《外部存儲(chǔ)器》課件

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1、第七章第七章外部存儲(chǔ)器外部存儲(chǔ)器硬硬盤移移動(dòng)存存儲(chǔ)器器光光盤儲(chǔ)存系存系統(tǒng)1第七章 外部存儲(chǔ)器硬盤1計(jì)算機(jī)存算機(jī)存儲(chǔ)器系器系統(tǒng)外存的特點(diǎn)：外存的特點(diǎn)：容容量量大大、單單位位容容量量成成本本低低、非非易易失失性性、尋尋址址和和訪訪問(wèn)問(wèn)速速度度慢慢、存存儲(chǔ)儲(chǔ)體體可更換可更換等等。計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)存存儲(chǔ)儲(chǔ)系系統(tǒng)統(tǒng)reg、cache、內(nèi)存內(nèi)存外外存存磁存磁存儲(chǔ)器儲(chǔ)器光存光存儲(chǔ)器儲(chǔ)器磁盤磁盤磁帶磁帶軟磁盤軟磁盤硬磁盤硬磁盤其他磁盤存儲(chǔ)器其他磁盤存儲(chǔ)器CDDVDDVD-R.VCDCD-R.半導(dǎo)體半導(dǎo)體存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器Flash電子電子盤盤外部存儲(chǔ)器概述外部存儲(chǔ)器概述2計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器系統(tǒng)外存的特點(diǎn)：計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)reg

2、、cache磁盤系統(tǒng)磁性材料的記憶原理l磁性存儲(chǔ)原理：l磁盤存儲(chǔ)信息是利用具有矩形磁滯回線的磁性材料，這種磁性材料在外加磁場(chǎng)的作用下，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B與外加磁場(chǎng)H的關(guān)系，可用矩形磁滯回線來(lái)描述。H，磁場(chǎng)B，磁感應(yīng)強(qiáng)度I，電流t，時(shí)間寫“1”寫“0”3磁盤系統(tǒng)磁性材料的記憶原理磁性存儲(chǔ)原理：H，磁場(chǎng)B，7.1.1硬盤的發(fā)展1956年年，IBM發(fā)明明世世界界上上第第一一臺(tái)臺(tái)硬硬盤（IBM350 RAMAC）,它相當(dāng)于兩個(gè)冰箱的體它相當(dāng)于兩個(gè)冰箱的體積47.1.1 硬盤的發(fā)展1956年，IBM發(fā)明世界上第一臺(tái)硬7.1.1硬盤的發(fā)展1973年年，IBM又又發(fā)明明了了Winchester(溫溫氏氏)硬硬盤

3、（IMB3340）。其其核核心心是是：磁磁盤片片被被密密封封、固固定定并并且且不不停停高高速速旋旋轉(zhuǎn)，磁磁頭懸浮浮于于盤片片上上方方沿沿磁磁盤徑徑向移向移動(dòng)，并且不和，并且不和盤片接觸。后來(lái)的硬片接觸。后來(lái)的硬盤基本都沿用了基本都沿用了這一一結(jié)構(gòu)。構(gòu)。57.1.1 硬盤的發(fā)展1973年，IBM又發(fā)明了Winch7.1 硬硬盤系系統(tǒng)體體積：3.5英寸英寸/半高半高(用于臺(tái)式用于臺(tái)式PC)2.5英寸英寸(用于筆用于筆記本本PC)1.8英寸微型英寸微型(用于數(shù)用于數(shù)碼產(chǎn)品品)容量：容量：1040MB(8086/286)100500MB(386/486)16TB(目前目前)連續(xù)傳輸速率：速率：100K

4、B/s 600MB/s平均平均尋道道時(shí)間：12ms 5ms轉(zhuǎn)速：速：4200轉(zhuǎn)/s 15000轉(zhuǎn)/s67.1 硬盤系統(tǒng)體積：3.5英寸/半高(用于臺(tái)式PC)67.1.1硬磁盤的結(jié)構(gòu)與工作原理1.硬磁硬磁盤的的組成成 硬硬盤內(nèi)內(nèi)部部包包括括浮浮動(dòng)磁磁頭組件件、磁磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)、盤體體及及主主軸驅(qū)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)、前前置置讀寫寫控控制制電路路和和接接口口電路路等等。封封裝裝在在硬硬盤的的凈化化腔腔體體內(nèi)內(nèi)。77.1.1硬磁盤的結(jié)構(gòu)與工作原理 1.硬磁盤的組成7硬磁硬磁盤的的組成成 1)盤體體 Media Media的基板是金屬、玻璃或陶瓷材的基板是金屬、玻璃或陶瓷材質(zhì)制成，制成，為達(dá)到高密度達(dá)到高密度

5、高高穩(wěn)定的定的質(zhì)量，基板要求表面光滑平整，不可有任何暇疵，量，基板要求表面光滑平整，不可有任何暇疵，然后再將磁粉然后再將磁粉Coating 濺渡到基板表面上，最后再涂上保渡到基板表面上，最后再涂上保護(hù)潤(rùn)滑滑層。此。此處有有2項(xiàng)高科技，一高科技，一為，如何制造出不含，如何制造出不含雜質(zhì)極極細(xì)微的磁粉微的磁粉;二二為，如何將磁粉均勻的，如何將磁粉均勻的Coating上去上去.Media不可有任何不可有任何污染，全程制造均需在高染，全程制造均需在高潔凈度的度的Clean Room內(nèi)，內(nèi)，這也是硬也是硬盤機(jī)要求需在機(jī)要求需在Class 100的的Clean Room才能拆解的原因。才能拆解的原因。8硬

6、磁盤的組成 1)盤體 Media8硬磁硬磁盤的的組成成 2)磁磁頭組件及磁件及磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)：機(jī)構(gòu)：磁磁頭組件是硬件是硬盤中最精密的部位之一，它由中最精密的部位之一，它由讀寫磁寫磁頭、傳動(dòng)手臂、手臂、傳動(dòng)軸三部份三部份組成。磁成。磁頭是硬是硬盤技技術(shù)中最重要和中最重要和關(guān)關(guān)鍵的一的一環(huán)，它采用了，它采用了非接觸式非接觸式頭、盤結(jié)構(gòu)，加后構(gòu)，加后電在高速在高速旋旋轉(zhuǎn)的磁的磁盤表面移表面移動(dòng)，與，與盤片之片之間的的間隙只有隙只有0.10.3um，這樣可以可以獲得很好的數(shù)據(jù)得很好的數(shù)據(jù)傳輸率。率。9硬磁盤的組成 2)磁頭組件及磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)：9硬磁硬磁盤的的組成成3)控制控制電路路硬硬盤的控制的控制電路

7、位于硬路位于硬盤背面，將背面背面，將背面電路板的安裝螺路板的安裝螺絲擰下，翻開控制下，翻開控制電路板即可路板即可見(jiàn)到控制到控制電路。硬路。硬盤控制控制電路路分分為：硬盤主控制芯片：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理。緩存芯片：負(fù)責(zé)給數(shù)據(jù)提供暫存空間，提高硬盤的讀寫效率。硬盤驅(qū)動(dòng)芯片：負(fù)責(zé)硬盤的馬達(dá)以及主軸馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)。10硬磁盤的組成3)控制電路硬盤主控制芯片：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處p最最常常見(jiàn)見(jiàn)的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳輸輸接接口口有有PATA（IDE）、SATA、SCSI、SAS、光光纖纖五五種種，前前兩兩種種接接口口方方式式主主要要應(yīng)應(yīng)用用在在個(gè)個(gè)人人PC上，后三種則主要使用在服務(wù)器領(lǐng)域。上，后三種則主要使用在服

8、務(wù)器領(lǐng)域。硬盤的數(shù)據(jù)傳輸接口硬盤的數(shù)據(jù)傳輸接口11最常見(jiàn)的數(shù)據(jù)傳輸接口有PATA（IDE）、SATA、SCSI7.1硬盤磁道、扇區(qū)和柱面盤盤體體：盤體由多個(gè)同軸盤片組成，每個(gè)盤片都是雙雙面面存儲(chǔ)，第一個(gè)盤片的第一面為0磁面，下一個(gè)為1磁面；第二個(gè)盤片的第一面為2磁面，以此類推。磁磁頭頭(Head)：每個(gè)磁面有一個(gè)磁頭進(jìn)行讀寫，因此0磁面也稱為0磁頭。磁磁道道(Track)：磁面上均勻分布的同心圓存儲(chǔ)軌跡。最外層為0磁道。扇扇區(qū)區(qū)(Sector)：磁道上等弧度劃分的扇段。一般一個(gè)扇區(qū)的存儲(chǔ)容量為512字節(jié)。柱面柱面(Cylinder)：各個(gè)盤面上同一編號(hào)磁道的組合。單個(gè)扇區(qū)外圈磁道中圈磁道內(nèi)圈磁

9、道127.1 硬盤磁道、扇區(qū)和柱面盤體：盤體由多個(gè)同軸盤片組成2.磁道、扇區(qū)和柱面磁道、扇區(qū)和柱面132.磁道、扇區(qū)和柱面132.磁道、扇區(qū)和柱面磁道、扇區(qū)和柱面l硬盤上的一個(gè)物理記錄塊要用三個(gè)參數(shù)來(lái)定位：n柱面號(hào)C、扇區(qū)號(hào)S、磁頭號(hào)H。n硬盤容量=柱面數(shù)磁頭數(shù)扇區(qū)數(shù)512字節(jié)l邏輯區(qū)區(qū)塊位址位址(Logical Block Address,LBA)n是描述電腦儲(chǔ)存設(shè)備上資料所在扇區(qū)的通用機(jī)制。nLBA是非常單純的一種尋址模式從0開始編號(hào)來(lái)定位扇區(qū)，第一扇區(qū)LBA=0，第二扇區(qū)LBA=1，依此類推。這種尋址模式取代了原先操作系統(tǒng)必須面對(duì)儲(chǔ)存設(shè)備硬件構(gòu)造的方式。n在訪問(wèn)硬盤時(shí)，由硬盤控制器再將這

10、種邏輯地址轉(zhuǎn)換為實(shí)際硬盤的物理地址142.磁道、扇區(qū)和柱面硬盤上的一個(gè)物理記錄塊要用三個(gè)參數(shù)來(lái)定3.記錄格式記錄格式 每一扇區(qū)除存放每一扇區(qū)除存放512字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)外，還存放著用于字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)外，還存放著用于同步、數(shù)據(jù)定位、數(shù)據(jù)校驗(yàn)等作用的輔助數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)定位、數(shù)據(jù)校驗(yàn)等作用的輔助數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)一般只作用于硬盤內(nèi)部。一般只作用于硬盤內(nèi)部。153.記錄格式 每一扇區(qū)除存放512字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)外7.1.2 硬磁硬磁盤的性能指的性能指標(biāo)l1.容量容量l硬硬盤是由多個(gè)存是由多個(gè)存儲(chǔ)碟片碟片組合而成的，而合而成的，而單碟容量碟容量就是一個(gè)存就是一個(gè)存儲(chǔ)碟所能存碟所能存儲(chǔ)的最大數(shù)據(jù)量。的最

11、大數(shù)據(jù)量。n通通過(guò)兩種手段增加硬兩種手段增加硬盤容量：一個(gè)是容量：一個(gè)是增加存增加存儲(chǔ)碟片的碟片的數(shù)量數(shù)量；另一個(gè)；另一個(gè)辦法就是法就是增加增加單碟容量碟容量。l位密度位密度：磁道單位長(zhǎng)度上所存儲(chǔ)二進(jìn)的個(gè)數(shù)：磁道單位長(zhǎng)度上所存儲(chǔ)二進(jìn)的個(gè)數(shù)l道密度道密度：半徑方向單位長(zhǎng)度上的磁道個(gè)數(shù)：半徑方向單位長(zhǎng)度上的磁道個(gè)數(shù)l面密度面密度：=位密度位密度*道密度道密度（Mb/平方英寸或平方英寸或Gbit/平方英寸）平方英寸）167.1.2 硬磁盤的性能指標(biāo)1.容量167.1.2 硬磁硬磁盤的性能指的性能指標(biāo)l2.最大內(nèi)部數(shù)據(jù)最大內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率率n是指是指磁磁頭至硬至硬盤緩存存間的最大數(shù)據(jù)的最大數(shù)據(jù)傳輸率率n

12、包括磁頭把數(shù)據(jù)從盤片讀入緩存的速度，以及磁頭把數(shù)據(jù)從緩存寫入盤片的速度?？捎脕?lái)評(píng)價(jià)硬盤的讀寫速度和整體性能l3.轉(zhuǎn)速速n主主軸轉(zhuǎn)速是決定硬速是決定硬盤內(nèi)部數(shù)據(jù)內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率的決定因率的決定因素之一，它在很大程度上決定了硬素之一，它在很大程度上決定了硬盤的速度，的速度，同同時(shí)也是區(qū)也是區(qū)別硬硬盤檔次的重要檔次的重要標(biāo)志。志。177.1.2 硬磁盤的性能指標(biāo)2.最大內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率177.1.2 硬磁硬磁盤的性能指的性能指標(biāo)l4.高速高速緩存存n指在硬指在硬盤內(nèi)部的高速內(nèi)部的高速DRAM存存儲(chǔ)器。器。l5.尋道道時(shí)間(ms)n指硬指硬盤磁磁頭移移動(dòng)到數(shù)據(jù)所在磁道而所用的到數(shù)據(jù)所在磁道而所用的時(shí)間。n

13、平均平均尋道道時(shí)間則為磁磁頭移移動(dòng)到正中到正中間的磁道需的磁道需要的要的時(shí)間。187.1.2 硬磁盤的性能指標(biāo)4.高速緩存187.1.2 硬磁硬磁盤的性能指的性能指標(biāo)l6.SMARTnS.M.A.R.T的全稱為“Self-MonitoringAnalysisandReportingTechnology”，即“自我監(jiān)測(cè)、分析及報(bào)告技術(shù)”。n支持S.M.A.R.T技術(shù)的硬盤可以通過(guò)硬盤上的監(jiān)測(cè)指令和主機(jī)上的監(jiān)測(cè)軟件對(duì)磁頭、盤片、馬達(dá)、電路的運(yùn)行情況、歷史記錄及預(yù)設(shè)的安全值進(jìn)行分析、比較。當(dāng)出現(xiàn)安全值范圍以外的情況時(shí)，就會(huì)自動(dòng)向用戶發(fā)出警告。197.1.2 硬磁盤的性能指標(biāo)6.SMART197.1.

14、3 分區(qū)和格式化l硬硬盤在使用之前必在使用之前必須經(jīng)過(guò)低低級(jí)格式化格式化、分分區(qū)區(qū)和和高高級(jí)格式化格式化三個(gè)步三個(gè)步驟。l1.低低級(jí)格式化格式化 n一般硬一般硬盤在出廠之前都做在出廠之前都做過(guò)低低級(jí)格式化，低格式化，低級(jí)格式化和操作系格式化和操作系統(tǒng)無(wú)關(guān)。無(wú)關(guān)。n作用：作用：n創(chuàng)建磁道和扇區(qū)，寫入每個(gè)扇區(qū)的建磁道和扇區(qū)，寫入每個(gè)扇區(qū)的頭、尾信息。、尾信息。207.1.3 分區(qū)和格式化硬盤在使用之前必須經(jīng)過(guò)低級(jí)格式化7.1.3 分區(qū)和格式化l分區(qū)分區(qū)l將硬盤分成多個(gè)邏輯區(qū)域(邏輯盤)，每個(gè)分區(qū)可支持不同的操作系統(tǒng)。l分區(qū)可分為主分區(qū)和擴(kuò)展分區(qū)，擴(kuò)展分區(qū)又可分成多個(gè)邏輯分區(qū)，每個(gè)分區(qū)對(duì)應(yīng)一個(gè)邏輯磁

15、盤。主引導(dǎo)主引導(dǎo)記錄記錄分區(qū)分區(qū)1（主分區(qū)）（主分區(qū)）分區(qū)分區(qū)2（擴(kuò)展分區(qū)）（擴(kuò)展分區(qū)）分區(qū)分區(qū)3（其他分區(qū)（其他分區(qū)）分區(qū)分區(qū)3（其他分區(qū)）（其他分區(qū)）217.1.3 分區(qū)和格式化分區(qū)主引導(dǎo)分區(qū)1分區(qū)2分區(qū)3分區(qū)7.1.3 分區(qū)和格式化3 3.高高級(jí)格式化格式化 將將分分區(qū)區(qū)內(nèi)內(nèi)的的全全部部扇扇區(qū)區(qū)分分成成引引導(dǎo)區(qū)區(qū)、文文件件分分配配表表(FAT)、文件根目、文件根目錄表和數(shù)據(jù)區(qū)四個(gè)區(qū)域。表和數(shù)據(jù)區(qū)四個(gè)區(qū)域。引引導(dǎo)區(qū)：磁區(qū)：磁盤參數(shù)和引參數(shù)和引導(dǎo)程序等程序等。文件分配表文件分配表(FAT)：數(shù)據(jù)區(qū)的每一個(gè)簇對(duì)應(yīng)文件分配表中的數(shù)據(jù)區(qū)的每一個(gè)簇對(duì)應(yīng)文件分配表中的兩個(gè)字節(jié)，表示該簇被某文件占用并指

16、明該文件下一簇。兩個(gè)字節(jié)，表示該簇被某文件占用并指明該文件下一簇。文件根目錄：文件根目錄：一個(gè)文件的目錄稱為一個(gè)目錄項(xiàng)。存放文件一個(gè)文件的目錄稱為一個(gè)目錄項(xiàng)。存放文件名、修改日期時(shí)間、文件長(zhǎng)度及起始簇。名、修改日期時(shí)間、文件長(zhǎng)度及起始簇。227.1.3 分區(qū)和格式化3.高級(jí)格式化文件分配表(F硬硬盤文件系文件系統(tǒng)lFAT(FileAllocationTable)16nFAT16文件系統(tǒng)中簇的編號(hào)為16位二進(jìn)制，簇的最大容量為32KB，邏輯盤最大容量=64KX32K=2048M=2G。lFAT32：32位文件分配表，用于Windows9x/2000的文件系統(tǒng)，用32位二進(jìn)制對(duì)簇進(jìn)行編號(hào)。nFAT

17、32文件系統(tǒng)的簇所包含的扇區(qū)數(shù)少，如2GB的一個(gè)邏輯盤，F(xiàn)AT16的簇容量為32KB，而FAT32的簇容量為4KB。23硬盤文件系統(tǒng)FAT(File Allocation Tab硬硬盤文件系文件系統(tǒng)lNTFS：最大分區(qū)2TB，Win2000下使用FAT32最大分區(qū)為32GB。使用事物處理日志和恢復(fù)技術(shù)來(lái)保證分區(qū)的一致性，發(fā)生系統(tǒng)失敗事件時(shí)，NTFS使用日志文件和檢查點(diǎn)信息自動(dòng)恢復(fù)文件系統(tǒng)的一致性。支持對(duì)分區(qū)、文件夾和文件的壓縮?？梢詾楣蚕碣Y源、文件夾以及文件設(shè)置訪問(wèn)許可權(quán)限24硬盤文件系統(tǒng)NTFS：24提高磁提高磁盤存存儲(chǔ)容量的技容量的技術(shù)早期標(biāo)準(zhǔn)記錄：早期標(biāo)準(zhǔn)記錄：新的扇區(qū)記錄：新的扇區(qū)記錄

18、：位密度外低內(nèi)高位密度外低內(nèi)高;位密度相等位密度相等;浪浪費(fèi)存存儲(chǔ)能力；能力；充分利用存充分利用存儲(chǔ)能力；能力；數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸速率相等。速率相等。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸速率外高內(nèi)低。速率外高內(nèi)低。1.改變扇區(qū)記錄方式25提高磁盤存儲(chǔ)容量的技術(shù)早期標(biāo)準(zhǔn)記錄：新的扇區(qū)記錄：1.改提高磁提高磁盤存存儲(chǔ)容量的技容量的技術(shù)l2.采用垂直磁采用垂直磁記錄l兩種不同的磁兩種不同的磁記錄方式示意方式示意圖l上上圖為縱向磁向磁記錄l下下圖為垂直磁垂直磁記錄26提高磁盤存儲(chǔ)容量的技術(shù)2.采用垂直磁記錄26提高磁盤存儲(chǔ)容量的技術(shù)3.3D儲(chǔ)存技術(shù)儲(chǔ)存技術(shù)是在原來(lái)只有一層的儲(chǔ)存面下再加一層，變成上層磁性排列方向能左右變化，下層則是

19、上下變化的兩層。應(yīng)用這種技術(shù)后的硬盤容量就可以翻倍了。27提高磁盤存儲(chǔ)容量的技術(shù)3.3D儲(chǔ)存技術(shù)27SSD基于DRAM基于FLASHMLCNAND型NOR型 SLC固態(tài)硬盤l固態(tài)硬盤SSD也稱作電子硬盤或者固態(tài)電子盤固態(tài)存儲(chǔ)單元組成的硬盤。28SSD基于DRAM基于FLASHMLCNAND型 NOR 皮肌炎是一種引起皮膚、肌肉、心、肺、腎等多臟器嚴(yán)重?fù)p害的，全身性疾病，而且不少患者同時(shí)伴有惡性腫瘤。它的1癥狀表現(xiàn)如下：1、早期皮肌炎患者，還往往伴有全身不適癥狀，如-全身肌肉酸痛，軟弱無(wú)力，上樓梯時(shí)感覺(jué)兩腿費(fèi)力；舉手梳理頭發(fā)時(shí)，舉高手臂很吃力；抬頭轉(zhuǎn)頭緩慢而費(fèi)力。皮肌炎圖片皮肌炎的癥狀表現(xiàn) 皮肌

20、炎是一種引起皮膚、肌肉、心、肺、腎等多臟器嚴(yán)重29基于閃存的固態(tài)硬盤lIntelSSD720，采用了PCI-Express2.0 x4接口，配備512MB的緩存，搭載34nmMLCNAND閃存顆粒，官方給出的讀寫速度分別達(dá)到了2.2GB/s和1.8GB/s，隨機(jī)讀取高達(dá)180000IOPS，寫入則為56000IOPS。IOPS(Input/OutputOperationsPerSecond)，即每秒進(jìn)行讀寫（I/O）操作的次數(shù)，多用于數(shù)據(jù)庫(kù)等場(chǎng)合，衡量隨機(jī)訪問(wèn)的性能。30基于閃存的固態(tài)硬盤Intel SSD 720，采用了PCI-固態(tài)硬盤l固固態(tài)硬硬盤的工作原理的工作原理nSSD硬盤用閃存顆粒

21、來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。n固態(tài)硬盤在原理構(gòu)造上基本上是模擬普通機(jī)械硬盤，比如模擬扇區(qū)、模擬磁道等。l固固態(tài)硬硬盤使用壽命的限制使用壽命的限制n在固態(tài)硬盤的算法定義中，修改一次才算一次真正讀寫。31 固態(tài)硬盤固態(tài)硬盤的工作原理31固態(tài)硬盤l固態(tài)硬盤的優(yōu)點(diǎn)固態(tài)硬盤的優(yōu)點(diǎn)n低功耗、無(wú)噪音、抗震動(dòng)、低熱量、重量輕、速度快l固態(tài)硬盤的缺點(diǎn)：固態(tài)硬盤的缺點(diǎn)：n成本和寫入次數(shù)。而由于flash芯片都有一定的寫入壽命、而且壽命屆滿后資料會(huì)讀不出來(lái)。n固態(tài)硬盤數(shù)據(jù)損壞后是難以修復(fù)的。32 固態(tài)硬盤固態(tài)硬盤的優(yōu)點(diǎn)32混合硬盤混合硬盤l混合硬盤：在原硬盤的基礎(chǔ)上增加閃存緩存n基于閃存的緩存能夠減少讀取硬盤的次數(shù)并且消除許多寫盤

22、的動(dòng)作。l與傳統(tǒng)硬盤相比混合硬盤優(yōu)點(diǎn)：n更快的開機(jī)與休眠回復(fù)速度；n更低的耗電率；n更高的可靠度。33混合硬盤混合硬盤：在原硬盤的基礎(chǔ)上增加閃存緩存337.2.1光盤分類目前光盤儲(chǔ)存系統(tǒng)主要有CD和DVD兩類：CD：存儲(chǔ)容量約650MB，按讀寫屬性可分為只讀、一次可寫，可擦寫三種。DVD：可雙面存儲(chǔ)信息，而且每面可存儲(chǔ)兩層信息。單面單層4.7GB，雙面單層9.4GB，雙面雙層17GB。CDCD-ROMVCDCD-IPhotoCDCD-RCD-RWDVDDVD-ROMDVD-RDVD-RW347.2.1 光盤分類 目前光盤儲(chǔ)存系統(tǒng)主要有CD和D7.2光盤存儲(chǔ)系統(tǒng)-原理l光盤上存儲(chǔ)的各種類型的信息

23、都是數(shù)字化后的“0”與“1”，其所對(duì)應(yīng)的就是光盤上的Pits（凹點(diǎn)）和Lands（平面）。l當(dāng)激光映射到盤片上時(shí)，如果是照在Lands上，那么就會(huì)有70到80激光被反射回；如果照在Pits上，就無(wú)法反射回激光。根據(jù)反射和無(wú)反射的情況，光盤驅(qū)動(dòng)器就可以解讀0或1的數(shù)字編碼了。357.2 光盤存儲(chǔ)系統(tǒng)-原理光盤上存儲(chǔ)的各種類型的信息都是數(shù)CD類光盤按應(yīng)用和介質(zhì)分類CD-DA(DigitalAudio)：激光唱盤。CD-ROM(ReadOnlyMemory)：只讀光盤，作為電子出版物載體。PhotoCD：Kodak公司制定的，用壓縮方式存儲(chǔ)數(shù)字照片的CD格式標(biāo)準(zhǔn)。CD-I(Interactive)：

24、一種支持交互的CD技術(shù)規(guī)范。VCD(VideoCD)：用MPEG-1壓縮方式存儲(chǔ)數(shù)字化視頻和音頻的CD標(biāo)準(zhǔn)。其視頻分辨率約為240X320，伴音為雙聲道立體聲，播放時(shí)間約74分鐘。CD-R(Recordable)：可寫入的介質(zhì)光盤，可分多次寫入。CD-RW(Rewritable)：可擦寫的介質(zhì)盤。36CD類光盤按應(yīng)用和介質(zhì)分類CD-DA(Digital Aud7.2.3DVD的基本結(jié)構(gòu)及原理l1994年9月，日本的PIONEER（先鋒）公司宣布將推出一種尺寸與CD-ROM相同、容量卻要大8倍的新型光存儲(chǔ)介質(zhì)DVD。lDVD光盤的構(gòu)造與CD光盤基本相同，直徑都是12cm，存儲(chǔ)密度則比后者大得多，

25、n主要得益于DVD光盤上記錄數(shù)據(jù)的凹坑尺寸和軌道間距都比CD光盤小，因此大大提高了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)密度。377.2.3 DVD的基本結(jié)構(gòu)及原理 1994年9月，日本的PDVD的主要規(guī)格DVD的主要規(guī)格DVD主要有：DVD-ROM、DVD-Video、DVD-Audio、DVD-R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM等。1.DVD-ROMDVD-ROM是用來(lái)讀取數(shù)字資料的DVD規(guī)格，總共有四種容量，分別為4.7GB、8.5GB、9.4GB、17GB，硬件產(chǎn)品稱為只讀式DVD-ROM光驅(qū)。DVD光盤的規(guī)格名稱格式容量DVD-5單面單層4.7GBDVD-9單面雙層8.5GBDVD-10雙面單層9.

26、4GBDVD-18雙面雙層17GB38DVD的主要規(guī)格 DVD的主要規(guī)格 38DVD的主要規(guī)格lDVD-RnDVD-R是能寫入一次，容量為4.7GB。nDVD-R是用有機(jī)染料當(dāng)作紀(jì)錄介質(zhì)，利用激光在染料層上刻出pit紀(jì)錄資料n可以供DVD-ROM讀取，也可以在DVD播放機(jī)里播放。lDVD-RAMnDVD-RAM是一種由松下、日立及東芝公司聯(lián)合推出的可重復(fù)擦寫的DVD規(guī)范。n一般DVD-ROM光驅(qū)無(wú)法讀取DVD-RAM39DVD的主要規(guī)格 DVD-R 39DVD的主要規(guī)格雙層雙層DVD刻錄盤片刻錄盤片40DVD的主要規(guī)格 雙層DVD刻錄盤片40DVD的主要規(guī)格lDVDRWnDVDForum所提出

27、的第二種可重復(fù)讀寫的DVD規(guī)格，其硬件產(chǎn)品稱之為可覆寫式數(shù)字多功能光驅(qū)(DVD-RW光驅(qū))，其主導(dǎo)的廠商有先鋒，參與制造的廠商有三星、夏普、SONY等。n第二代的DVDRW它的光盤容量將會(huì)規(guī)定是4.7GB，而且除了可以燒錄DVDRW的片子外，還可以支持燒錄DVD-R、DVD-RW、CD-R、CD-RW這些光盤片。41DVD的主要規(guī)格 DVDRW 417.2.5藍(lán)光技術(shù)簡(jiǎn)介l2002年年2月月19日：以索尼、日：以索尼、飛利浦、松下利浦、松下為核心，核心，聯(lián)合日合日立、先立、先鋒、三星、三星、LG、夏普和、夏普和湯姆姆遜共同共同發(fā)布了布了Blu-ray Disc（簡(jiǎn)稱稱BD）技）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。準(zhǔn)。l

28、高密度，大容量，單層容量為25GB，雙層容量50GB。采用405nm的藍(lán)色激光讀寫，得名“藍(lán)光”l主要軌道參數(shù)中凹陷直徑為0.14m（DVD為0.4m），軌道間距為0.32m（DVD為0.74m）。lBD系統(tǒng)的主要應(yīng)用將是高清晰度電影，壓縮標(biāo)準(zhǔn)為MPEG-2，視頻分辨率為19201080或1080720，音頻為7.1聲道環(huán)繞聲。l版權(quán)保護(hù)更加嚴(yán)格427.2.5 藍(lán)光技術(shù)簡(jiǎn)介2002年2月19日：以索尼、飛利浦43437.2光盤系統(tǒng)光盤驅(qū)動(dòng)器l光盤驅(qū)動(dòng)器就是平常所說(shuō)的光驅(qū)，讀取光盤信息的設(shè)備l內(nèi)部構(gòu)成內(nèi)部構(gòu)成n旋轉(zhuǎn)及其伺服控制機(jī)構(gòu)；n激光發(fā)送、接收及其平行移動(dòng)反光和聚焦系統(tǒng)；n信號(hào)編譯碼、驅(qū)動(dòng)檢

29、測(cè)電路；n接口控制和緩沖存儲(chǔ)器電路。激光激光 二極管二極管 光束分離器光束分離器 聚焦透鏡聚焦透鏡 光光電電 檢測(cè)器檢測(cè)器 平移平移 驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng) 裝置裝置 反光鏡反光鏡 光盤光盤 447.2 光盤系統(tǒng)光盤驅(qū)動(dòng)器光盤驅(qū)動(dòng)器就是平常所說(shuō)的光驅(qū)，7.2光盤驅(qū)動(dòng)器l驅(qū)動(dòng)器類型及其兼容性驅(qū)動(dòng)器類型光盤類型CD-ROMCD-R/RWDVD-VideoDVD-ROMDVD-RAMDVD-R/RWDVD+R/RWCD-ROMRRCD-R/RWRR/WDVD-ROMRRRRRRComboRR/WRRRRDVD-RAMRRRRR/WRRDVD-RWRR/WRRR/WRDVD+RWRR/WRRRRR/W457.2 光

30、盤驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器類型及其兼容性驅(qū)動(dòng)器類型光盤類型C3 3、光驅(qū)的性能指標(biāo)、光驅(qū)的性能指標(biāo)l數(shù)據(jù)傳輸率：表明光驅(qū)從光盤上讀取數(shù)據(jù)的快慢。l單速：是指最初的CD光驅(qū)讀取速率150KB/SlCD在1小時(shí)內(nèi)讀完一張CD盤的速度定義為1倍速。DVD的1倍速則在1350KB/s左右lX倍速：指是光驅(qū)的讀取速率是單速的多少倍。l平均讀取時(shí)間：是指從光頭定位到開始讀盤的時(shí)間，一般是越小越好。不能超過(guò)95ms。l緩存：作用是提供一個(gè)數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)域，將讀取的數(shù)據(jù)暫時(shí)保存，然后一次性進(jìn)行傳輸和轉(zhuǎn)換。l容錯(cuò)性能：是指光驅(qū)讀取質(zhì)量不太好的光盤的能力，容錯(cuò)性能越強(qiáng)，光驅(qū)能讀的“爛盤”越多。463、光驅(qū)的性能指標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸率：

31、表明光驅(qū)從光盤上讀取數(shù)據(jù)的快慢7.3.1移動(dòng)盤l移動(dòng)盤主要包括兩類n第一類是由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器為存儲(chǔ)內(nèi)核，這一類主要是U盤。n另外一類是以硬磁盤為存儲(chǔ)內(nèi)核，通常稱這一類為移動(dòng)硬盤。n兩類移動(dòng)存儲(chǔ)器目前使用的接口主要是USB接口，但移動(dòng)硬盤也有使用其它的接口的，如eSATA和IEEE-1394。477.3.1 移動(dòng)盤移動(dòng)盤主要包括兩類471.U盤lU盤的特點(diǎn)n1、體積小、容量大n2、傳輸速度快：USB3.0接口n3、攜帶方便n4、數(shù)據(jù)安全n抗震性能強(qiáng),防潮防磁n數(shù)據(jù)可長(zhǎng)期保存481.U盤U盤的特點(diǎn)481.U盤USB閃存盤的結(jié)構(gòu)閃存盤主要由I/O控制芯片、閃存、電路板和其他電子元器件組成。491.U盤

32、 492.移動(dòng)硬盤l移動(dòng)硬盤實(shí)際上就是硬盤采用了USB接口或IEEE-1394接口，有些還帶有eSATA接口。502.移動(dòng)硬盤移動(dòng)硬盤實(shí)際上就是硬盤采用了USB接口或IE7.3.2存儲(chǔ)卡l存存儲(chǔ)卡卡：也叫閃存卡（FlashCard）是利用閃存技術(shù)存儲(chǔ)電子信息的存儲(chǔ)器l一般應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)，掌上電腦，MP3等小型數(shù)碼產(chǎn)品中作為存儲(chǔ)介質(zhì)。nCF（Compact Flash）卡）卡nMMC（Multi Media Cards）卡）卡(已停產(chǎn)已停產(chǎn))nSD（Secure Digital Card）卡）卡n記憶棒（記憶棒（Memory Stick）517.3.2 存儲(chǔ)卡存儲(chǔ)卡：也叫閃存卡（Flash Ca

33、rd1.CFCompactFlashlCF存儲(chǔ)卡是由美國(guó)SanDisk公司于1994年研制成功的，它采用了ATA體系結(jié)構(gòu)并仿照了磁盤驅(qū)動(dòng)器lCF卡的特點(diǎn)是：ATA數(shù)據(jù)接口，容量大、存取速度快、兼容性好。lCF卡的1X傳輸速度為150KB/S，主流的有133X、266X等，高端的則有600X521.CFCompact FlashCF存儲(chǔ)卡是由美國(guó)2.MMCMultiMediaCardlMMC卡（MultiMediaCard，多媒體卡）由SanDisk與西門子聯(lián)合開發(fā)，于1997年11月發(fā)表，其外形尺寸為24mm32mm1.4mm，重量2g。MMC卡存儲(chǔ)單元和控制器一同做到了卡上lRS-MMC（R

34、educed-SizeMMC）是小型化的MMC卡，RSMMC體積只有標(biāo)準(zhǔn)MMC卡的一半大小，532.MMCMulti Media CardMMC卡（3.SDSecureDigitalCardlSD卡是由日本松下公司、東芝公司和美國(guó)SanDisk公司于1999年8月共同研制開發(fā)而成的。SD卡是根據(jù)MMC卡開發(fā)的，所以在大多數(shù)情況下這兩種產(chǎn)品能夠互換，它比MMC卡多了一個(gè)進(jìn)行數(shù)據(jù)著作權(quán)保護(hù)功能。lSD記憶卡大小猶如一張郵票，重量只有2克，但卻擁有高記憶容量、快速數(shù)據(jù)傳輸率、極大的移動(dòng)靈活性以及很好的安全性。是目前市場(chǎng)上最常見(jiàn)，價(jià)格也時(shí)相對(duì)較低的移動(dòng)存儲(chǔ)卡。543.SDSecure Digital

35、CardSD卡3.SDSecureDigitalCardl傳統(tǒng)SD1.1版存儲(chǔ)卡原來(lái)最高容量只有4GB，針對(duì)這一情況，SD聯(lián)合協(xié)會(huì)在2006年5月宣布了SD2.0，即SDHC（HighCapacity）標(biāo)準(zhǔn)。SDHC卡規(guī)范中對(duì)于SD卡的性能上分級(jí)以滿足不同的應(yīng)用需求：速度等級(jí)存取速度(MB/秒)應(yīng)用范圍Class 0包括低于Class 2和未標(biāo)注Speed Class的情況Class 22.0觀看普通清晰度電視，數(shù)碼攝像機(jī)拍攝Class 44.0流暢播放高清電視（HDTV），數(shù)碼相機(jī)連拍Class 66.0單反相機(jī)連拍，以及專業(yè)設(shè)備的使用Class 1010.0全高清電視的錄制和播放UHS C

36、lass 1312.0專業(yè)全高清電視實(shí)時(shí)錄制553.SDSecure Digital Card傳統(tǒng)SSD標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)56SD標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)563.SDSecureDigitalCardlminiSD卡lmicroSD（TF）l兼容miniSD卡，通過(guò)轉(zhuǎn)接器能作為miniSD卡使用l帶Wi-Fi功能的SD卡，數(shù)碼相機(jī)插入使用這個(gè)Wi-FiSD卡后，可以使所有的數(shù)碼相機(jī)具備Wi-Fi功能。573.SDSecure Digital Cardmin4.MSMemoryStickCardMS卡由Sony公司于1997年研發(fā)推出，又管它叫作“記憶棒”。MemoryStick規(guī)格是非公開的，目前只有SONY的數(shù)碼設(shè)備上使用。584.MSMemory Stick Card