中职《计算机组装与维护》（第2版）电子教案第6章 教案.doc

独家文档请勿盗版感谢支持计算机组装与维护电子教案学习情境情境1 认识和选购计算机配件授课章节第6章 认识和选购硬盘学时4授课班级授课日期授课地点教学目标知识目标1. 了解机械硬盘和固态硬盘的基本构成；2. 掌握机械硬盘和固态硬盘的主要性能参数；3. 掌握硬盘的选购和真伪辨别方法；4. 能够按照不同的需求选择合适的硬盘。技能目标1. 加深学生对于硬盘相关知识的理解2. 提升学生对于硬盘产品的通识能力3. 拓展学生在计算机应用领域的视野社会能力目标1. 培养学生对于计算机软硬件知识的兴趣2. 培养学生运用知识来分析与解决问题的能力3. 培养学生良好的职业素养与职业品质教学内容1. 常见的硬盘类型2. 机械硬盘的组成结构、主要类型和性能指标3. 固态硬盘的组成结构、主要类型和性能指标4.硬盘的选购方法与真伪辨别技巧教学重点硬盘的常见类型与性能指标，硬盘的选购与真伪辨别技巧教学难点硬盘的性能指标教学方法讲授法，演示法，案例教学教学过程设计教学环节教学内容教学方式时间新 课导 入数据存储技术是当今世界发展势头最为迅猛的信息产业之一，其焦点在于如何高效、合理、安全地将数据存放到物理介质内，最终实现在任何时间、任何地点、以任何方式都能对数据进行访问和使用。常用的计算机存储设备有硬盘、光盘、磁带、存储卡等。演示提问5新课讲 授6.1 硬盘的特点与作用硬盘（Hard Disk Drive，简称HDD）是计算机最重要也是最常用的存储设备，用来存放各种数据和程序，具有存储容量大、稳定性和安全系数高的特点。硬盘的主要优势在于能永久性储存数据。从数据储存的效果来看，硬盘类似于数据仓库，而内存则如同数据中转站。讲授5分组讨 论一、分组讨论分组讨论硬盘的功能作用，并简述硬盘与内存最显著的区别。二、学生实践利用教室一体机或实训机房，上网查找关于硬盘功能的具体描述。分组讨论10新课讲 授6.2 硬盘的主要类型计算机所用的硬盘设备有机械硬盘、固态硬盘和混合硬盘等。1机械硬盘机械硬盘（HDD）是硬盘行业的标准规范，以3.5英寸规格为主，由于IBM独创的“温切斯特”技术一直贯穿了机械硬盘的整个发展历程，时至今日产业界仍遵循这个通用技术标准，因此机械硬盘也称为“温盘”。 2固态硬盘固态硬盘（Solid State Disk，简称SSD）是新一代硬盘类型，大多为2.5英寸规格。和机械硬盘的零件结构不同，固态硬盘采用的是半导体存储模式，一般由控制芯片和存储芯片（FLASH闪存芯片或DRAM芯片）组成，数据读取速度快，防震能力强，且噪声几乎为零。3混合硬盘混合硬盘（HHD）又称为固态混合硬盘（SSHD），可以看作是介于机械硬盘和固态硬盘之间的一种存储产品，能提供更佳的性能，可降低硬盘的功耗，增强笔记本电脑的电池续航能力，并支持微软Windows Ready Drive技术，而价格又能为大多数消费者所接受，可用在笔记本电脑和其他计算机移动设备中。下图所示分别为机械硬盘、固态硬盘、混合硬盘。 图6-1 机械硬盘 图6-2 固态硬盘 图6-3 混合硬盘讲授10分组讨 论一、分组讨论分组讨论硬盘的主要类型，并将知识要点记录下来。二、学生实践利用教室一体机或实训机房，上网查找机械硬盘、固态硬盘和混合硬盘的说明资料和图片，并比较三种硬盘的不同点。 分组讨论156.3机械硬盘1机械硬盘的常见种类常见的通用型机械硬盘包括IDE和SATA两种接口。此外还有SCSI、SAS、光纤通道等专用型高速传输硬盘。（1）IDE硬盘 IDE曾是业界标准的硬盘接口类型，但由于传输速率低，数据线安装和拆卸比较麻烦，现已基本被市场淘汰。（2）SATA硬盘SATA又叫串行接口，传输速度快，稳定性好，可支持热插拔，是当今计算机硬盘发展的主要趋势。SATA技术规范共经历了SATA1、SATA2、SATA3三代标准。下图所示分别为IDE接口硬盘和IDE数据线，以及SATA接口硬盘和SATA数据线。 图6-4 IDE硬盘和IDE数据线 图6-5 SATA硬盘和SATA数据线（3）高速传输硬盘SCSI（小型计算机系统接口）硬盘、SAS（串行连接SCSI）硬盘和光纤通道（Fibre Channel）硬盘属于高端硬盘类型，能满足影视渲染、游戏制作、大中型企业IT系统等数据存储与数据传输的需要。如下图所示。 图6-6 SCSI硬盘 图6-7 SAS硬盘 图6-8 光纤通道硬盘2机械硬盘的主要性能指标影响机械硬盘性能的因素有很多，下面介绍硬盘的几个主要参数，方便用户了解硬盘的核心性能。 （1）容量 容量用来描述硬盘能够存储的最大数据总量。硬盘容量一般以GB或TB为单位，目前市场上机械硬盘的容量档次有500GB、1TB、2TB、3TB、4TB、5TB和6TB等，而8TB与10TB超大容量硬盘也在走向主流消费市场。（2）单碟容量硬盘一般由多张磁性盘片（最多达8片）组成，每一张盘片所能储存的数据量就称为单碟容量。目前硬盘厂商一般都提供了500GB、1TB、1.5TB和2TB等几种规格的单碟容量，用户最好选用较大的单碟容量。（3）主轴转速主轴转速是硬盘数据传输率和运转速度的决定性因素之一，也是区分硬盘性能的重要指标，单位是转/分钟（rpm）。常见的硬盘转速有5400rpm、7200rpm、10000rpm和15000rpm等几档，其中7200rpm硬盘是大多数计算机用户的首选。（4）高速缓存高速缓存是硬盘控制电路板中的一块内存芯片，在硬盘对内存储和对外传输之间起到一个缓冲的作用，具有极高的存取速率。常用的缓存有8M、16M、32M、64M、128M、256M等，其中64M和128M缓存是目前的主流配置。（5）平均寻道时间平均寻道时间是衡量硬盘性能的重要参数之一，单位是毫秒（ms），它体现了硬盘的数据读写速度和运转能力，因此这个时间数值越小越好。目前主流硬盘的平均寻道时间通常在59ms左右，有些高速硬盘还会降到3ms左右。（6）平均潜伏时间平均潜伏时间是指当磁头移动到数据所在的磁道后，等待目标扇区转动到磁头下方所需的时间，单位是毫秒（ms）。潜伏时间越短硬盘的数据传输效率越高。转速越快的硬盘其平均潜伏时间也越短。（7）平均访问时间平均访问时间反映了硬盘内部的传输速率，单位是毫秒（ms）。大多数硬盘的平均访问时间在1118ms，值越小越好。平均访问时间=平均寻道时间+平均潜伏时间（8）连续无故障时间连续无故障时间是指硬盘从开始运行到出现故障的最长间隔时间，单位是小时（h）。连续无故障时间代表硬盘理论上的使用寿命与故障发生概率，一般硬盘的连续无故障时间至少在34万小时，有些硬盘可达到8万小时，甚至更长。（9）S.M.A.R.T技术S.M.A.R.T（自我监测、分析及报告技术）是当今主流硬盘都采用的一种数据安全保护技术，能对硬盘的磁头、内部温度、马达及其驱动系统等各方面进行实时监测。 默认情况下，主板BIOS已经开启了S.M.A.R.T功能，只要硬盘支持该项技术，S.M.A.R.T程序便会在后台静默运行。3机械硬盘的主流品牌与产品特点 希捷、西数、日立和东芝是目前硬盘行业的主要品牌。 希捷硬盘希捷（Seagate）科技公司是硬盘和磁盘产业的佼佼者，实力非常雄厚，一直为世界各大品牌计算机和服务器制造商提供硬盘设备。希捷的产品遍及普通的家用计算机到企业数据中心的大型服务器，尤其在中高端的台式硬盘、企业级SCSI硬盘、混合硬盘及消费型存储产品等市场上占据着相当重要的地位。 西数硬盘西部数据公司（West Digital，WD）简称西数，为全球第二大硬盘生产商，在台式机和笔记本硬盘及消费级存储市场拥有良好的口碑。西数硬盘以质量过硬、性价比高、低温节能著称。 西数的台式机硬盘产品有一个明显特征，即采用蓝、绿、黑、红、紫等不同颜色的标签来区分硬盘的功能用途和销售目标，旗下产品包括绿盘、蓝盘、黑盘、红盘、紫盘、金盘等。 东芝硬盘东芝（Toshiba）一直专注于2.5英寸及更小尺寸的笔记本硬盘和消费型电子存储产品的研发和制造，在小尺寸硬盘市场已耕耘多年，加上富士通硬盘业务的并入，东芝在移动存储市场的应用非常广泛，具有很强的行业领导实力。 日立硬盘日立（Hitachi）也是老牌的硬盘生产商，研发实力深厚，以生产笔记本硬盘和台式机硬盘见长。日立曾创新性地开发出“氦气硬盘”技术，使日立在8TB以上超大容量硬盘制造中脱颖而出。日立核心的产品线有：台式机硬盘系列、服务器级硬盘系列及笔记本硬盘系列等。 下图所示分别为希捷、西数、东芝品牌LOGO。 图6-9 希捷LOGO 图6-10西数LOGO 图6-11 东芝LOGO讲授20分 组讨 论一、分组讨论分组讨论硬盘的主要类型、性能参数和品牌特点，并将知识要点记录下来。二、学生实践利用教室一体机或实训机房，上网查找机械硬盘的相关技术资料和品牌资料，并识别各种机械硬盘的外观特点。分组讨论15新 课 讲 授6.4固态硬盘1固态硬盘的组成结构固态硬盘的构造比较简单，其内部整体结构如图6-12所示，包含了主控芯片、缓存芯片和闪存颗粒三大主要部件。 图6-12 固态硬盘内部结构2固态硬盘的常见类型根据自身大小和尺寸的不同，固态硬盘也分为多种类型，主要包括SATA、mSATA、PCI-E和M.2等几种。 3固态硬盘的性能指标固态硬盘的性能主要由主控芯片、闪存芯片、容量、缓存及4K随机读写能力等多方面因素决定。（1）主控芯片主控芯片是一种处理器，就如同固态硬盘的心脏，其地位和作用不言而喻。目前市场上一线主控芯片品牌有Marvell、SandForce、三星和Jmicron等。（2）闪存芯片闪存芯片是固态硬盘的存储介质，决定了固态硬盘的存储能力和使用寿命。闪存芯片又分为SLC（单层）、MLC（双层）、TLC（三层）等几种。（3）容量固态硬盘的整体容量已有了很大的提升，常见的有128GB、256GB、480GB、512GB、1TB、2TB等，并向着8TB容量迈进。（4）缓存固态硬盘的缓存般在128M以上，256M和512M缓存已逐渐成为市场主流，有些性能较高的大容量固态硬盘甚至还拥有1GB以上的缓存。（5）4K随机读写性能4K随机读性能写是衡量固态硬盘随机访问性能的关键指标之一，多用于小文件（4K格式）和分散性数据的读写等场合，单位是IOPS。IOPS的数值越大，表明固态硬盘进行存储的反应速度就越快。4固态硬盘的主流品牌与机械硬盘市场仅由少数几家巨头把持的局面迥然不同，固态硬盘市场上有数十家厂商，其中品牌占有率相对较高的有希捷、浦科特、影驰、Intel、金士顿、金胜维、闪迪、英睿达、威刚、三星、美光、OCZ等。讲授15分 组讨 论一、分组讨论分组讨论固态硬盘的组成结构、常见类型和性能指标，并将主要的知识点记录下来。二、学生实践利用教室一体机或实训机房，上网查找固态硬盘的相关资料，并识别固态硬盘的外观特点。分组讨论15新 课 讲 授6.5机械硬盘/固态硬盘选购参考 选购指南1使用需求分析与选购方案选购原则：把钱花在刀刃上，提升硬盘性价比（1）家庭和台式办公用户 普通消费者适合选用经济实用型的硬盘， 12TB容量一般已经够用，可满足消费者日常性的数据储存需要。不过从目前行情来看，34TB容量的硬盘性价比会更高，对于数据的长期储存也更合算。（2）游戏玩家和专业设计用户 游戏娱乐和专业设计对硬盘的要求会更高一些，需要性能较高、稳定性更好的硬盘产品。在这方面，希捷Barracuda、西数的蓝盘与黑盘系列、日立主流硬盘都能很好地满足用户的需要。而高端用户可采用SSD硬盘（程序启动）+HDD硬盘（数据归档）的组合配置，或直接购买SSHD混合型硬盘，可以获得更流畅的娱乐体验。（3）移动工作和学习用户 很多职场人士和在校学生都习惯使用笔记本电脑。目前笔记本硬盘以东芝、希捷、西数和日立等品牌为主，容量主要有500GB、750GB和1TB不等，转速从5400rpm到7200rpm都有，32M缓存和SATA3.0接口已比较普遍，有些还搭配有128GB、256GB或512GB固态硬盘，这些配置都能满足主流笔记本的使用需要。 （4）企业数据存储设备 企业级服务器或工作站不仅要对数据进行集中式存储，同时也要解决网络数据吞吐性能的问题，这就需要使用服务器硬盘或网络存储型硬盘，还应具备SCSI或SAS接口，并采用1000015000rpm的高转速和64M以上的大缓存，以及更强的安全性和稳定性。 选购指南2质量与真伪辨识硬盘有价，数据无价，硬盘产品一定要以质量为重，最好去正规的经销商或较大的计算机销售门店购买，不要被低价硬盘迷惑，过低的价格往往就是不良商家的嘘头。 （1）机械硬盘真伪辨别对于机械硬盘而言，假货是不会出现的，但机械硬盘的翻新、变换标签等问题则层出不穷，这类劣质硬盘质量较次，使用寿命有限，会给硬盘造成很多故障隐患。对于机械硬盘来说，大多是在表面做手脚，用户通过观察硬盘的表面特征还是能够识别出一些明显的马脚。 （2）固态硬盘真伪辨别固态硬盘因设计与制造门槛较低而得以高速发展，但同时也极易造假。正因如此，用户在购买固态硬盘时要注意产品是否来自正规代理商或经销商，切勿为求便宜或高性能而轻信商家打出的各种诱人广告，另外要注意查看包装上是否标明硬盘的品牌和型号信息。 讲授15分 组讨 论一、分组讨论分组讨论机械硬盘与固态硬盘的选购方法，以及产品真伪辨别技巧，并将主要的知识点记录下来。二、学生实践利用教室一体机或实训机房，上网查找查找几款不同档次与性能的硬盘产品。分组讨论10实训任务实训任务：熟悉硬盘在本实训任务中，将熟悉机械硬盘和固态硬盘的组成结构、主流类型和选购技巧，为后续深入学习硬件知识打下基础。 【操作步骤】 准备机械硬盘和固态硬盘各 1 个，观察这两款硬盘的外观特点，辨识硬盘的接口位置、接口形状和数据线（如有）。 观察硬盘表面的印制信息，辨识硬盘的品牌、型号、类型、标称容量和其他性能参数，并简述该硬盘属于何种档次产品。 准备一台实训用计算机，使用 Windows 优化大师等软件工具检测硬盘的品牌、型号、实际容量等基本信息。实训结束，完成技能评价表。分组实训40课 堂小 结本章主要介绍内存的基础性知识，学生需掌握以下内容：l 硬盘的组成结构与性能参数。l 硬盘的常见类型与主流品牌。l 硬盘选购的注意事项。l 硬盘外观、性能及产品信息的辨识与归纳。归纳总结5总计180拓 展提 升1简述机械硬盘的主要性能参数及所起到的作用。2简述固态硬盘的组成结构和自身的优点。3市场上有哪些主要的硬盘品牌？ 4选购机械硬盘和固态硬盘分别要注意什么问题？4. 如何为家庭用户和游戏玩家选择合适的硬盘？教学后记本次课教学情况总结