計算機基礎5外部存儲器ppt課件.ppt

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1、5 外部存儲器許 文 杰五五 外部存儲器外部存儲器本章要點v計算機硬盤的結構v計算機硬盤的性能指標v光驅的工作原理、內部結構和維護vDVD的優點及分類vCD-RW的選購及軟驅的種類五五 外部存儲器外部存儲器v計算機的磁存儲設備主要有軟盤系統、光盤系統和硬盤系統等，是目前計算機上配置的最重要的外部存儲器，特別是硬盤，具有容量大、數據存取速度快等特點，是各種計算機保存程序、數據的必不可少的存儲設備。外部存儲器的作用是長時間保護或永久保存數據。五五 外部存儲器外部存儲器5.1 外部存儲器外部存儲器v硬盤存儲器簡稱硬盤，是微機中廣泛使用的外部存儲設備。v它具有比軟盤大得多的存儲容量和快得多的存取速度。

2、v硬盤的盤片在驅動器內部，不可拿出v硬盤一般都安裝在主機箱內部，用戶無法從外觀上看到。v硬盤的生產過程是在無塵工廠中進行的，磁盤和磁頭全部密封在鐵皮盒子中，因此它在出廠之前其容量就已經固定了。v由于硬盤密封在金屬盒中，防潮、防霉、防灰塵性能好，如果使用得當，硬盤上的數據可保存數年之久。 五五 外部存儲器外部存儲器5.1.1 硬盤使用技術硬盤使用技術v1956 年，美國IBM 公司制造出世界上第一塊容量為5MB 的硬盤（IBM 350 RAMAC），共使用了50 個直徑 為24 英寸的磁盤。v1968年由IBM 公司提出“溫徹斯特”技術。v1973年IBM公司制造出第一臺采用“溫徹斯特”技術的硬

3、盤，容量為640MB。 v“溫徹斯特”技術是指硬盤內部是真空的、磁頭懸浮、密封高速旋轉、磁頭沿盤片徑向移動。 五五 外部存儲器外部存儲器5.1.2 硬盤的結構硬盤的結構1、硬盤的外部結構v 電源接口：電源接口與主機電源相連，作用是為硬盤正常工作提供電力保證。v 數據接口：數據接口是硬盤數據和主板控制器之間進行數據傳輸交換的紐帶，根據連接方式的差異，分為IDE接口、SCSI接口和SATA接口。v 跳線插針：在硬盤電源接口旁有一個8針或9針的跳線，是用來設置硬盤的主從。主要應用于IDE接口硬盤。v 密封式金屬外殼：主要是為了防止灰塵進入硬盤內。v 邏輯電路板：安裝在盤體的下方，上面裸露著控制芯片、

4、電阻等電子元件，有利于散熱。散熱對硬盤的穩定運行非常重要。五五 外部存儲器外部存儲器數據線電源線數源線電源線跳線SCSI接口左上圖為SATA接口硬盤，右上圖為IDE接口硬盤，下圖為SCSI接口硬盤五五 外部存儲器外部存儲器酷魚120G五五 外部存儲器外部存儲器2、硬盤的內部結構v硬盤的內部結構由磁頭組件、磁頭驅動機構、盤片及主軸驅動機構、前置讀寫控制電路等幾大部分組成，而磁頭組件是構成硬盤的核心，封裝在硬盤的凈化腔體內。 空氣過濾片主軸音圈馬達永磁鐵磁頭臂磁頭磁盤五五 外部存儲器外部存儲器v 磁頭組件v浮動磁頭組件由讀寫磁頭、傳動手臂、傳動軸三部分組成。當加電后磁頭與磁盤表面之間有0.10.3

5、um的間隙，這樣可以獲得很好的數據傳輸率。 音圈電機讀寫磁頭傳動桿傳動軸五五 外部存儲器外部存儲器v 磁頭驅動機構v磁頭驅動機構由音圈電機和磁頭驅動小車組成，新型大容量硬盤還具有高效的防震動機構。五五 外部存儲器外部存儲器v 盤片和主軸組件v盤片是硬盤存儲數據的載體，現在的盤片大都采用金屬薄膜磁盤，這種金屬薄膜磁盤具有更高的記錄密度。v硬盤由多個盤片組成，單片分別有0面和1面；盤片上的每一個同心圓為一個磁道，最外面為0道；每一個磁道又分為多個扇區，每個扇區都是512字節；每個盤片的相同磁道形成柱面。磁頭靜止不動的地方稱為“著陸區”；硬盤的容量一般表示為：面數每面磁道數每磁道扇區數每扇區字節數五

6、五 外部存儲器外部存儲器柱面0柱面1柱面2柱面0號讀寫頭1號讀寫頭2號讀寫頭3號讀寫頭扇區0面1面2面3面五五 外部存儲器外部存儲器v主軸組件包括軸瓦和驅動電機等。驅動電機又可分為滾珠軸承電機和液態軸承電機兩種。v滾珠軸承馬達工作時溫度高，噪聲大，磨損嚴重，轉速相對較慢，但價格較低。v液態軸承馬達以解決了滾珠軸承馬達上的問題同時還有很好的抗震能力，使硬盤壽命延長。五五 外部存儲器外部存儲器v 前置控制電路v前置控制電路控制磁頭感應的信號、主軸電機調速、磁頭驅動和伺服定位等。v由于磁頭讀取的信號微弱，所以，將放大電路密封在腔體內可減少外來信號的干擾和提高操作指令的準確性。五五 外部存儲器外部存儲

7、器五五 外部存儲器外部存儲器5.1.3 硬盤的性能指標硬盤的性能指標1、硬盤的轉速v轉速是指硬盤碟片轉動的速度，其單位為r/min(轉/分鐘)v硬盤的馬達直接快定了硬盤的轉速。從理論上講，硬盤的轉速越快越好，因為較高的硬盤轉速可以極大地縮短硬盤的平均尋道時間和實際讀寫時間。但是，硬盤的高轉速給硬盤的負面影響就是轉速越快，硬盤表面的發熱量越大，如果再加上機箱散熱不佳和其它周邊散熱過多的原因，很可能造成機器運行不穩定。五五 外部存儲器外部存儲器2平均尋道時間v平均尋道時間是指硬盤磁頭移動到數據所在磁道時所用的時間，單位為毫秒(ms)。3平均潛伏期v平均潛伏期是指當磁頭移動到數據所在的磁道后，等待所

8、要的數據繼續轉動到磁頭下的時間，單位為ms五五 外部存儲器外部存儲器4、 平均訪問時間v又稱平均存取時間，是指從讀/寫指令發出到第一筆數據讀/寫時所用的平均時間，包括了平均尋道時間、平均潛伏期與相關的內務操作時間（如指令處理）。5、數據傳輸率v單位為MB/s(兆字節每秒，又稱MBPS)或Mbits/s(兆位每秒，又稱Mbps)。DTR分為最大(Maximum)與持續(Sustained)兩個指標，根據數據交接方的不同又分外部與內部數據傳輸率。內部DTR是指磁頭與緩沖區之間的數據傳輸率，外部DTR是指緩沖區與主機(即內存)之間的數據傳輸率。 五五 外部存儲器外部存儲器6、 緩沖區容量v很多人也稱

9、之為緩存（Cache）容量，單位為MB。緩沖區的基本作用是平衡內部與外部的DTR。為了減少主機的等待時間，硬盤會將讀取的資料先存入緩沖區，等全部讀完或緩沖區填滿后再以接口速率快速向主機發送。 7、 噪音與溫度（Noise & Temperature）v這兩個屬于非性能指標。五五 外部存儲器外部存儲器5.1.4 常見硬盤接口及標準術語常見硬盤接口及標準術語1、IDEvIDE的英文全稱為“Integrated Drive Electronics”，即“電子集成驅動器”，它的本意是指把“硬盤控制器”與“盤體”集成在一起的硬盤驅動器。v時至今日這一接口技術仍在不斷地發展，并且仍是PC機中硬盤接口中的絕

10、對主流，隨著其接口技術的飛速發展，引入了許多新技術，使這一IDE接口標準得到了質的飛躍，通常不再以IDE標稱，而是以諸如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等標注。vIDE接口經歷過ATA、ATA33、ATA66、ATA100、ATA133等幾種速度規格，后面的數字可以標明這種接口的傳輸速率，比如ATA100接口就可以達到100MB/s的速度。 五五 外部存儲器外部存儲器五五 外部存儲器外部存儲器五五 外部存儲器外部存儲器2、SATAvSATA（串行）接口為新一代硬盤傳輸規范。 五五 外部存儲器外部存儲器vSATA（串行）與IDE（并行）傳輸接口相比，SATA擁有更多的技術優

11、勢。v. 高數據傳輸率 v第一代Serial ATA的數據傳輸率為150MB/s ，而在已經發布的Serial ATA2.0和Serial ATA3.0規范中將達到最高300MB/s及600MB/s的傳輸率。v. 無需復雜設置v在并行硬盤的時代主板上的一個IDE接口上同時可以安裝兩個IDE硬盤，這時就必須設置主/從（Master/Slave）選項。但是SATA接口使用點對點傳輸協議，也就是說每個通信道都只能單獨安裝一個設備，并且獨享帶寬，這種工作模式在實際應用中更容易被管理。 五五 外部存儲器外部存儲器v. 支持熱拔插功能vSATA接口是允許進行熱拔插的。就好像我們現在用的移動硬盤一樣。v.

12、數據線可以更長 v傳統的IDE接口為40針結構，其線纜的長度被限制在了45cm之內。而SATA數據線采用點對點傳輸，最長距離可以擴展到1米以上。 五五 外部存儲器外部存儲器v. 接口注重人性化 vIDE接口在連接時用戶必須區分數據線安裝時的反正。SATA硬盤則采用了L形接口，根本不存在接反的可能。但SATA接口線纜設計有先天缺陷，L形的接口不允許用戶多次拔插，否則就會引發接觸不良的問題。五五 外部存儲器外部存儲器3 、SCSIvSCSI(Small Computer System Interface，小型計算機系統接口)接口是一種系統級接口，一條SCSI總線最多可以連接15塊硬盤五五 外部存儲

13、器外部存儲器5.1.5 硬盤技術硬盤技術v硬盤所采用的技術，目前主要包括3個方面，一是磁頭技術；二是防震技術；三是數據保護技術。隨著各大制造廠商的技術競爭，目前這3個方面的技術要點也逐漸走向融合。 1、磁頭技術 其原理：磁阻元件連著一個十分敏感的放大器，可以測出微小的電阻變化。2、防震技術（SPS） 其原理：分散外來的沖擊能量，盡量避免硬盤的磁頭和盤片之間的意外撞擊。能夠承受1500g或更高的沖擊力。五五 外部存儲器外部存儲器3、數據保護技術v.S.M.A.R.T技術v.數據衛士v.DPS（數據保護系統）： v.MaxSafe技術： 五五 外部存儲器外部存儲器5.1.6 硬盤的生產廠商及編號硬

14、盤的生產廠商及編號1、生產廠家生產廠家v主要有：v邁拓(Maxtor)v三星(Samsung)v希捷(ST，Seagate)v昆騰(Quantum)v西部數據(WD)五五 外部存儲器外部存儲器2、編號、編號v、Seagate（希捷）公司（希捷）公司Seagate公司的硬盤其命名方式為：公司的硬盤其命名方式為：v“首位首位+盤片尺寸盤片尺寸+容量容量+盤片數盤片數+轉速轉速+接口類型接口類型”v例：例：Seagate酷魚酷魚代代IDE硬盤硬盤ST330630A為例為例v ST：首位，希捷公司硬盤均用：首位，希捷公司硬盤均用ST開頭開頭v 3：盤片尺寸為：盤片尺寸為3.5英寸英寸v 306：容量為

15、：容量為30.6GBv 3：盤片數為：盤片數為3片片v 0：表示為：表示為7200V/M（0以外為以外為5400r/min)v A：接口類型：接口類型 A為為ATA UDMA/66或或UDMA/100（AG為筆記本專用、為筆記本專用、W、N為為SCSI專用專用 五五 外部存儲器外部存儲器v2、Maxtor（邁拓）公司（邁拓）公司vMaxtor公司的硬盤其命名方式為：公司的硬盤其命名方式為：v“系列號系列號+此系列硬盤最大容量此系列硬盤最大容量+首位首位+容量容量+接口類型接口類型+磁頭磁頭數數”v例：金鉆四代例：金鉆四代DiamondMax Plus40 53073U6vDiamondMax

16、Plus：代表硬盤是金鉆系列：代表硬盤是金鉆系列v 40：代表此系列硬盤的最大容量為：代表此系列硬盤的最大容量為40GBv 5：用于說明一段時間，最新的金鉆系列硬盤都是：用于說明一段時間，最新的金鉆系列硬盤都是5v 3073：代表容量為：代表容量為30.7GBv U：代表此硬盤的接口是：代表此硬盤的接口是Ultra DMA/66(D為為Ultra DMA/33；A 為為ATAUltra DMA/100) v 6：代表此硬盤的磁頭數：代表此硬盤的磁頭數五五 外部存儲器外部存儲器5.2 光盤驅動器光盤驅動器v根據光盤存儲技術的不同光盤驅動器可分為以下幾種：CD-ROM（只讀光盤驅動器）、CD-R（

17、可寫光盤驅動器）、CD-R/W（可擦寫光盤驅動器）、DVD-ROM（DVD只讀光盤驅動器）和DVD-RAM（可反復擦寫DVD光盤存儲器）等。 五五 外部存儲器外部存儲器5.2.1 光盤驅動器工作原理光盤驅動器工作原理v其工作原理是數據通過刻錄設備在盤面上刻出一個信號凹坑，再在光盤的另一面涂上反光材料，CD-ROM的激光頭發出光束照到平地方和凹地方所反射回的信號不同，CD-ROM上的光敏元件根據反射信號的有無或強弱來記錄0和1完成數據的輸入。 五五 外部存儲器外部存儲器5.2.2 光盤驅動器工作原理光盤驅動器工作原理 光盤托架音量旋鈕強制彈出孔指示燈播放/向后搜索鍵打開/關閉/停止鍵耳機插孔1、

18、光驅的前面板五五 外部存儲器外部存儲器 數字音頻輸出連接口模擬音頻輸出連接口數據線插座電源插座主盤/從盤/CSEL 盤模式跳線2、光驅的后面板五五 外部存儲器外部存儲器5.2.3 光盤的內部結構光盤的內部結構1、底部結構 v包括：伺服系統、控制系統和主控電路等組成部分。 五五 外部存儲器外部存儲器2、機芯結構 v.激光頭組件v.主軸馬達v.光盤托架v.啟動機構五五 外部存儲器外部存儲器5.2.4 光驅的性能指標光驅的性能指標1、數據的傳輸率v光驅從光盤上讀取數據的快慢。v單速是指最初的光驅讀媽速率，為150KB/S。v倍速是指光驅以單速的多少倍進行工作。2、平均讀取時間v是指CD-ROM從光頭

19、定位到開始讀盤的時間，一般是越小越好。 3、緩沖區v用于暫存光驅讀出的數據。它的大小直接影響光驅的速度五五 外部存儲器外部存儲器4、光驅的容錯性能v是指光驅讀取質量不太好的光盤的能力，容錯性能越強，光驅能讀的“爛盤”越多。5、光驅的讀取方式v 恒定線速度（CLV）v 恒定角速度（CAV）v 部分恒定角速度（PCAV）6、接口類型v兩種接口：IDE、SATA和SCSI。 五五 外部存儲器外部存儲器5.2.5 普通光驅的種類普通光驅的種類 1、按接口分類：v.IDE 接口：最廣泛的、價格便宜，速率低v.SCSI接口：速度快，傳輸效率高，支持熱插拔。2、按結構方式分類：v.內置式光驅：最廣泛的，安裝

20、在計算機內的5英寸位置上的光驅v.外置式光驅：其自身帶有保護外殼，可放在計算機機箱外，通過并口線與計算機連。v.多盤式光驅：可同時放入多張光盤五五 外部存儲器外部存儲器5.2.6 光驅的維護與維修光驅的維護與維修1、光驅的維護v 對光盤的選擇v 光驅的入盒和出盒v 保證光驅的通風良好2、光驅的常見故障v 接口故障 系統配置故障v 光學部件故障 機械部件故障v 電子部件故障 其它故障3、光驅的維修基本操作方法v 光電管及聚焦透鏡的清洗 v調整激光頭功率五五 外部存儲器外部存儲器5.2.7 光驅的選購光驅的選購 v1、速度v2、容錯v3、穩定性v4、尋道時間。v5、cpu占用率v6、名牌與水貨v7

21、、其他指標v8、售后服務五五 外部存儲器外部存儲器5.3.1 DVD驅動器優點驅動器優點v1、容量大 v2、數據傳輸率高v3、采用Dolby Digital格式 v4、兼容性好v5、性能價格比高5.3.2 DVD驅動器優點驅動器優點v1、DVD-ROMv2、DVD-Rv3、DVD-RWv4、DVD-RAM5.3 DVD驅動器驅動器 五五 外部存儲器外部存儲器5.4 刻錄光驅刻錄光驅 v光盤刻錄（“CD-R”和“CD-RW”）是在CD-ROM基礎上發展起來的兩種CD存儲技術，“CD-R”是“CD-Recordable”的英文簡寫，是指一種允許CD進行一次性刻寫的特殊存儲技術?！癈D-RW”是CD

22、-ReWritable的英文簡寫，是指一種允許對CD進行多次重復擦寫的特殊存儲技術。這兩種技術借以實現的存儲介質分別被稱為CD-R盤片和CD-RW盤片，而實現這兩種技術的設備，就是CD-R驅動器和CD-RW驅動器。目前單純的CD-R驅動器已很少見，通常所說的“光盤刻錄機”是指CD-RW驅動器。v刻錄機有三個速度指標：刻錄速度、復寫速度和讀取速度 五五 外部存儲器外部存儲器5.5 軟盤驅動器軟盤驅動器v1、普通軟盤驅動器：目前大多數計算機配備的3.5英寸1.44MB的軟盤驅動器。v2、ZIP磁盤驅動器：由美國IOMEGA公司研制生產的一種大容量磁盤驅動器，每張存儲量為100MB。v3、LS-12

23、0驅動器：是一種高容量的軟盤驅動器，是新一代的軟盤標準，每張存儲容量為120MB。五五 外部存儲器外部存儲器5.6 U盤盤v追溯U盤發展的歷史，U存盤應該是在2000年首次面市，當時全球共有5家企業擁有自有閃存盤品牌的銷售。到今天我們能輕松買到各類功能多樣的U盤，可以說，它已經完成了一個產品最初的研發期，進入成熟期。五五 外部存儲器外部存儲器v說到U盤的優點，不言而喻，容量大、速度快、體積小、抗震強、功耗低、壽命長，U盤已逐漸成為移動存儲領域的新寵。五五 外部存儲器外部存儲器5.6.1 U盤的特點盤的特點v1、容量大vU盤的容量最低為32MB 相當于23張軟盤。 v2、傳輸速度快v現在主流U盤

24、的接口類型USB1.0速度較慢,隨著USB2.0技術的成熟，U盤的傳輸速度會有所提高。v3、穩定性v目前U盤相應的推出了U-SAFE技術，較好地避免文件丟失之類情況。 v4、數據安全v現在的U盤在抗震性能強,防潮防磁，耐高低溫（-40C +85C）都有所改善，因此U盤至少可擦寫1,000,000次 數據可保存10年。 五五 外部存儲器外部存儲器5.6.2 U盤的分類盤的分類 vU盤的款式多種多樣，但是可以歸為兩大類：一是磁盤型，這類U盤被系統識別為本地磁盤；二是移動型，這類U盤被系統識別為移動磁盤。此外還有一些具有有特別功能的盤。 v1、郵箱功能型U盤v2、遙控型U盤v3、殺毒型U盤v4、安全

25、型U盤五五 外部存儲器外部存儲器5.6.3 使用使用U盤時的注意事項盤時的注意事項 v1. 當插入U盤后，最好不要立即拔出。特別是不要反復立即插拔，因為操作系統需要一定的反應時間，中間的間隔最好在5秒以上。v2. 慎用密碼，若密碼丟失，則數據將無法打開v3. U盤上有一個寫保護開關，不要在U盤插入電腦時撥動此開關，以防損壞。v4. U盤雖然有很多優點，但數據也不是萬無一失的，掌握正確的使用方法是關鍵。五五 外部存儲器外部存儲器練習題：v計算機硬盤的內部結構包括幾部件？v計算機硬盤的外部結構包括向部件？v簡述計算機硬盤的性能指標？v光驅是如何讀取數據的？v光驅的維護包括幾方法？v簡述DVD的優點及分類方式？