爱机DIY第5章硬盘.ppt
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1、2019/6/17,1/19,计算机中用来存储数据的部分称为存储设备,存储设备分为外存和内存。内存又叫主存,与CPU直接连接,用来存放当前使用的程序和数据以及运算的中间结果。外存又叫辅助存储器,常见的设备有硬盘、软盘、光盘以及移动存储器等。硬盘是计算机中最主要的外部辅助存储器,也是计算机不可缺少的组成部分。本章学习内容: 5.1 硬盘 5.2 软驱 5.3 光存储设备 5.4移动存储设备 5.5 刻录机的使用方法,第5章 计算机外部存储设备,2019/6/17,2/19,5.1 硬 盘 概 述,1956年9月,IBM公司展示了第一台磁盘存储系统IBM 350 RAMAC/5M。1973年,IB
2、M公司推出了第一台采用Winchester技术生产的硬盘IBM3340,今天高端硬盘容量虽然高达上百GB,但它却仍然没有脱离“温彻斯特”的动作模式。 到了80年代,薄膜磁头技术的出现使得存储密度突破了10Mbit/平方英寸;90年代和21世纪初,硬盘技术进入了加速发展时期,磁阻磁头、巨磁阻磁头和AFC(反铁磁性耦合)存储介质的相继出现,使得硬盘容量几乎以每年100%的速度增长,3.5英寸磁盘成为主流,转速由不足4000转/分上升到15000转/分,并且出现了接口串行化的转变。笔记本电脑硬盘也获得了巨大发展,容量和性能不断提高,还出现了适合超轻薄笔记本电脑以及便携设备使用的1.8英寸、1英寸和0
3、.85英寸硬盘产品。,2019/6/17,3/19,5.1.1 硬盘的结构,在了解最新的硬盘技术之前,我们有必要先了解一下硬盘的结构。硬盘的主要构件包括盘腔、马达、盘片、磁头和控制系统等等。其中,盘片和磁头是硬盘最为核心的部件,它们负担着数据的存储以及读取和写入的重任,它们的技术进步也推动着硬盘技术的发展。,硬盘的外部结构,2019/6/17,4/19,磁头臂,读写磁头,安装孔,磁头传动机构,安装底座,磁盘盘片,传动轴,主轴,硬盘的内部结构,2019/6/17,5/19,5.1.2 硬盘工作原理,硬盘是一种采用磁介质的数据存储设备,数据存储在密封于洁净的硬盘驱动器内腔的若干个磁盘片上。这些盘片
4、一般是在以铝为主要成分的片基表面涂上磁性介质所形成,在磁盘片的每一面上,以转动轴为轴心、以一定的磁密度为间隔的若干个同心圆就被划分成磁道(track),每个磁道又被划分为若干个扇区(sector),数据就按扇区存放在硬盘上。在每一面上都相应地有一个读写磁头(head),所以不同磁头的所有相同位置的磁道就构成了所谓的柱面(cylinder)。传统的硬盘读写都是以柱面、磁头、扇区为寻址方式的(CHS寻址)。硬盘在上电后保持高速旋转(5400转/min以上),位于磁头臂上的磁头悬浮在磁盘表面,可以通过步进电机在不同柱面之间移动,对不同的柱面进行读写。所以在上电期间如果硬盘受到剧烈振荡,磁盘表面就容易
5、被划伤,磁头也容易损坏,这都将给盘上存储的数据带来灾难性的后果。,2019/6/17,6/19,台式机硬盘: 台式机硬盘就是最为常见的PC机内部使用的存储设备,一般为3.5英寸。 笔记本硬盘:笔记本硬盘顾名思义就是应用于笔记本的存储设备,笔记本强调的是其便携性和移动性,因此笔记本硬盘必须在体积、稳定性、功耗上达到很高的要求,而且防震性能要好,一般为2.5英寸或1.8英寸。 服务器硬盘:服务器硬盘在性能上的要求要远远高于台式机硬盘,这是受服务器大数据量、高负荷、高速度等要求所决定的。服务器硬盘一般采用SCSI接口,高端还有采用光纤通道接口的,极少的低端服务器采用台式机上的ATA硬盘,性能受到很大
6、影响,服务器硬盘一般为3.5英寸。 服务器硬盘具有四个特点: 速度快 可靠性高 带宽大 可支持热插拔,5.1.3 硬盘的分类,2019/6/17,7/19,5.1.4 硬盘的接口,硬盘上的接口包括数据接口、跳线和电源接口。,1.硬盘的数据接口,硬盘与主板的连接部分称为硬盘的数据接口,目前常见的硬盘接口有ATA,SATA和SCSI。其中ATA和SATA主要用于个人计算机,而SCSI则主要用于服务器。,2019/6/17,8/19,1)ATA接口,ATA接口又被称为IDE接口。其传输速率一般可分为66MB/s,100MB/s,133MB/s,常见的外部传输速率模式为Ultra ATA/66,Ult
7、ra ATA/100和Ultra ATA/133,目前使用得较多的是Ultra ATA/133。连接ATA接口的数据线一般被称为IDE数据线。,ATA接口优点: 价格低廉 兼容性非常好 ATA接口缺点: 速度慢,瞬间突发数据传输率133MB/S 只能内置使用 对接口电缆的长度有很严格的限制,2019/6/17,9/19,2)SATA接口,Serial ATA接口数据传输方式可以减小硬盘接口的针脚数目,用4根电缆完成数据传输的所有工作(第1针发出、2针接收、3针供电、4针地线)。对于Serial ATA接口,在电脑中连接两个硬盘时,两块硬盘对电脑主机来说都是Master,没有主、从盘之分,这样可
8、省了跳线的麻烦。第一代的Serial ATA接口技术ATA 1.0的最大外部数据传输率为150MB/s。 SATA接口的另一特点是支持SATA设备的热插拔功能,而ATA接口不支持热插拔功能。,2019/6/17,10/19,Serial ATA接口,Serial ATA硬盘的接口及数据线,SATA接口的优点是: 降低了系统能耗和减小系统复杂性。 Serial ATA的起点高、发展潜力大,Serial ATA 1.0的数据传输率可达150MB/s,这比ATA133所能达到133MB/s的最高数据传输率要高,而Serial ATA 2.0的数据传输率为300MB/s,最终将实现600MB/s的最高
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