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1、第章 计算机存储设备介绍及选购,.1 硬盘 .2 光盘 . 移动存储设备,.1 硬盘,.1.1 硬盘概述 在电脑中进行文件的存储需要用到外部存储设备，常见的外部存储设备有硬盘、光驱以及多种移动存储器，在这些设备中硬盘是最常用到的，硬盘是外部存储器中速度最快、容量最大的存储设备。硬盘有足够大的空间，电脑运行时必需的操作系统、绝大部分的程序和数据等资料都是保存在硬盘中的。,硬盘与内部存储器相比，存取数据的速度比内存慢，不过其存储空间大，可以存放大容量的数据和文件，而且在断电后存储在硬盘中的数据和文件不会丢失，这为用户的资料和其他数据信息的长期保存创造了条件。,硬盘的结构的正反面,硬盘的内部结构。,
2、.1.2 硬盘的性能指标,1. 转速 2.磁头技术 .硬盘缓冲区 4.防震技术 5.数据保护技术 6.平均寻道时间（Average seek time） 7.平均潜伏时间（Average latency time）,8.平均访问时间（Average access time） 9.全程访问时间（Max full seek time） 10.突发数据传输率（Burst data transfer rate） 11.最大内部数据传输率（Internal data transfer rate） 12.最大外部数据传输率 1.连续无故障时间（MTBF） 14.单磁道时间 15.单碟容量 16.其他综合技
3、术,8.平均访问时间（Average access time） 9.全程访问时间（Max full seek time） 10.突发数据传输率（Burst data transfer rate） 11.最大内部数据传输率（Internal data transfer rate） 12.最大外部数据传输率 1.连续无故障时间（MTBF） 14.单磁道时间 15.单碟容量 16.其他综合技术,1. 转速,硬盘的主轴电机是硬盘盘片转动的动力来源，它直接决定了硬盘的转速。理论上，硬盘的转速越快越好，转速越快，硬盘平均寻道时间和数据存取时间也就越短，其数据的传输率也就越高。不过，随着硬盘转速的提高，给硬
4、盘带来的负面影响也越大，转速越快硬盘的发热量越大，电机的耗电量也非常高，震动也越大，这给机器的稳定运行带来了隐患。,2. 磁头技术,硬盘的磁头技术主要有磁阻磁头、巨型磁阻磁头和光学辅助温式等几种。磁阻磁头技术（Magneto-Resistive Head）是一种较老的硬盘磁头技术，这和录音机上用的磁带技术有些类似，不过由于其已达到了数据存储密度的极限，目前已被淘汰。巨型磁阻磁头技术（GMR）是现在广泛采用的磁头技术，它由磁阻磁头技术发展而来，它对有效提高磁盘盘片的数据存储密度有很大的作用。,2. 磁头技术,未来的磁头技术是光学辅助温式技术（OAW），它是硬盘磁头技术的发展方向，这种技术可以进一
5、步提高硬盘盘片的平均数据密度。,. 硬盘缓冲区,硬盘的缓冲区是指硬盘上的高速数据缓存（Cache），其大小和速度影响着硬盘的整体性能。缓冲区是焊接在硬盘控制器电路板上的一块DRAM内存，其速度极快。该内存有回写式和通写式两种。 回写式指的是在内存中保留部分数据，当硬盘空闲时再进行写入。 通写式是指在读硬盘时，系统先检查请求，并且寻找需要的数据是否在高速缓存中，如果在，缓存就会发送出相应的数据，不必再找寻硬盘，从而大幅度改善硬盘的性能。,. 硬盘缓冲区,硬盘传送数据时，当读取一部分后，再传送给缓存；写入时也一样，先将要写入的数据存放到缓存中，达到一定大小后再存放到硬盘的盘片上。随着硬盘传输率的提
6、高，数据缓存的速度和大小也影响着硬盘速度，较早的IDE硬盘只有128KB的数据缓存甚至更小，在高端的SCSI硬盘上才有2MB的数据缓存。随着硬盘预读取技术的发展和普及，硬盘对数据缓存的容量要求也逐渐提高，目前主流IDE硬盘数据缓存都达到了2MB或8MB，S-ATA硬盘则达到更高的缓存容量。,4. 防震技术,目前硬盘的防震技术主要有SPS防震技术和Shock Block防震保护系统。 SPS防震保护系统主要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，使硬盘能够承受10000N以上的意外冲击力。 Shock Block防震保护系统是Maxtor公司的专利技术，但也是采用分散外来的冲击
7、能量的方法，尽量避免磁头和盘片相互撞击，它能承受的最大冲击力可以达到15000N甚至更高。,5. 数据保护技术,数据保护技术有数据卫士、DPS、Max Safe和S.M.A.R.T技术等几种。 数据卫士 DPS（数据保护系统） Max Safe技术 S.M.A.R.T技术,6. 平均寻道时间（Average seek time）,平均寻道时间指硬盘在盘面上移动读写头至指定磁道寻找相应目标数据所用的时间，它描述硬盘读取数据的能力，单位为ms。当单碟容量增大时，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，加快硬盘运行速度。目前市场上主流硬盘的平均寻道时间一般在9ms以下。,7. 平均潜伏
8、时间（Average latency time）,平均潜伏时间是指当磁头移动到数据所在的磁道后，等待所要的数据块转动到磁头下的时间，单位为毫秒（ms）。,8. 平均访问时间（Average access time）,平均访问时间指磁头找到指定数据的平均时间，通常是平均寻道时间和平均潜伏时间之和。平均访问时间最能够代表硬盘找到某一数据所用的时间，平均访问时间越短越好，一般在11ms18ms之间。,9. 全程访问时间（Max full seek time）,指磁头开始移动直到最后找到所需要的数据块所用的全部时间，单位为毫秒（ms）。,10. 突发数据传输率（Burst data transfer
9、rate）,突发数据传输率是指电脑通过数据总线从硬盘内部缓存区中读取数据的最高速率，也称为外部数据传输率（External data transfer rate）。目前采用UDMA/66技术的硬盘的外部数据传输率已经达到了66.6MBit/s。,11. 最大内部数据传输率（Internal data transfer rate）,最大内部数据传输率指磁头至硬盘缓存间的最大数据传输率，一般取决于硬盘的盘片转速和盘片数据线密度（指同一磁道上的数据间隔度），也称为持续数据传输率（sustained transfer rate）。一般采用UDMA/66技术的硬盘的内部传输率也不过250MBit/s，只
10、有极少数产品超过0MBit/s，由于内部数据传输率才是系统真正的瓶颈，因此在购买硬盘时要分清这两个概念。不过一般来说，硬盘的转速相同时，单碟容量大的内部数据传输率高；在单碟容量相同时，转速高的硬盘的内部数据传输率高。,12. 最大外部数据传输率,数据从电脑的内存传送至硬盘的高速缓冲区（Cache Bumffer）或从硬盘的高速缓冲区传送至电脑内存的传输率，称为外部传输率，以MB/s（Mega Bytes Per Second）为单位。目前数据传输率的传输模式大多是UDMA/100或UDMA/1。,1. 连续无故障时间（MTBF）,指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间。一般硬盘的MTBF至少在0
11、000或40000小时，性能好的硬盘甚至可以达到50000小时以上。,14. 单磁道时间,指磁头从一磁道转移至另一磁道所用的时间，单位为毫秒（ms）。,15. 单碟容量,因为标准硬盘的碟片数是有限的，靠增加碟片来扩充容量满足不断增长的存储容量的需求是不可行的。只有提高每张碟片的容量才能从根本上解决这个问题。现在的大容量硬盘都采用的是新型GMR巨阻型磁头，磁碟的记录密度大大提高，硬盘的单碟容量也相应提高了。大容量硬盘的单碟容量大都在60GB以上，希捷甚至已经推出单碟容量达到200GB的硬盘。单碟容量的一个重要意义在于提升硬盘的数据传输速度。硬盘单碟容量的提高得益于数据记录密度的提高，而记录密度同
12、数据传输率是成正比的，新一代GMR磁头技术保证了这个增长不会因为磁头灵敏度的限制而放慢速度。,16. 其他综合技术,硬盘最大相似性（PRML，Partial Response Maximum Likelihood）技术可以使硬盘单位盘片存储更多的数据。并且PRML在增加硬盘容量的同时，还可以有效地提高硬盘数据的读取和传输率。,16. 其他综合技术,超级数字信号处理器（Ultra DSP）及接口技术，采用Ultra DSP技术后，单个的DSP芯片可以同时提供处理器及驱动接口的双重功能，以减少对其他电子元件的依赖，这样大大地提高了硬盘的速度和可靠性。Ultra DSP接口技术极大地提高了硬盘的最大
13、外部传输率，可以把数据从硬盘直接传输到主内存而不占用更多的CPU资源，提高系统性能。,16. 其他综合技术,D保护系统（D Defense System）技术是美国希捷公司独有的一种硬盘保护技术，主要包括磁盘保护（Drive Defense）、数据保护（Data Defense）和诊断保护（Diagnostic Defense）个方面的内容。,.1. 硬盘的选购,要选购一块好的硬盘，除了了解其各项性能指标外，最关键的是要了解硬盘是否符合自己的要求，如硬盘的容量、接口、缓存以及硬盘的售后服务等。,1.容量 2.转速 .稳定性 4.缓存容量 5.售后服务 6.发热问题,1. 容量,用户通常在购买硬
14、盘时首要考虑的是硬盘容量。硬盘的容量和价格有这样的关系：硬盘的容量越大，为其每单位容量所付的费用就越低。硬盘内每张盘片的容量的大小即为硬盘单碟容量，如果单碟容量越大，实现同样大小的容量可以用更少的碟片数，这样可以有效地降低硬盘成本，同时，相同容量的硬盘所使用的盘片数越少，其相对的平均寻道时间也就越短，这样硬盘的数据传输速率也较高。,2.转速,转速即硬盘主轴电机和盘片的转动速度，在前面已提到，硬盘的转速直接影响数据的存取速度，它对电脑系统的整体性能有较大的影响。目前市场上的硬盘主要有5400RPM和7200RPM两种，高转速的7200RPM硬盘主要用于普通的个人电脑，其内部传输速率比5400RP
15、M的硬盘快%以上。低转速的5400RPM硬盘具有发热量低、耗电量也较低的特点，在不需要频繁存取数据或者对读取速度要求不高的领域使用较广，如在对功耗有严格要求的笔记本电脑上采用的就是5400RPM的硬盘。不过，随着技术的不断革新，发热量和震动问题已经不像以前那么突出，因此选择一款高速的7200RPM的硬盘是有必要的。,. 稳定性,除了容量和转速之外，硬盘运行时的稳定性也是值得考虑的因素。买个速度快、容量又大的硬盘，但稳定性很差，时不时的出现系统死机，或在用一段时间后无故出现坏道，都是很头痛的问题，所以在选购之前最好了解相关硬盘的评测数据和了解已经购买电脑的朋友的硬盘使用情况。,4. 缓存容量,缓
16、存是硬盘与外部总线交换数据的场所，硬盘的读写过程是经过磁信号转换成电信号后，通过缓存的一次次填充与清空，然后再一步步地按照PCI总线周期进行传送，所以缓存的容量与速度可以直接关系到硬盘的传输速度。它的容量有512KB，2MB和8M。,5. 售后服务,由于硬盘读写操作比较频繁，所以保修问题更是突出。现在一般的情况下，硬盘提供的保修服务是年质保（1年包换、2年保修）。所以买硬盘一定要通过正规的渠道购买，这样在出了问题的时候才有保障。,6. 发热问题,随着硬盘主轴电机转速的越来越快，硬盘的发热量也越来越大。若硬盘散发的热量不能及时地散掉，硬盘中的热量就会越积越多，使硬盘的温度急剧升高。这会使硬盘的电路工作不稳定，在高温下，硬盘的盘片与磁头长时间工作也容易使盘片出现读写错误和坏道，这对硬盘使用寿命也有极大的影响。,.2 光盘驱动器,在电脑的存储设备中，除了硬盘驱动器外，较常用的还有光盘驱动器。虽然软盘驱动器在电脑发展历史中有着非常重要的地位，不过现在已经逐渐被闪存所取代，在此就不再对其进行讲述了。,.2.1 光盘驱动
