5外部存儲器許文杰5外部存儲器許文杰1本章要點計算機硬盤的結構計算機硬盤的性能指標光驅的工作原理、內部結構和維護DVD的優點及分類CD-RW的選購及軟驅的種類本章要點計算機硬盤的結構2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。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3計算機基礎5外部存儲器ppt課件45.1外部存儲器硬盤存儲器簡稱硬盤，是微機中廣泛使用的外部存儲設備。它具有比軟盤大得多的存儲容量和快得多的存取速度。硬盤的盤片在驅動器內部，不可拿出硬盤一般都安裝在主機箱內部，用戶無法從外觀上看到。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。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。5.1外部存儲器硬盤存儲器簡稱硬盤，是微機中廣泛使55.1.1硬盤使用技術1956年，美國IBM公司制造出世界上第一塊容量為5MB的硬盤（IBM350RAMAC），共使用了50個直徑為24英寸的磁盤。1968年由IBM公司提出“溫徹斯特”技術。1973年IBM公司制造出第一臺采用“溫徹斯特”技術的硬盤，容量為640MB。“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。5.1.1硬盤使用技術1956年，美國IBM公65.1.2硬盤的結構1、硬盤的外部結構⑴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。⑵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。⑶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。⑷密封式金屬外殼：主要是為了防止灰塵進入硬盤內。⑸邏輯電路板：安裝在盤體的下方，上面裸露著控制芯片、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。5.1.2硬盤的結構1、硬盤的外部結構7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接口硬盤數據線電源線數源線電源線跳線SCSI接口8酷魚120G酷魚120G92、硬盤的內部結構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2、硬盤的內部結構空氣過濾片主軸音圈馬達永磁鐵磁頭臂磁頭磁盤10⑴磁頭組件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0.1～0.3um的間隙，這樣可以獲得很好的數據傳輸率。⑴磁頭組件11⑵磁頭驅動機構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。⑵磁頭驅動機構12⑶盤片和主軸組件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。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⑶盤片和主軸組件13柱面柱面14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。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。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。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15⑷前置控制電路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。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。⑷前置控制電路16計算機基礎5外部存儲器ppt課件175.1.3硬盤的性能指標1、硬盤的轉速轉速是指硬盤碟片轉動的速度，其單位為r/min(轉/分鐘)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。5.1.3硬盤的性能指標1、硬盤的轉速182．平均尋道時間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．平均潛伏期平均潛伏期是指當磁頭移動到數據所在的磁道后，等待所要的數據繼續轉動到磁頭下的時間，單位為ms2．平均尋道時間194、平均訪問時間又稱平均存取時間，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。

4、平均訪問時間206、緩沖區容量很多人也稱之為緩存（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）這兩個屬于非性能指標。6、緩沖區容量215.1.4常見硬盤接口及標準術語1、IDEIDE的英文全稱為“IntegratedDriveElectronics”，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。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、UltraATA、DMA、UltraDMA等標注。IDE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。5.1.4常見硬盤接口及標準術語1、IDE22計算機基礎5外部存儲器ppt課件23計算機基礎5外部存儲器ppt課件242、SATASATA（串行）接口為新一代硬盤傳輸規范。

2、SATA25SATA（串行）與IDE（并行）傳輸接口相比，SATA擁有更多的技術優勢。⑴.高數據傳輸率第一代SerialATA的數據傳輸率為150MB/s，而在已經發布的SerialATA2.0和SerialATA3.0規范中將達到最高300MB/s及600MB/s的傳輸率。⑵.無需復雜設置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。SATA（串行）與IDE（并行）傳輸接口相比，SATA擁有更26⑶.支持熱拔插功能SATA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。⑷.數據線可以更長傳統的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。⑶.支持熱拔插功能27⑸.接口注重人性化IDE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。⑸.接口注重人性化283、SCSISCSI(SmallComputerSystemInterface，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3、SCSI295.1.5硬盤技術硬盤所采用的技術，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。5.1.5硬盤技術硬盤所采用的技術，目前主要包括3個方303、數據保護技術⑴.S.M.A.R.T技術⑵.數據衛士⑶.DPS（數據保護系統）：⑷.MaxSafe技術：3、數據保護技術315.1.6硬盤的生產廠商及編號1、生產廠家主要有：邁拓(Maxtor)三星(Samsung)希捷(ST，Seagate)昆騰(Quantum)西部數據(WD)5.1.6硬盤的生產廠商及編號1、生產廠家322、編號⑴、Seagate（希捷）公司Seagate公司的硬盤其命名方式為：“首位+盤片尺寸+容量+盤片數+轉速+接口類型”例：Seagate酷魚Ⅱ代IDE硬盤ST330630A為例

ST：首位，希捷公司硬盤均用ST開頭

3：盤片尺寸為3.5英寸

306：容量為30.6GB3：盤片數為3片0：表示為7200V/M（0以外為5400r/min)A：接口類型A為ATAUDMA/66或UDMA/100（AG為筆記本專用、W、N為SCSI專用

2、編號⑴、Seagate（希捷）公司332、Maxtor（邁拓）公司Maxtor公司的硬盤其命名方式為：“系列號+此系列硬盤最大容量+首位+容量+接口類型+磁頭數”例：金鉆四代DiamondMaxPlus4053073U6DiamondMaxPlus：代表硬盤是金鉆系列

40：代表此系列硬盤的最大容量為40GB5：用于說明一段時間，最新的金鉆系列硬盤都是53073：代表容量為30.7GBU：代表此硬盤的接口是UltraDMA/66(D為UltraDMA/33；A為ATAUltraDMA/100)6：代表此硬盤的磁頭數2、Maxtor（邁拓）公司345.2光盤驅動器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（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。

5.2光盤驅動器根據光盤存儲技術的不同光盤驅動器可355.2.1光盤驅動器工作原理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。5.2.1光盤驅動器工作原理其工作原理是數據通過刻錄設備365.2.2光盤驅動器工作原理1、光驅的前面板5.2.2光盤驅動器工作原理1、光驅的前面板372、光驅的后面板2、光驅的后面板385.2.3光盤的內部結構1、底部結構包括：伺服系統、控制系統和主控電路等組成部分。5.2.3光盤的內部結構1、底部結構392、機芯結構⑴.激光頭組件⑵.主軸馬達⑶.光盤托架⑷.啟動機構2、機芯結構405.2.4光驅的性能指標1、數據的傳輸率光驅從光盤上讀取數據的快慢。單速是指最初的光驅讀媽速率，為150KB/S。倍速是指光驅以單速的多少倍進行工作。2、平均讀取時間是指CD-ROM從光頭定位到開始讀盤的時間，一般是越小越好。3、緩沖區用于暫存光驅讀出的數據。它的大小直接影響光驅的速度5.2.4光驅的性能指標1、數據的傳輸率414、光驅的容錯性能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⑴恒定線速度（CLV）⑵恒定角速度（CAV）⑶部分恒定角速度（PCAV）6、接口類型兩種接口：IDE、SATA和SCSI。4、光驅的容錯性能425.2.5普通光驅的種類

1、按接口分類：⑴.IDE接口：最廣泛的、價格便宜，速率低⑵.SCSI接口：速度快，傳輸效率高，支持熱插拔。2、按結構方式分類：⑴.內置式光驅：最廣泛的，安裝在計算機內的5英寸位置上的光驅⑵.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。⑶.多盤式光驅：可同時放入多張光盤5.2.5普通光驅的種類1、按接口分類：435.2.6光驅的維護與維修1、光驅的維護⑴對光盤的選擇⑵光驅的入盒和出盒⑶保證光驅的通風良好2、光驅的常見故障⑴接口故障 ⑵系統配置故障⑶光學部件故障 ⑷機械部件故障⑸電子部件故障 ⑹其它故障3、光驅的維修基本操作方法⑴光電管及聚焦透鏡的清洗⑵調整激光頭功率5.2.6光驅的維護與維修1、光驅的維護445.2.7光驅的選購

1、速度2、容錯3、穩定性4、尋道時間。5、cpu占用率6、名牌與水貨7、其他指標8、售后服務5.2.7光驅的選購1、速度455.3.1

DVD驅動器優點1、容量大2、數據傳輸率高3、采用DolbyDigital格式4、兼容性好5、性能價格比高5.3.2

DVD驅動器優點1、DVD-ROM2、DVD-R3、DVD-RW4、DVD-RAM5.3DVD驅動器

5.3.1DVD驅動器優點5.3DVD驅動器465.4刻錄光驅

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。“CD-RW”是CD-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。刻錄機有三個速度指標：刻錄速度、復寫速度和讀取速度

5.4刻錄光驅光盤刻錄（“CD-R”和“CD-R475.5軟盤驅動器1、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。2、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。3、LS-120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。5.5軟盤驅動器1、普通軟盤驅動器：目前大多數計算機配485.6U盤追溯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。5.6U盤追溯U盤發展的歷史，U存盤應該是在2000年49說到U盤的優點，不言而喻，容量大、速度快、