输速率提高到了100MB/s。 7.发热量 硬盘发热量的大小对硬盘使用寿命有一定影响。,4.2.3 硬盘的选用,1.硬盘接口 IDE接口具有速度快、兼容性好、价格低廉的优点。 2.主轴转速 尽量选用7200或者是10000rpm的硬盘 3.缓存容量 尽量选用缓存容量在1MB以上的硬盘 4.稳定性 稳定性要高。 5.发

9、热问题 在发热量和转速之间寻求一个平衡。 6.品牌 QUANTUM（昆腾）、SEAGATE、IBM、MAXTOR,4.2.4 SATA硬盘,Ultra DMA/100 Ultra DMA/133和SATA接口最根本的不同在于，前者硬盘所有的ATA接口类型都是采用并行方式进行数据处理，因此统称为并行ATA,而Serial ATA是采用串行方式进行数据传输。目前它的传输速度已经达到150MB/s，以后会增长到300MB/s，第三代会发展到600MB/s。,SATA硬盘与ATA硬盘相比优势和区别,（1）采用SATA的存储设备配置起来要比采用并行ATA简便的多。 （2）SATA还采用低电压差分信号技术

10、，数据传输速率更高更远，而且信号电压从并行ATA的5V降到了SATA的0.7V，不仅降低了磁盘驱动器的功耗，还缩小了开关控制器的尺寸。 （3）SATA采用了点对点拓扑结构，而不是普遍应用于并行ATA或SCSI技术的基于总线的架构，所以SATA可以为每个连接设备提供全部带宽，从而提高了总体性能。,（4）SATA最重要的特性就是热插拔。给普通用户带来的好处就是不需要再买昂贵的移动硬盘，配合外置的SATA接口，完全可以用SATA硬盘作为外置存储设备。 （5）目前使用的SATA标准为2.0，用于数据传输的有效速率峰值达到了150MB/s。 （6）价格略高于传统PATA硬盘，还有一个缺点就是：再Wind

11、ows XP中SATA硬盘需要安装附加的驱动程序。因为WindowsXP本身不直接支持串行ATA控制器，安装Windows XP的时候必须从软驱中搜索第三方的SATA驱动，若没有主板附带的软盘驱动时，必须将光盘中的驱动拷贝到软盘中。所以，首先须要有软驱才行。如果你安装Windows 98系统的话，只需要在BIOS中把启动选择为SCSI/SATA就可以像普通IDE硬盘一样正常安装了,4.3 移动硬盘与优盘,4.3.1 移动硬盘 外观轻便，便于携带。它拥有安全、稳定、便捷、大容量、存储高速的特性，多采用USB接口，支持热插拔技术。容量大约在20GB100GB，传输速率12MB/s，平均寻道时间为1

12、2ms，优的移动存储设备还内置数据加密，确保数据不外泄。,4.3.2 优盘与MP3播放器,1. 优盘 优盘由硬件部分和软件部分组成，其中硬件部分包括Flash存储芯片、控制芯片、USB接口、PCB板、外壳、电容、电阻等。软件部分由嵌入式程序与应用软件组成，嵌入式程序嵌入在控制芯片中，是闪存的核心技术，它决定了该优盘是否支持双启动和是否支持USB2.0协议等。 优盘按功能可以分为： 1.加密型 一种是专门制作的加密产品，另一种是在无驱动型优盘的基础上附加了加密软件。 2.启动型 在计算机启动后，优盘被认做一个硬盘以实现启动 3.无驱动型 在任何系统中不需要驱动，真正实现“即插即用”,2. MP3

13、播放器,MP3是MPEG Audio Layer 3的简称， MP3播放器由液晶显示屏、微处理器、数码信号处理器芯片、输入输出控制器、放大器和一些按钮组成。 价格：,4.4 光盘驱动器,光盘驱动器又称为CD-ROM驱动器只读光盘驱动器。具有容量大、速度快、兼容性强、盘体成本低等优点。 4.4.1 光驱的结构和工作原理 1.光驱的工作原理：在无盘状态下，光驱加电后，激光头组件启动，此时光驱面板指示灯将闪亮，同时激光头组件移动到主轴马达附近，并由内向外顺着轨道步进移动，最后又回到主轴马达附近，激光头聚焦透镜将向上移动三次搜索光盘，同时主轴 马达也顺时针启动三次，然后激光头组件复位，主轴马达停止运行

14、。面板指示灯熄灭。光驱中若放人光盘，激光头聚焦透镜重复搜索，找到光盘后主轴马达将加速旋转，此时若读取光盘，面板指示灯不停闪动，步进电机带动激光头组件移动到光盘数据处，聚焦透镜将数据发射到接收光电管，再由数据带传送到系统，计算机就可读取光盘数据。若停止读取光盘，激光头组件和马达仍将处于加载状态中，面板指示灯熄灭。,2.光驱读取数据的原理,光驱数据能否被准确的读出由三个主要因素： （1）磁道聚焦，即聚焦于适当磁道的能力 （2）径向聚焦，光束停留于某以磁道的能力 （3）恒定的数据速率从螺旋状磁道得到的恒定读出速率。,3.光驱运作的几种方式,（1）CLV恒定线速度 （2） CAV恒定角速度,4. 光驱

15、的结构,（1）耳机插孔、音量控制、指示灯、紧急出盒孔、打开/关闭/停止按钮、播放/跳道按钮 （2）后面有电源线接口、主从跳线、数据线接口、音频线接口 （3）内部结构 激光头组件、旋转马达、控制电路板、光盘托架,4.4.2 光驱的性能指标,1. 数据传输速率 2.平均寻道时间 3.光驱的接口类型 4.CPU的占用率 5.防震、静噪等性能 6.数据缓冲区大小,4.4.3 DVD光驱,数字通用光盘，同CD相比，具有更高的存储数据量，单面单层的存储量可达到4.7GB。 DVD区域代码：在DVD光驱、影碟机盒其碟片上编入6个不同的区域代码，使它们之间不能相互读取。,DVD光驱的选用,（1）倍速，即数据的

16、传输速率。其标称的4倍速、5倍速指的是读取DVD盘片时的数据传输速率，而在读取CD盘片时，其倍速可达到24倍速以上。 （2）多格式支持，是指该DVD光驱能支持和兼容读取多少种碟片的问题。 （3）接口方式，主要有IDE和SCSI两种。 （4）数据缓存，缓存容量越大，它的Cache的命中率就越高。,光驱保养： 1、防止灰尘进入光驱 2、光驱用单独的数据线连接IDE2 3、不要对IDE接口的光驱进行热插拔 4、不要使用有裂痕的光盘，以免出现炸盘情况 5、不要用光驱来播放“DVCD”影碟 6、不要让光驱使用严重“擦花”的光盘 7、正确使用光盘来保证光驱读盘顺利 8、不要频繁地进行进、出仓操作,4.5

17、光盘刻录机,4.5.1 工作原理 它的内部由激光器、感光器、反射光束、光电装置、瞄准镜、目标镜及光栅等部件组成。它在读盘时，激光器发出的激光射向旋转中的光盘，然后反射光通过一片透镜并射向接收数据的光电装置，光电装置的电路能辨识出激光所反射回来的数据。在光盘上，数据是以凹槽及平面的形式编码，而光电装置的电路能辨识出激光射中的平面及凹槽所走的距离差（距离差称为相位提升，时光盘中存储与读取数据的基础）。经光电读取装置反射到感光器的光（经过平面有凹槽反射回的光）将转换成1与0的形式存在。在发射激光时，数据为1，则发射光。当开始刻录时，光盘刻录机的激光束通过塑胶基片（刻录机上）加热有机涂料，受热后变形上

18、升而凸出至金属层。这样来回反复，将数据写道光盘上。,4.5.2 性能参数,1.读写速度 刻录机有三个速度的指标：刻录速度、复写速度、读取速度。读写速度是光盘刻录机的重要指标。161032 2.接口方式 因SCSI接口在CPU资源占用和数据传输的稳定性方面要好于其他接口，系统和软件对该接口刻录机刻录过程的影响也较小，刻录质量最好，但需要另外购置SCSI接口卡。IDE接口的刻录质量低于SCSI接口，但价格低，兼容性好，对系统和软件依赖性较强。并口有SPP、EPP和ECP模式，其中EPP和ECP为告诉模式，这两种接口模式刻录机能达到6倍速读、2倍速写的要求，而SPP只能达到2倍速读、1倍速写,3.

19、内置或者外置 内置式的节省空间，价格便宜，一般用SCSI或者IDE接口。 外置式的特点是散热好，便于携带，一般使用SCSI接口、USB接口或者并口。 内置或外置只是接口不同。 4.缓存 缓存大小是衡量光盘刻录机性能的重要指标之一。缓存的容量越大，刻录的成功性越高。 5.兼容性 刻录机的兼容性主要表现在刻录盘片与刻录方式方面。,4.5.3 光盘刻录机的选用,性能指标方面最好选用缓存2MB或更大的刻录机。选择接口卡时应考虑经济条件，防尘散热的设计，品牌，配件是否齐全。,4.6 软盘驱动器,1.盘片驱动机构 它具有一个12v的直流伺服电机由它带动盘片以300转分的恒速旋转。当驱动器关门以后，磁头加载

20、电路使磁头与盘面接触，等待读写命令的到来。 2.磁头定位机构 采用四相双拍步进电机，由步进电机带动磁头小车沿磁盘半径方向作径向直线运动。从适配器接口送来的“方向”和“步进”控制脉冲，驱动步进电机使磁头定位到需寻址的磁道和扇区。,3.数据读写抹电路系统 读写抹磁头作为一个整体安装在一起，下两个磁头共用一套读写电路，完成数据的读入和写出。 4.状态检测系统 包括四个检测装置：00磁道检测装置、索引孔检测装置、写保护检测装置与盘片更换检测装置。它们各自向适配器输送相应的接口信号。 00磁道检测装置用于检测碰头起始道00的位置，有微动开关和光电传感器两种，当磁头小车回到00道位置时，应检测到“00道”信号 索引孔检测装置由发光二极管和光敏元件组成，用于对索引孔进行检测。当主轴电机转速为300转分时，测得索引孔脉冲信号INDEX的周期为200ms，脉冲宽度约4ms。写保护检测装置亦有微动开关和光电传感器两种，用于对盘片的写保护状态进行检测，当盘片处于写保护状态，输出写保护信号“Wri