计算机组装与维护第5章_其他存储设备

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1、 第5章 其他存储设备 5.1 硬 盘 5.2 光 驱 5.3 移动存储设备 5.1 硬 盘 5.1.1 硬盘概述 5.1.2 硬盘的工作模式 5.1.3 硬盘的性能指标 5.1.4 选购硬盘 5.1.5 硬盘的故障分析 5.1.1 硬盘概述 1IDE硬盘 2SATA硬盘 3SCSI硬盘 4光纤通道硬盘 1IDE硬盘 IDE（Integrated Drive Electronics）即“电子集成驱动器”，又称为 AT BUS接口，多用于3.5英寸硬盘，如图所示为一款IDE接口的硬盘 。计算机中主要采用的接口方式为EIDE接口（Enhanced IDE，增强 型IDE接口），这是在IDE接口基础

2、上升级而来的。IDE硬盘的本意是 指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。 2SATA硬盘 SATA（Serial ATA）接口的硬盘又叫串口硬盘，是目前 比较流行的硬盘接口，如图所示。使用其专用的SATA数 据线，SATA接口能得到比IDE接口更快的数据传输速度 ，而且还能像U盘一样支持热插拔。 串口硬盘是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型 ，它由于采用串行方式传输数据而得名。 3SCSI硬盘 SCSI（Small Computer System Interface）即小型计算机系统接口 ，它是一种多用途的输入/输出接口，除用于磁盘外，还广泛用于光盘 驱动器、磁带机、扫描

3、仪和打印机等设备。一条SCSI总线最多可以 连接8台设备，为了区分各台设备，每台设备都拥有一个ID号（07 ），因此，SCSI硬盘适用于多用户、多任务处理，具有较高的数据 传送速率。如图所示为由于SCSI接口的硬盘。 4光纤通道硬盘 和SCSI接口一样，如图所示为光纤通道硬盘。光 纤通道最初也不是为硬盘设计开发的接口技术， 它是专门为网络系统设计的，但随着存储系统对 速度的需求，光纤通道逐渐应用到硬盘系统中。 5.1.2 硬盘的工作模式 1LARGE 2LBA 3NORMAL 1LARGE LARGE模式即超大规模管理模式，它将柱 面数除以2，而把磁头数乘以2，保持总容 量不变。这种模式通常在

4、硬盘的柱面超过 1 024而又不被LBA支持时才使用。 2LBA LBA（Logical Block Addressing，逻辑块寻址 模式）模式所管理的硬盘空间突破了528MB的瓶 颈。在LBA模式下设置的柱面、磁头以及扇区等 参数并不是实际硬盘的物理参数。在访问硬盘时 ，由IDE控制器把由柱面、磁头以及扇区等参数 确定的逻辑地址转换为实际硬盘的物理地址。 该模式支持的硬盘参数为：最大柱面数为1 024， 最大磁头数为255，最大扇区数为63，每扇区字 节数为512，由此计算出可访问的硬盘容量为 512632551 024 = 8.4GB。 3NORMAL NORMAL是硬盘最早的IDE模式

5、，被称为“硬盘的 普通模式”。在此方式下对硬盘进行访问时， BIOS和IDE控制器对参数不作任何转换。 该模式支持的最大柱面数为1 024，最大磁头数为 16，最大扇区数为63，每扇区字节数为512。因 此NORMAL模式支持的最大硬盘容量为 51263161 024 = 528MB。在此模式下即使硬 盘的实际物理容量再大，可访问的硬盘空间也只 能是528MB。 5.1.3 硬盘的性能指标 1硬盘容量 2硬盘转速 3硬盘缓存 4数据传输率 5平均寻道时间 6平均等待时间和平均访问时间 7硬盘的保护技术 8防震技术 9连续无故障时间 1硬盘容量 容量是表示硬盘能够存储多少数据的一项重要指 标，通

6、常以GB（1GB = 1 024MB）为单位。目 前主流的硬盘容量为160GB500GB，容量为 1TB（1TB = 1 024GB）的硬盘也已上市了。 由于硬盘的盘片数是有限的，靠增加盘片扩充容 量满足不断增长的存储容量的需求是不可行的， 只有提高每张盘片的容量才能从根本上解决这个 问题。现在单盘片的容量已经达到200GB。提高 单盘片的容量可以提升硬盘的数据传输速度，其 记录密度同数据传输率是成正比的，因此硬盘单 盘片的容量才是硬盘容量最重要的性能参数。 2硬盘转速 硬盘转速是指硬盘盘片每分钟的旋转圈数，这主 要由硬盘内带动盘片旋转的高速马达的性能所决 定。硬盘转动的速度在很大程度上决定了

7、硬盘读 写数据的速度。从理论上讲，硬盘的转速越快越 好，因为较高的硬盘转速可以极大地缩短硬盘的 平均寻道时间和实际读写时间。 目前大多数台式计算机硬盘的转速为每分钟7 200 转10 000转。 3硬盘缓存 硬盘缓存是焊接在硬盘控制器电路板上的一块 DRAM内存，其速度极快。缓存有回写式和通写 式两种。早期的IDE硬盘只有128KB的缓存，甚 至更小。随着硬盘缓存技术的发展，计算机对硬 盘缓存的容量和速度也提出了更高的要求。 目前主流SATA硬盘的缓存有2MB和8MB两种， 有的甚至达到16MB。由于高速缓存的大小和速 度影响着硬盘的整体性能，因此在选择硬盘时， 应尽量选择缓存较大的硬盘。 4

8、数据传输率 数据传输率分为外部传输率（External TransferRate） 和内部传输率（Internal TransferRate）。 外部数据传输率是指硬盘的缓存与系统主存之间交换数据 的速度，内部数据传输率是指硬盘磁头从缓存中读写数据 的速度，它们的单位为均MB/s。 在理论上最大外部数据传输率可以达到320MB/s，但是该 数值在一定程度上被硬盘内部传输率所限制。 5平均寻道时间 平均寻道时间是硬盘磁头在盘片上移动到 指定磁道寻找相应目标数据所用的时间， 它表现了硬盘读/写数据的能力，单位为毫 秒（ms）。当单盘片的容量增大时，磁头 的寻道动作和移动距离减少，从而使平均 寻道时

9、间减少，加快了硬盘的运行速度。 目前市场上主流硬盘的平均寻道时间一般 在9ms以下。 6平均等待时间和平均访问时间 平均等待时间是磁头移动至目标磁道后， 等待读/写数据的时间。平均访问时间指硬 盘的读/写操作所用的时间。 平均访问时间等于平均寻道时间和平均等 待时间之和，它的值越小越好。 7硬盘的保护技术 目前主流的硬盘中都采用了一些数据保护 技术以保护硬盘内数据的安全，其中最常 见的是S.M.A.R.T技术。该技术能使计算机 自动监测硬盘，并在硬盘因剧烈震动等不 良情况下可能出现硬盘损坏时，及时向用 户报警以避免数据受损。 8防震技术 防震能力是指硬盘抵抗外来冲击的最大限度。目 前的防震技术

10、主要有SPS防震保护系统和 ShockBlock防震保护系统。其中SPS防震保护 系统的设计思路是分散外来冲击能量，尽量避免 硬盘磁头和盘片之间的意外撞击；ShockBlock 防震保护系统是Maxtor公司的专利技术，但其设 计思路与SPS技术有异曲同工之妙，也是分散外 来的冲击能量，尽量避免磁头和盘片相互撞击。 使用这种技术的硬盘能承受更大的冲击。 9连续无故障时间 连续无故障时间指硬盘从第一次运行开始 到出现故障时的总计工作时间，一般至少 在30 000或40 000小时以上，性能好的硬 盘甚至可以达到50 000小时以上。 5.1.4 选购硬盘 1硬盘的容量 2硬盘的缓存 3硬盘表面温

11、度 4硬盘的售后服务 1硬盘的容量 硬盘的容量是用户首要考虑的因素，目前 市场上销售最多的硬盘容量均在80GB以上 。随着操作系统和应用软件体积越来越大 ，数据也越来越多，因此要求硬盘的容量 也就越大。 建议购买时最好选择容量在160GB以上的 硬盘，以避免以后出现硬盘空间不足的问 题。 2硬盘的缓存 硬盘缓存的作用类似于CPU的缓存，是硬 盘与外部总线交换数据的场所。缓存的大 小对硬盘的数据传输速度有一定的影响， 缓存越大，硬盘连续读写速度也越快。 目前台式计算机中，主流硬盘的缓存主要 有8MB和16MB两种。 3硬盘表面温度 硬盘表面温度是指硬盘工作时产生的热量 使硬盘密封壳温度上升的情况

12、。由于硬盘 在工作时将产生大量的热量，导致硬盘温 度升高，而温度过高将影响薄膜式磁头（ 包括MR磁头）的数据读取灵敏度，因此硬 盘工作表面温度较低的硬盘具有更好的数 据读/写稳定性。 4硬盘的售后服务 硬盘本身的价值并不高，但是硬盘内保存 的数据价值往往超过了硬盘本身。市场上 销售的硬盘一般都提供了一年的质保，也 有部分硬盘厂商提供三年的质保，并且提 供数据恢复服务。 因此，在选购硬盘时，建议选购三年质保 的硬盘。 5.1.5 硬盘的故障分析 1添加硬盘后盘符改变 2硬盘可用空间急剧减少 3硬盘出现坏道 1添加硬盘后盘符改变 故障表现：在新购买的硬盘连接到计算机上后， 发现该硬盘的主分区排在原

13、硬盘的主分区后（即 D盘），而其他分区排在了原硬盘的其他分区后 。这种排列导致原先安装在工具盘上的软件不能 使用，且排列顺序不美观。 解决方法：出现这种现象的原因是新硬盘的主分 区被激活的缘故，此时可将新硬盘重新分区，并 且分区后不激活主引导分区。 2硬盘可用空间急剧减少 故障表现：硬盘的可用空间在使用过程中急剧减 少。产生这种故障的原因可能有两种，一是硬盘 分区内有坏块或坏道，使硬盘可用空间降低；另 外就是硬盘中有容量很大的文件丢失，但却没有 释放占有的磁盘空间。 解决方法：使用Windows操作系统自带的磁盘扫 描程序对硬盘进行检测，一般就可以找回丢失的 磁盘空间。 3硬盘出现坏道 故障表

14、现：在打开某些文件或文件夹时计算机就会死机，并且机箱上的硬盘指示灯一 直亮着。 解决方法：先用杀毒软件进行杀毒，但在扫描到这些文件时也出现死机现象，由此可 判断是硬盘中可能出现逻辑坏道。重启计算机后，打开“我的电脑”窗口，在出现硬盘 坏道的分区上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“属性”命令。在随后打开的对 话框中单击“工具”选项卡，在“查错”栏中单击“开始检查”按钮，在打开的对话框中选 中“自动修复文件系统错误”和“扫描并试图恢复坏扇区”复选框，如图所示，再单击“开 始”按钮即可开始修复操作。如故障仍未解决，说明该分区出现的坏道属于物理坏道， 那就需要使用分区软件Partition Mag

15、ic将这些坏道单独分为一个区并屏蔽，再将剩余 的磁盘空间重新分区后，硬盘就可以正常使用了。 5.2 光 驱 5.2.1 光驱概述 5.2.2 选购光驱 5.2.3 光驱的故障分析 5.2.1 光驱概述 1光驱的结构 2光驱的种类 3光驱的性能指标 1光驱的结构 光驱的正面有一些按钮和部件，包括弹出 与插入按钮、CD播放按钮、光盘托盘、紧 急弹出孔、音量调节钮以及音频输出口。 2光驱的种类 （1）CD-ROM驱动器用于读取CD、VCD等类型的光盘，其数据传输 速度多数为52倍速，平均寻道时间在100ms以下。CD-ROM所支持 的光盘类型从最初的CD-DA发展到支持所有符合ISO9660格式的光盘 ，如CD-ROM、CD-I、Video CD、CD-DA、Photo-CD、Kodak-CD 、CD-R和CD-RW等。CD-ROM驱动器的接口类型包括SCSI和 Enhanced-IDE，除此之外还可以支持Ultra-DMA33接口。 （2）DVD光驱是目前最常用的光盘驱动器，用来读取DVD光盘中的 数据，而且完全兼容VCD、CD-ROM、CD-R和CD-RW等光盘。其最 高容量可达到17GB，目前它的主流转速为16倍速。 （3）刻录光驱是在CD-ROM基础上发展起来的光存储技术。主要有 CD-RW和DVD-RW两种。其中CD-RW刻录光驱不仅是一种只读光盘 驱动器，而且还能将数