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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接口基础上升级而
2、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、扫描仪和打印机等设备。一条
3、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。这种模式通常在硬盘的柱面超过1 024而又不被LBA
4、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，被称为“硬盘的普通模式”。在此方式下对硬盘进行访问时，
5、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，通常以GB（1GB = 1 024MB）为单位。目前主流的硬盘容量为160
6、GB500GB，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
7、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
8、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
9、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；S
10、hockBlock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
11、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。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
12、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
13、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
14、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 Magic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
15、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
16、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，而且还能将数据以CD-ROM的格式刻录到光盘上，具有比CD光驱更强大的功能；而DVD-RW刻录光驱综合了前面几种光驱的性能，不仅能读取DVD、VCD和CD格式的光盘，还能将数据以DVD-ROM格式或CD-ROM格式刻录到光盘上。,（4）蓝光（Blu-ray）光驱本质上也算是DVD光驱，如图5-8所示。不过，蓝光光驱是用蓝色激光读取光盘上的数据，它也是下一代DVD光驱的标准之一，因此这里将其单独作为一种光驱类型。 （5）HD-DVD光驱就是另一种下一代DVD光驱的标准，如图5-9所示。它也是用蓝色激光读取光盘上的文件，尽管在HD-DVD光盘中数据密度得到了大幅的
