《外存储设备》PPT课件.ppt
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1、计算机组装与维护第计算机组装与维护第 5 5 章章第第5 5章章 外存储设备外存储设备5.1阅读资料:外存储器的发展历程5.2硬盘5.3软驱与软盘5.4CD-ROM驱动器5.5CD-R/RW5.6DVD驱动器5.7各类光盘比较5.8其他外存储设备湖北宋清龙集团有限公司湖北宋清龙集团有限公司计算机组装与维护第计算机组装与维护第 5 5 章章5.1阅读资料:外存储器的发展历程5.1.1 5.1.1 硬盘的发展历程硬盘的发展历程1956年9月,第一块硬盘诞生。1968年,“温彻斯特”技术诞生。1979年,IBM发明薄膜磁头。1991年,IBM生产3.5英寸的硬盘,硬盘的容量首次达到了1GB。1999
2、年,单碟容量高达10GB的ATA硬盘面世。2000年,高速硬盘问世,新材质硬盘诞生。2000年3月16日,第一款“玻璃硬盘”问世。2001年,新的磁头技术GMR2002年,真正意义上的伟大技术革命IBM AFC技术诞生。湖北宋清龙集团有限公司湖北宋清龙集团有限公司计算机组装与维护第计算机组装与维护第 5 5 章章5.1阅读资料:外存储器的发展历程5.1.2 5.1.2 光驱存储设备的发展历程光驱存储设备的发展历程 1、1991年世界上第一个光驱和第一张光碟诞生2、1993年,第二代MPC规格问世,3、1995年夏,公布第三代规格标准,4、1997年左右的时候,光驱已经开始普及了。5、DVD及D
3、VD光驱也就问世了。6、1995年9月发起形成了DVD论坛。7、2001年4月首次开发出可以兼容DVD-RAM和DVD-R(G)格式的驱动器,湖北宋清龙集团有限公司湖北宋清龙集团有限公司计算机组装与维护第计算机组装与维护第 5 5 章章5.2硬盘硬盘的外部结构硬盘的外部结构 湖北宋清龙集团有限公司湖北宋清龙集团有限公司计算机组装与维护第计算机组装与维护第 5 5 章章5.2硬盘编编号号组组成部分名称成部分名称说说明明1 1缓缓存存硬硬盘缓盘缓存的主要作用是与硬存的主要作用是与硬盘盘内部交内部交换换数据,是数据,是实现实现硬硬盘盘数据数据“预预处处理理”操作的芯片,我操作的芯片,我们们通常通常说
4、说的硬的硬盘盘内部内部传输传输速率其速率其实实就是指就是指该该缓缓存与硬存与硬盘盘内部之内部之间间的数据的数据传输传输速率。速率。2 2电电源源接口接口该该接口由接口由4 4针组针组成,主要用于硬成,主要用于硬盘盘与机箱与机箱电电源相源相连连接,并通接,并通过该过该接接口口为为硬硬盘盘工作供工作供电电。3 3硬硬盘盘跳跳线线当当计计算机中算机中连连接有两个及以上硬接有两个及以上硬盘时盘时,必,必须为须为它它们设们设置主置主盘盘和从和从盘盘。硬硬盘盘跳跳线线可以可以实现这实现这种种设设置,具体置,具体设设置方法因不同硬置方法因不同硬盘盘而不同,用而不同,用户户可以参考硬可以参考硬盘盘正面正面标签
5、标签上的上的设设置置说说明来明来进进行主、从行主、从盘盘的的设设置。置。4 4硬硬盘盘数据数据线线接接口(口(IDEIDE接口)接口)通通过该过该接口,利用接口,利用专专用数据排用数据排线线可以把硬可以把硬盘盘与主板与主板连连接起来,从而接起来,从而实现实现硬硬盘盘中数据的中数据的读读写操作。写操作。5 5电电容容硬硬盘盘中存中存储储了大量的数据,了大量的数据,为为保保证证数据数据读读写操作的安全,需要高写操作的安全,需要高质质量的量的电电容来容来稳稳定定电电路。路。6 6控制控制芯片芯片这这是硬是硬盘盘的主要控制芯片,的主要控制芯片,负责负责数据的交数据的交换换与与处处理,是硬理,是硬盘盘的
6、核心的核心部件之一。部件之一。湖北宋清龙集团有限公司湖北宋清龙集团有限公司计算机组装与维护第计算机组装与维护第 5 5 章章5.2.1硬盘的结构 硬盘内部结构图硬盘内部结构图 湖北宋清龙集团有限公司湖北宋清龙集团有限公司计算机组装与维护第计算机组装与维护第 5 5 章章5.2.1硬盘的结构编编号号组组成部分名称成部分名称说说明明1 1浮浮动动磁磁头组头组件件是硬是硬盘盘中最精密的部件之一,由中最精密的部件之一,由读读磁磁头头、传动传动手臂和手臂和传动轴传动轴三部分三部分组组成(如成(如图图5.35.3所示)。磁所示)。磁头头是硬是硬盘盘技技术术中最重要、最关中最重要、最关键键的一的一环环,它,
7、它类类似于似于“笔尖笔尖”。硬硬盘盘磁磁头头采用非接触式采用非接触式头头、盘结盘结构,它的磁构,它的磁头头是是悬悬在在盘盘片上方的,加片上方的,加电电后后可在高速旋可在高速旋转转的的盘盘片表面移片表面移动动,与,与盘盘片的片的间间隙(隙(飞飞高)只有高)只有0.08-0.30.08-0.3微米。微米。硬硬盘盘磁磁头头其其实实是集成工是集成工艺艺制造的多个磁制造的多个磁头头的的组组合,每合,每张盘张盘片的上、下方都片的上、下方都各有一个磁各有一个磁头头。磁。磁头头不能接触高速旋不能接触高速旋转转的硬的硬盘盘盘盘片,否片,否则则会破坏会破坏盘盘片表面片表面的磁性介的磁性介质质而而导导致硬致硬盘盘数
8、据数据丢丢失和磁失和磁头损头损坏,因此硬坏,因此硬盘盘工作工作时时不要搬运主不要搬运主机。机。2 2磁磁头驱动头驱动机构机构硬硬盘盘磁磁头驱动头驱动机构由音圈机构由音圈电电机和磁机和磁头驱动头驱动小小车组车组成,能成,能对对磁磁头进头进行正确的行正确的驱动驱动和定位,并在很短和定位,并在很短时间时间内精确定位于系内精确定位于系统统指令指定的磁道,保指令指定的磁道,保证证数据数据读读写写的可靠性。的可靠性。3 3盘盘片片盘盘片是硬片是硬盘盘存存储储数据的数据的载载体,一般采用金属薄膜磁体,一般采用金属薄膜磁盘盘,记录记录密度高。硬密度高。硬盘盘盘盘片片通常由一通常由一张张或多或多张盘张盘片叠放片
9、叠放组组成。成。4 4盘盘片主片主轴驱轴驱动动机构机构盘盘片主片主轴驱动轴驱动机构由机构由轴轴承和承和马马达等达等组组成。硬成。硬盘盘工作工作时时,通,通过马过马达的达的转动转动将将盘盘片片上用上用户户需要的数据所在的扇区需要的数据所在的扇区转动转动到磁到磁头头下方供磁下方供磁头读头读取。取。马马达达转转速越快,速越快,用用户户存取数据的存取数据的时间时间就越短,从就越短,从这这个意个意义义上上讲讲,马马达的达的转转速在很大程度上速在很大程度上决定了硬决定了硬盘盘最最终终的速度。我的速度。我们们常常说说的的54005400转转、72007200转转就是指硬就是指硬盘马盘马达的达的转转速。速。轴
10、轴承是用来把多个承是用来把多个盘盘片串起来固定的装置。片串起来固定的装置。5 5前置前置读读写控制写控制电电子子线线路路用来控制磁用来控制磁头头感感应应的信号、主的信号、主轴电轴电机机调调速、磁速、磁头驱动头驱动和定位等操作的。和定位等操作的。湖北宋清龙集团有限公司湖北宋清龙集团有限公司计算机组装与维护第计算机组装与维护第 5 5 章章5.2.1硬盘的结构 磁面(Side):每个盘片都有上、下两个磁面,从上向下从“0”开始编号,0面、1面、2面、3面、磁道(Track):硬盘在格式化时盘片会被划成许多同心圆,这些同心圆轨迹就叫磁道。磁道从外向内从0开始顺次编号,0道、1道、2道、柱面(Cyli
11、nder):所有盘面上的同一编号的磁道构成一个圆柱,称之为柱面,每个柱面上从外向内以“0”开始编号,0柱面、1柱面、2柱面、扇区(Sector):硬盘的盘片在存储数据时又被逻辑划分为许多扇形的区域,每个区域叫作一个扇区。硬盘容量=柱面数扇区数每扇区字节数磁头数湖北宋清龙集团有限公司湖北宋清龙集团有限公司计算机组装与维护第计算机组装与维护第 5 5 章章硬盘的工作原理 硬盘作为一种磁表面存储器,是在非磁性的合金材料(多为铝片)表面涂上一层很薄的磁性材料,再通过磁层的磁化来存储信息的。即硬盘是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
12、换器将这些原始信号变成电脑可以使用的数据,写操作正好相反。硬盘Cache主要负责协调硬盘与主机在数据处理速度上的差异。湖北宋清龙集团有限公司湖北宋清龙集团有限公司计算机组装与维护第计算机组装与维护第 5 5 章章5.2.3硬盘的分类按尺寸分按尺寸分:湖北宋清龙集团有限公司湖北宋清龙集团有限公司计算机组装与维护第计算机组装与维护第 5 5 章章5.2.3硬盘的分类按接口分按接口分:湖北宋清龙集团有限公司湖北宋清龙集团有限公司计算机组装与维护第计算机组装与维护第 5 5 章章5.2.4硬盘的技术指标1 1、容量:、容量:容量是指硬盘的存储空间大小,常用GB(吉字节)为单位。2 2、转速:、转速:转
13、速也就是指硬盘内部主轴马达的转动速度。台式机硬盘的转速主要有两种:5400转和7200转3 3、动作时间:、动作时间:所谓硬盘的动作时间,主要包括平均寻道时间、平均访问时间、道至道时间、最大寻道时间和平均等待时间等几种。4 4、MTBFMTBF(连续无故障时间):(连续无故障时间):MTBF是指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间,单位为小时。5 5、数据传输率:、数据传输率:硬盘数据传输率衡量的是硬盘读写数据的速度,分为外部数据传输率和内部数据传输率两种,一般用MB/s作为计算单位。6 6、硬盘缓存:、硬盘缓存:缓存是硬盘控制器上的一块存储芯片,为硬盘与外部总线交换数据提供场所。湖北宋清龙集团
14、有限公司湖北宋清龙集团有限公司计算机组装与维护第计算机组装与维护第 5 5 章章硬盘接口方式及比较1 1、IDEIDE接口:接口:IDE本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器,也称之为电子集成驱动器。IDE接口的硬盘具有价格低廉、兼容性好、性价比高的优点。2 2、SATA SATA 接口:接口:SATA接口即串行ATA接口(Serial ATA),它一改以往IDE接口并行传输数据的方式,而采用连续串行的方式传送数据。SATA接口相对于IDE接口起点更高,发展潜力更大。3 3、SCSISCSI接口:接口:SCSI接口即Small Computer System Interfac
15、e(小型计算机系统接口),它具有应用范围广、多任务、宽带宽、CPU占用率低以及支持热插拔等优点,但价格较高。4 4、IEEE1394IEEE1394接口:接口:IEEE1394的前身称之为了FireWire(火线)规范,它有两种版本,IEEE1394a和IEEE1394b,支持热插拔、驱动程序安装简易、数据传输速度快、具备通用I/0连接头、点对点的通讯架构等特点,同时IEEE1394接口也具有使用费用昂贵的致命缺点。5 5、USBUSB接口:接口:USB接口也叫通用串行总线接口,是目前应用最为普遍的设备接口,USB接口具有价格低廉、连接简单快捷、兼容性强、有很好的扩展性、支持即插即用、支持热插
16、拔、支持高传输速率等诸多优点。6 6、光纤通道(、光纤通道(Fibre ChannelFibre Channel):):光纤通道最长可达10公里,理论带宽可达1.06Gbps,实际带宽可达100Mbps,但价格非常昂贵,并且组建复杂。湖北宋清龙集团有限公司湖北宋清龙集团有限公司计算机组装与维护第计算机组装与维护第 5 5 章章硬盘接口方式及比较接口接口标标准准最大最大传输传输速速率率说说明明ATA-1ATA-18.3MB/s8.3MB/s是第一代是第一代IDEIDE接口接口标标准,支持准,支持PIO-0PIO-0、PIO-1PIO-1、PIO-2PIO-2传输传输模式,最大支持模式,最大支持5
17、04MB504MB以内的硬以内的硬盘盘,硬,硬盘盘尺寸尺寸为为5.255.25英寸,使用英寸,使用4040芯芯连线连线。ATA-ATA-2(EIDE2(EIDE或或Fast Fast ATA)ATA)16.6MB/s16.6MB/s19941994年开年开发发,主要解决了,主要解决了ATA-1ATA-1标标准与准与BIOSBIOS的容量限制,支持容量达到的容量限制,支持容量达到8.4GB8.4GB的硬的硬盘盘。相。相对对于于ATA-1ATA-1来来说说,它又增加了两种,它又增加了两种PIOPIO模式和两种模式和两种DMADMA模式,模式,对应对应主板上的接口也主板上的接口也变为变为两个两个ID
18、EIDE口,口,可分可分别连别连接一个主接一个主盘盘和一个从和一个从盘盘共四个共四个IDEIDE设备设备。ATA-3ATA-316.6MB/s16.6MB/s没有在没有在ATA-2ATA-2的基的基础础提高提高传输传输速率,但引入了密速率,但引入了密码码保保护护机制,机制,对电对电源管理方案源管理方案进进行了修改,引行了修改,引入了入了S.M.A.R.TS.M.A.R.T(硬(硬盘盘自我自我监测监测、自我分析和、自我分析和报报告)技告)技术术,是一个划,是一个划时时代的重大改代的重大改进进。ATA-ATA-4(Ultra4(UltraATA33)ATA33)33.3MB/s33.3MB/s该标
19、该标准是准是19961996年由年由IntelIntel、昆、昆腾腾公司合作开公司合作开发发的,从的,从ATA-4ATA-4开始,硬开始,硬盘盘开始支持开始支持DMADMA(直接内存(直接内存存取)技存取)技术术。微。微软软的的Windows98Windows98系系统统正式支持正式支持这这一接口技一接口技术术。ATA-ATA-5(Ultra5(UltraATA66)ATA66)66.6MB/s66.6MB/s该标该标准是准是19981998年由昆年由昆腾腾公司率先推出的,将普通的公司率先推出的,将普通的4040芯排芯排线线改改为为了了8080芯排芯排线线,并,并继继承承Ultra Ultra
20、 ATA 33ATA 33标标准的核心技准的核心技术术冗余校冗余校验验技技术术CRCCRC,保,保证证了高速了高速传输传输数据的安全性。因数据的安全性。因Windows98Windows98不不支持支持这这种技种技术术,故在,故在Windows98Windows98下使用下使用时时,除用,除用DMA 66DMA 66专专用数据用数据线连线连接硬接硬盘盘与主板外,与主板外,还还要正要正确安装主板确安装主板驱动驱动程序,程序,这样这样才能才能识别识别Ultra ATA 66Ultra ATA 66硬硬盘盘。ATA-ATA-6(Ultra6(UltraATA100)ATA100)100MB/s100
21、MB/s20002000年年6 6月推出的一种接口月推出的一种接口标标准,准,传输传输速率从上一代的速率从上一代的66MB/s66MB/s提高到了提高到了100MB/s100MB/s,是目前主流,是目前主流的接口的接口标标准。准。ATA-ATA-7(Ultra7(UltraATA133)ATA133)133MB/s133MB/s是是ATAATA系列中最新的版本,系列中最新的版本,20012001年年7 7月由月由迈迈拓公司推出,但除了拓公司推出,但除了迈迈拓公司外,它并没有得到其拓公司外,它并没有得到其他广大厂商的支持,因他广大厂商的支持,因为为一种新型的接口一种新型的接口类类型:串行方式接口
22、硬型:串行方式接口硬盘盘出出现现了。了。IDEIDE接口方式比较接口方式比较湖北宋清龙集团有限公司湖北宋清龙集团有限公司计算机组装与维护第计算机组装与维护第 5 5 章章5.2.6IDE跳线设置硬盘跳线位于数据线接口和电源线接口之间硬盘跳线位于数据线接口和电源线接口之间,在硬盘的在硬盘的正面标签上、硬盘电路板上或正面标签上、硬盘电路板上或IDEIDE接口旁边一般都附有硬盘接口旁边一般都附有硬盘跳线说明图。跳线说明图。一般可分为三种跳线设置:一般可分为三种跳线设置:MasterMaster(主盘)、(主盘)、SlaveSlave(从(从盘)、盘)、CableSelectCableSelect(简
23、称(简称CSCS,线缆选择)。,线缆选择)。MasterMaster表示主盘,是一个表示主盘,是一个IDEIDE通道上第一个被系统检测通道上第一个被系统检测到的设备。到的设备。SlaveSlave表示从盘,是一个表示从盘,是一个IDEIDE通道上第二个被系统通道上第二个被系统检测到的设备。检测到的设备。CableSelectCableSelect表示使用特殊的硬盘数据线连接表示使用特殊的硬盘数据线连接主板主板湖北宋清龙集团有限公司湖北宋清龙集团有限公司计算机组装与维护第计算机组装与维护第 5 5 章章硬盘新技术1 1、磁头技术:(、磁头技术:(1 1)MRMR(MAGNETO-RESITIVE
24、HEADMAGNETO-RESITIVEHEAD)技术。)技术。(2 2)GMRGMR(GIANTMRGIANTMR)技术。)技术。2 2、技术:自我监测、分析和报告技术。它由硬盘的监测电路和主板上的监测软、技术:自我监测、分析和报告技术。它由硬盘的监测电路和主板上的监测软件对被监测对象的运行情况与历史记录及预设的安全值进行分析、比较,当出件对被监测对象的运行情况与历史记录及预设的安全值进行分析、比较,当出现安全值范围以外的情况时,会自动向用户发出警告,并自动降低硬盘的运行现安全值范围以外的情况时,会自动向用户发出警告,并自动降低硬盘的运行速度,把重要数据文件转存到其他安全扇区。速度,把重要数
25、据文件转存到其他安全扇区。3 3、数据保护与震动保护技术:当硬盘受到撞击时,、数据保护与震动保护技术:当硬盘受到撞击时,SPSSPS系统能保持磁头不受震系统能保持磁头不受震动,撞击能量被硬盘其他相对坚固的部分吸收,这样就可以提高硬盘的抗震动动,撞击能量被硬盘其他相对坚固的部分吸收,这样就可以提高硬盘的抗震动性能,便于运输、安装、使用。性能,便于运输、安装、使用。4 4、RAIDRAID技术:廉价冗余磁盘阵列。组成磁盘阵列的设备具有高速度、大容量、技术:廉价冗余磁盘阵列。组成磁盘阵列的设备具有高速度、大容量、安全可靠的特点。安全可靠的特点。RAIDRAID硬盘是由几组硬盘驱动器组成,并由一个控制
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