四章节辅助存储设备保存数据和信息.ppt
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1、第四章 辅助存储设备 保存数据和信息,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,计算机导论(4),Chapter 4 Storage Hardware Preserving Data & Information,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,本章主要内容 Key Questions,4.1 辅助存储设备概述 主存储器和辅助存储器有何区别?基本文件类型有哪些? 4.2 磁带存储器 数据在磁带上如何保存? 4.3 软盘存储器 软磁盘有哪些主要特性? 4.4 硬盘 硬盘有哪些主要特性和类型?,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,本章主要内容 Key Questions,4.5
2、 光盘 什么是光盘?如何使用光盘? 4.6 备份的重要性 计算机用户为何需要进行数据备份? 4.7 其他类型的辅助存储设备 什么是闪存?,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,4.1 辅助存储设备概述 Storage Fundamentals,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,为什么要使用辅助存储器?P4.2,计算机工作时,所使用的程序和数据都必须存放在主存储器(RAM)中。 RAM中存储的信息断电时将全部消失。 为此计算机必须为用户提供能永久性地(直到被删除)保存程序和数据的辅助存储器,如软盘和硬盘。 可以把辅助存储器比作某种有抽屉橱柜,主存储器好比工作桌面。 辅助存储器的存
3、储容量同样可以用KB、MB、GB等表示。,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,文件类型,程序文件 源程序文件 用高级程序设计语言编写的文件 可执行文件 .exe 和 .com 文件 安装文件 setup.exe(Windows文件夹中) install.exe(MS-DOS命令状态下) 数据文件 存放数据,而非程序 ASCII文件 .txt (典型文件名) 图像文件 .bmp .jpg .gif (典型文件名) 音频和视频文件 .wav .mid .mpg .avi 等,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,4.2 磁带存储器 Tape Storage,莆田学院现代教育技术中心
4、2003年12月,磁带存储器,主要用于大型计算机系统数据备份。 主要优点:存储容量大,存储成本低。微型计算机用的规格为1/4英寸盒式磁带可以存储多达20GB的数据。使用23英寸带盒的DAT (数字音频磁带)存储容量为224 GB。 主要缺点:顺序存取,存取不便且速度不高。,4.3 软盘存储器 Diskette Storage,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,软盘与软盘驱动器,软盘是一种常见的外部存储器 软盘驱动器是软盘的存取设备,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,软盘结构,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,软磁盘有哪些主要特性?P4.10,磁道和扇区 (Trac
5、ks and sectors) 未格式化盘和已格式化盘 (Unformatted versus formatted diskettes) 存储容量 (Data capacity) 写保护特性 (Write-protect features),莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,磁道和扇区,软盘格式化后被分成若干个磁道,每个磁道又分为若干个扇区,每个扇区存储512个字节。,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,磁道 (tracks),磁道是一组同心圆,一个磁道大约有零点几个毫米的宽度,数据就存储在这些磁道上。 一个1.44M的软盘,它有80个磁道,每个磁道有18个扇区,两面都可以存
6、储数据。我们能这样计算它的容量: 801825121440K1.44M。,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,一个磁道上可以容纳数KB的数据,而主机读写时往往并不需要一次读写那么多,于是,磁道又被划分成若干段,每段称为一个扇区(Sector)。一个扇区一般存放512字节的数据。扇区也需要编号,同一磁道中的扇区,分别称为1扇区,2扇区 ,扇区 (sectors),莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,软盘驱动器工作过程,马达带动软盘的盘片转动,转速大概为每分钟300转,磁头定位器是一个很小的步进马达,它负责把磁头移动到正确的磁道,由磁头完成读写操作。,莆田学院现代教育技术中心 20
7、03年12月,软盘的存储容量,早期:5-“ 盘 1.2MB 现在:3-“ 盘 1.44MB,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,3.5”软盘 结构图,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,写保护特性,软盘提供了一种简单的写保护方法,3寸盘是靠一个方块来实现的, 拔下去,打开方孔就是写保护了。写保护是个非常有用的功能,可防止误写操作,也避免病毒对它的侵害。 反之就是取消写保护,这时可以往文件里面写入数据,或修改盘上文件。,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,软盘格式化,新的软盘在使用前,都要被以一定方式“格式化”(format),格式化后的磁盘才可以存储数据。所谓“格式化”
8、就是在软盘上按一定标准划分出所谓“磁道”和“扇区”。比如常规情况下,一张3.5英寸软盘格式化容量为1.44M,它的每一面被划分成80磁道(同心圆),每磁道18扇区。数据被存放在这些磁道扇区上,在读取数据时,也会以这些磁道扇区为基准进行检索。 现在市场上购买的软盘一般都是预格式化过(preformatted)。 软盘格式化后,盘上所有数据将被全部清除。,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,格式化方法,MS-DOS状态下 format a: Windows桌面“我的电脑”窗口中 在A盘图标上按鼠标右键,选取“格式化”菜单项。,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,“钥匙盘”:似乎很神
9、秘,一般情况下,相同格式化后的磁盘间的数据可以相互拷贝,因此,也就容易发生软件被非法使用的情况。 许多软件(如全国计算机等级考试软件)安装或运行时需要在软驱中插入专门的“钥匙盘”。你可以很轻易地把这张盘复制到另外一张3.5英寸软盘上,但复制盘却不能运行。同样,如KILL、瑞星等杀毒软件也是如此。这就是因为拷贝程序不能把原盘上的那些校验信息拷走的缘故。因此,这些软件厂商通过钥匙盘的方式减少了非法使用。,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,“钥匙盘”的秘密,钥匙盘在磁盘上创建并使用了非标准的磁道或扇区,并且在这些特殊位置上存放了一些特别信息,甚至在盘片上用激光打出特定的标志点。这样在软件运
10、行时,程序会驱动磁头寻找特殊磁道扇区或标志点,并读取校验那些特别信息,如果正确,程序才可以继续运行。显然,这些位置是隐蔽的,不能被一般的拷贝软件复制,否则就没有意义。 不过,钥匙盘挡住了普通用户的复制行为,对于程序高手却是小菜一碟。由于软盘结构简单,加上钥匙盘加密技术已经广为流传,所以一些破解者对付钥匙盘早已触类旁通,他们可以通过磁盘工具静态分析磁盘上的特殊位置并复制,也可以动态跟踪程序读写检验动作,分析加密点。更有甚者,他们编写针对某类钥匙盘的仿真程序,运行这个程序,就可以在另一张空白盘上模拟出假的钥匙盘来,结果,使得采用钥匙盘加密的商家深受其害。,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月
11、,使用软盘应注意什么?,软盘的优点是价格低廉,贮存和携带方便。重要和机密的数据可以脱机保存。 软盘本身具有的一些天生弱点,除了存储容量小,还有速度低、易磁化、易潮霉、易折损等缺点。在使用软盘时,需要注意:不要划伤盘片,盘片不能变形、不能受高温、不能受潮、不要靠近磁性物质等等。 使用大容量闪速存储器且小巧玲珑的“优盘”有取代软盘的趋势,所以有人说“闪存是软驱终结者”。,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,4.4 硬盘 Hard Disks,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,硬盘的组织结构 P4.13图4.8,硬盘的结构: 硬盘的结构和软盘差不多,是由 磁道(Tracks) 扇区
12、(Sectors) 柱面(Cylinders) 磁头(Heads) 组成的。,读写磁头,电机转轴,硬盘 盘片,莆田学院现代教育技术中心 2003年12月,硬盘的接口类型,硬盘的接口类型主要分为EIDE和SCSI两种。 早期的EIDE接口硬盘采用了PIO Mode 4模式,其传输速率可以达到16.6MBs,后来由于采用了UltraDMA33(或称ATA4)技术,传输速率一下子提高到了33.3MBs。如今主流的新一代Ultra DMA66接口硬盘,其接口界面已经获得了Intel与世界八大主要个人电脑制造商以及全部硬盘制造商的支持,数据传输率比UltraDMA33翻了一倍,达66MBs。而更高的Ul
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