第3章外存儲設備

本章要點

硬盤驅動器

3.3其它存儲設備

3.43.3.1硬盤的分類1．按內部盤片直徑大小分類2．按用途分類3．按數據接口分類1．按內部盤片直徑大小分類硬盤按內部盤片直徑大小可分為3.5英寸、2.5英寸和1.8英寸硬盤3種。3.5英寸硬盤常用于臺式機中，2.5英寸和1.8英寸硬盤常用于筆記本及部分袖珍精密儀器中。各種尺寸的硬盤如圖3-5所示。3.3.1硬盤的分類電腦的主要存儲媒介之一

(a)3.5英寸硬盤(b)2.5英寸硬盤(c)1.8英寸硬盤圖3-5硬盤2．按用途分類

3.3.1硬盤的分類（1）臺式機硬盤臺式機硬盤就是最為常見的計算機內部使用的存儲設備。隨著用戶對個人計算機性能的需求日益提高，臺式機硬盤也在朝著大容量、高速度、低噪音的方向發展，單碟容量逐年提高，轉速也達到了15000轉。3.3.1硬盤的分類（2）筆記本硬盤筆記本硬盤就是應用于筆記本的存儲設備，筆記本強調的是其便攜性和移動性，因此筆記本硬盤必須在體積、穩定性和功耗上達到很高的要求，而且防震性能要好。如圖3-6所示為富士通120GB的2.5英寸筆記本硬盤，圖3-7所示為日立20GB的1.8英寸筆記本硬盤。

圖3-6富士通120GB的2.5英寸硬盤圖3-7日立20GB的1.8寸硬盤3.3.1硬盤的分類（3）服務器硬盤服務器硬盤在性能上的要求要遠遠高于臺式機硬盤，這是受服務器大數據量、高負荷、高速度等要求所決定的。服務器硬盤一般采用SCSI接口，高端還有采用光纖通道接口的，極少的低端服務器采用臺式機上的ATA硬盤。服務器硬盤具有速度快、可靠性高和帶寬大等特點。3．按數據接口分類

3.3.1硬盤的分類（1）ATA接口硬盤

ATA（AdvancedTechnologyAttachment）接口就是我們常說的IDE接口。現在PC機使用的硬盤大多數都是與IDE接口兼容的，只需用一根IDE數據線將它們與主板連起來就可以了。并行模式的ATA接口速率提升到100MB/s之后，外部電磁干擾和IDE數據線內部信號間的串擾現象愈來愈嚴重，數據傳輸出錯概率也成倍提高。在這種情況下，新的SerialATA（即串行ATA，縮寫為SATA）接口類型就誕生了。SerialATA1x標準的產品能提供150MB/s的數據傳輸率。如圖3-8所示為IDE接口硬盤，圖3-9所示為SerialATA接口硬盤。圖3-8IDE接口硬盤圖3-9SerialATA硬盤3.3.1硬盤的分類（2）SCSI接口硬盤

SCSI英文全稱為“SmallComputerSystemInterface”（小型計算機系統接口），硬盤的外觀與普通硬盤基本一致，但SCSI硬盤的最高轉速比同期IDE硬盤的轉速發展得快，SCSI盤的CPU占用率非常低，在5%左右。這就使得SCSI硬盤的性能比IDE硬盤有較大的提高，只是SCSI硬盤須插在SCSI控制卡上。較高的價格使得它很難如IDE硬盤般普及，因此SCSI硬盤主要應用于中、高端服務器和高檔工作站中。

圖3-10SCSI控制卡圖3-11SCSI硬盤3.3.2硬盤的組成硬盤從外觀上看，由外殼、固定蓋板、安裝螺孔、數據線、控制電路板、電源接口和數據接口等組成，如圖3-12所示。硬盤內部結構包括傳動手臂、主軸、盤片和讀寫磁頭等。硬盤內部結構如圖3-13所示。外殼數據線接口電源接口跳線控制電路板反力矩彈簧裝置

磁盤盤片主軸讀寫磁頭傳動手臂傳動軸圖3-12硬盤外觀組成圖3-13硬盤內部結構3.3.3硬盤的主要性能指標1．單碟容量2．硬盤轉速3．緩存

4．尋道時間

5．道至道時間1．單碟容量

一張盤片具有正、反兩個存儲面，兩個存儲面的存儲容量之和就是硬盤的單碟容量。單碟容量越高，硬盤的數據傳輸率也就越快。3.3.3硬盤的主要性能指標2．硬盤轉速

硬盤轉速是指硬盤內主軸電機的轉動速度，目前市場上常見的硬盤轉速一般有5400轉/分鐘、7200轉/分鐘、甚至10000轉/分鐘。理論上，轉速越快越好，因為較高的轉速可縮短硬盤的平均尋道時間和實際讀寫時間，但是轉速越快，發熱量越大，不利于散熱。目前主流硬盤的轉速一般為7200轉/分鐘。3．緩存

緩存（Cachememory）是硬盤控制器上的一塊內存芯片，具有極快的存取速度，它是硬盤內部存儲和外界接口之間的緩沖器。由于硬盤的內部數據傳輸速度和外界介面傳輸速度不同，緩存在其中起到一個緩沖的作用。緩存的大小與速度是直接關系到硬盤的傳輸速度的重要因素，能夠大幅度地提高硬盤整體性能。當硬盤存取零碎數據時需要不斷地在硬盤與內存之間交換數據，有大緩存，則可以將那些零碎數據暫存在緩存中，減小外系統的負荷，也提高了數據的傳輸速度3.3.3硬盤的主要性能指標4．尋道時間

尋道時間是指硬盤磁頭移動到數據所在磁道而所用的時間，單位為毫秒(ms)。平均尋道時間則為磁頭移動到正中間的磁道需要的時間。硬盤的平均尋道時間越小，性能越高，現在一般選用平均尋道時間在10ms以下的硬盤。5．道至道時間

該指標表示磁頭從一個磁道轉移至另一磁道的時間，單位為毫秒(ms)。硬盤的相關品牌希捷（Seagate）

希捷公司成立于1979年，現為全球第二大的硬盤、磁盤和讀寫磁頭制造商，希捷在設計、制造和銷售硬盤領域居全球領先地位，提供用于企業、臺式電腦、移動設備和消費電子的產品。2005年并購邁拓（Maxtor）2011年4月收購三星（Samsung）旗下的硬盤業務。西部數據（WesternDigital）

/t01ea2014344937d22a.jpg存儲器產品，2011年3月收購日立之后，市場份額達到將近百分之50，取代希捷成為名副其實的硬盤老大。日立（HITACHI）HITACHI日立集團是全球最大的綜合跨國集團之一.臺式電腦硬盤，筆記本硬盤都有生產。于2002年并購IBM硬盤生產事業部門。于2011年3月被西部數據收購。東芝（TOSHIBA）日本最大的半導體制造商，亦是第二大綜合電機制造商，隸屬于三井集團旗下。主要生產移動存儲產品。三星（Samsung）韓國最大的企業集團三星集團的簡稱。生產的硬盤提供用于臺式電腦、移動設備和消費電子的產品。2011年4月19日，希捷正式宣布以13.75億美元（現金加股票的方式）收購三星硬盤業務。2011年12月20日，希捷宣布已完成對三星電子有限公司旗下硬盤業務的收購交易。硬盤的保養1.讀寫過程中且忌斷電硬盤的轉速大都是5400轉和7200轉，SCSI硬盤在10000到15000轉，在進行讀寫時，整個盤片處于高速旋轉狀態中，如果忽然切斷電源，將使得磁頭與盤片猛烈磨擦，從而導致硬盤出現壞道甚至損壞，也經常會造成數據流丟失。所以在關機時，一定要注意機箱面板上的硬盤指示燈是否沒有閃爍，即硬盤已經完成讀寫操作之后才可以按照正常的程序關閉電腦。硬盤指示燈閃爍時，一定不可切斷電源。如果是移動硬盤，最好要先執行硬件安全刪除，成功后方可拔掉。2.保持良好的工作環境硬盤對環境的要求比較高，有時候嚴重集塵或是空氣濕度過大，都會造成電子元件短路或是接口氧化，從而引起硬盤性能的不穩定甚至損壞。3.恰當的使用時間在一天中，特別是夏天高溫環境下。最好不要讓硬盤的工作時間超過10個小時，而且不要連續工作超過8個小時，應該在使用一段時間之后就關閉電腦，讓硬盤有足夠的休息時間。4.防止受震動硬盤是十分精密的存儲設備，進行讀寫操作時，磁頭在盤片表面的浮動高度只有幾微米；即使在不工作的時候，磁頭與盤片也是接觸的。硬盤在工作時，一旦發生較大的震動，就容易造成磁頭與資料區相撞擊，導致盤片資料區損壞或刮傷磁盤，丟失硬盤內所儲存的文件數據。因此，在工作時或關機后主軸電機尚未停頓之前，千萬不要搬動電腦或移動硬盤，以免磁頭與盤片產生撞擊而擦傷盤片表面的磁層。此外，在硬盤的安裝、拆卸過程中也要加倍小心，防止過分搖晃或與機箱鐵板劇烈碰撞。5.定期整理碎片硬盤工作時會頻繁地進行讀寫操作，同時程序的增加、刪除也會產生大量的不連續的磁盤空間與磁盤碎片。當不連續磁盤空間與磁盤碎片數量不斷增多時，就會影響到硬盤的讀取效能。如果數據的增刪操作較為頻繁或經常更換軟件，則應該每隔一定的時間（如一個月）就運行Windows系統自帶的磁盤碎片整理工具，進行磁盤碎片和不連續空間的重組工作，將硬盤的性能發揮至最佳。7.使用穩定的電源供電一定要使用性能穩定的電源，如果電源的供電不純或功率不足，很容易就會造成資料丟失甚至硬盤損壞。8、不要強制性關機強制關機會使硬盤與指針產生強烈的摩擦，長期這樣的話，硬盤會丟失信息，所以，一定要正確關機。3.4其它存儲設備◎了解移動硬盤的優點◎了解移動硬盤的性能指標◎了解U盤基本要求3.4.1

移動硬盤3.4.2

U盤3.4其它存儲設備3.4.1移動硬盤1．移動硬盤的優點2．移動硬盤的性能指標1．移動硬盤的優點

（1）容量大3.4.1移動硬盤隨著計算機技術的發展，移動硬盤的容量朝著海量的方向擴展。目前主流移動硬盤的容量在40G到160G之間，非常適合攜帶大量的圖形圖像資料、游戲軟件和數據庫等。如圖3-39所示為愛國者加密王III(80GB)。圖3-39（2）速度快

3.4.1移動硬盤移動硬盤有USB2.0的標準接口，數據傳輸速率是480MB/s，而IEEE1394接口的傳輸速率是400MB/s，適合視頻和音頻的存儲和交流。（3）安全可靠移動硬盤采用筆記本硬盤作為主體，具有較高的安全性。（4）兼容性好、即插即用不用安裝驅動程序、即插即用、非常方便。2．移動硬盤的性能指標

（1）接口類型

3.4.1移動硬盤移動硬盤盒外置接口方式主要有并行接口、IEEE1394接口和USB接口3種。并行接口移動硬盤盒出現較早，由于其數據傳輸率都低且不支持即插即用功能而被淘汰；

IEEE1394也稱Friewire（火線），它是蘋果公司在八十年代中期提出的，是蘋果式計算機的標準接口。但只有一些高端計算機主板才配有IEEE1394接口，所以普及性較差。

USB接口的移動硬盤盒是主流接口，支持熱插拔。USB有兩種標準，USB1.1和USB2.0。USB2.0傳輸速度高達480MB/s，是USB1.1接口的40倍，USB2.0需要主板的支持，可向下兼容，如圖3-40所示。（2）容量

3.4.1移動硬盤容量問題是我們選購移動硬盤時首先要考慮的問題，要根據需要而定。（3）移動硬盤盒的尺寸

移動硬盤盒分為2.5英寸和3.5英寸兩種。2.5英寸移動硬盤盒使用筆記本電腦硬盤，2.5英寸移動硬盤盒體積小、重量輕、便于攜帶，一般沒有外置電源，是用戶的首選。3.4.1移動硬盤（4）品牌

目前主流的移動硬盤容量在40GB~160GB，超大容量的移動硬盤還有3000GB的。主要品牌有愛國者、紐曼、日立、三星、索尼、朗科和清華紫光等。如圖3-41所示為愛國者160GB的移動存儲。如圖3-42所示為日立移動存儲。圖3-40

USB接口圖3-41愛國者160GB移動存儲圖3-42日立移動存儲3.4.2U盤1．U盤的特點2．U盤的類型3．U盤的使用1．U盤的特點

（1）體積只有大拇指大小，重量約20g（2）由USB接口直接供電、不用驅動器、不需外接電源、可熱插拔、即插即用，使用非常方便（3）存儲容量大（32MB~1GB），讀寫速度快（比軟盤快20%）3.4.2U盤（4）數據保存時間長（達10年之久），可重復擦寫100萬次以上（5）耐高低溫、不怕潮、不怕摔、小巧輕盈、便于攜帶，特別適用于微機間較大容量文件的轉移存儲。2．U盤的類型

（1）無驅動型（2）啟動型3.4.2U盤該類U盤在WindowsMe/2000/XP下不需要安裝驅動程序。

啟動型U盤在具有從USB設備啟動功能的主板中，可以引導操作系統，即將BIOS設置中的“FirstBootDevice”設置為“USB－ZIP”。（3）加