计算机组装与维护教程2013第4章.ppt

第4章 存储设备,4.1 内 存4.2 硬 盘4.3 移动存储器4.4 光存储设备4.5 软盘驱动器与软盘习题四,第4章 存储设备,4.1 内 存4.2 硬 盘4.3 移动存储器4.4 光存储设备4.5 软盘驱动器与软盘习题四,内存实质上是一组或多组具备数据输入/输出和数据存储功能的集成电路。CPU在工作时，需要从硬盘等外部存储器上读取数据，但由于硬盘传输数据的速度比较慢，导致系统整体工作效率降低。为了解决这个问题，人们就在CPU与外部存储器之间增加了内存来作为数据转存的“仓库”。,4.1 内 存,内存一般只有几十兆字节到几百兆字节，虽然容量不大，但数据的传输速度非常快。当CPU需要数据时，可以直接从预先存放了部分数据的内存中提取。但内存只是一个“中转仓库”，并不能用来长时间存储数据，一旦断电，数据就会清空。从打开电脑电源开始，内存就进行着如图所示的工作流程。,图4.1.1 内存流程图,4.1.1 内存的结构和分类了解了内存的工作流程后，下面详细介绍内存的结构和分类。1内存的结构内存主要由3部分组成，即PCB板、内存芯片和SPD芯片，还有外围电子元器件，如电容、电阻等，如图所示。,图4.1.2 内存的基本组成,（1）PCB板。内存的PCB板大多是绿色、深蓝色或者紫色，采用多层设计（4层或6层）。（2）金手指。内存条与主板内存插槽接触的部分就是金手指。金手指是铜质导线，容易氧化，可用橡皮擦清理。（3）内存固定缺口。主板上的内存插槽会有两个扣具用来牢固地扣住内存，这个缺口便是用于固定内存的。（4）内存脚缺口。用来防止内存反插和区分不同的内存条。,（5）内存芯片。内存的性能、速度、容量都是由内部芯片决定的。不同厂商的内存芯片在速度、性能上也不同。常见的内存芯片有HY，Vdata，Corsair，Kingmax，KingBox，Infileon，Winbond，Geil，SEC，Apacer等。（6）内存颗粒空位。常看到内存条中间有个空位，这是预留了一个内存芯片为其他采用这种封装模式的内存使用的。,（7）SPD芯片。是一个八脚的小芯片，它是一个EEPROM可擦写存储器，容量为256个字节，存储信息包括内存的标准工作状态、速度、容量、响应时间等参数。（8）芯片标志。内存条上一般标有芯片标志，通常包括厂商名称、单个芯片容量、芯片类型、工作速度、生产日期、电压、容量系数和一些厂商的特殊标志。,2内存的分类目前市场上主要的内存类型有SDRAM，DDR SDRAM，RDRAM和DDR II四种，其中DDR内存条占据了市场的主流，而SDRAM内存规格已不再发展，处于被淘汰的行列。RDRAM则始终未成为市场的主流，只有部分芯片组支持，而这些芯片组也逐渐退出了市场。而DDR II是最新的内存技术，所以在与其他硬件的结合和兼容性上都存在很大的不足，比如许多主板都不支持DDR II内存的插口，而且其价格也不菲，建议大家谨慎购买。,（1）SDRAM：即Synchronous DRAM（同步动态随机存储器），曾经是PC机上应用最为广泛的一种内存类型，而且现在SDRAM仍然还在市场上占有一席之地。SDRAM的工作速度是与系统总线速度同步的。SDRAM内存又分为PC66，PC100，PC133等不同规格，而规格后面的数字就代表着该内存能正常工作的最大系统总线速度。SDRAM采用3.3 V工作电压，168 Pin的DIMM接口，带宽为64位，其外观如图所示。,图4.1.3 SDRAM的外观,（2）DDR SDRAM：DDR（Dual Date Rate）SDRAM称为“双倍速率SDRAM”，在133 MHz的前端总线频率下，带宽可达2.128 GB/s。它的工作原理是能在控制时钟触发沿的上升沿和下降沿进行数据传输（而SDRAM只在控制时钟的下降沿进行数据传输），因此在一次控制信号过程中，DDR SDRAM能进行两次数据交换。因此称为双倍速率同步动态随机存储器。DDR内存可以在与SDRAM相同的总线频率下达到更高的数据传输率，其外观如图所示。,图4.1.4 DDR SDRAM的外观,与SDRAM相比，DDR运用了更先进的同步电路，使指定地址、数据的输送和输出主要步骤既独立执行，又保持与CPU完全同步；DDR使用了DLL（Delay Locked Loop，延时锁定回路提供的一个数据滤波信号）技术，当数据有效时，存储控制器可使用这个数据滤波信号来精确定位数据，每16次输出一次，并重新同步来自不同存储器模块的数据。DDR本质上不需要提高时钟频率就能加倍提高SDRAM的速度，它允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿读出数据，因而其速度是标准SDRAM的两倍。,从外形体积上相比，DDR与SDRAM的差别并不大，它们具有同样的尺寸和同样的针脚距离。但DDR为184针脚，比SDRAM多出了16个针脚，主要包含了新的控制、时钟、电源和接地等信号。DDR内存采用的是支持2.5 V电压的SSTL2标准，而不是SDRAM使用的3.3 V电压的LVTTL标准。,（3）RDRAM：RDRAM也叫“存储器总线式动态随机存储器”，它是Rambus公司开发的一种新型DRAM。RDRAM虽然位宽比SDRAM及DDR的64 bit窄，但时钟频率要高得多。从外观上看，RDRAM内存条与SDRAM、DDR SDRAM内存条有点相似。不过，这种型号的内存难以在家用电脑市场普及，所以已经淡出了市场。,（4）DDR II：DDR II是JEDEC定义的全新的下一代DDR内存技术标准，将在Intel下一代BTX规格的代号Alderwood的i915P芯片组和代号Grantsdale的i925X芯片组中被完整支持。AMD方面也将正式宣布下一代芯片组完整支持DDR II。这也是当今内存条发展的趋势，不过目前这项技术还略显超前，体现出来的优势也不是那么明显，所以建议用户观望为主。,4.1.2 内存的主要性能指标内存技术发展的速度之快，容量之大，已经远远超过了人们的想象，在衡量内存质量时，一般需要注意以下几个指标：1系统时钟循环周期（TCK）系统时钟循环周期表示SDRAM能运行的最大频率。它的数字越小，说明内存芯片所能运行的频率就越高。例如，一块系统时钟频率为10 ns的SDRAM芯片，它可以运行在100 MHz的频率（外频）下，也就是人们常说的PC100，它的芯片上所刻的10代表其运行的时钟周期为10 ns，其外频为100 MHz。,2存取时间（TAC）存取时间代表了内存读取数据所延迟的时间，绝大多数SDRAM芯片的存取时间为610 ns。3CAS反应时间它是CAS（纵向地址脉冲）的延迟时间。某些SDRAM能够运行在CAS反应时间（CL）2或3模式，也就是说它们读取数据所延迟的时间既可以是两个时钟周期，也可以是三个时钟周期。,4内存容量内存容量反映内存器存储各种信息的能力。内存容量越大，程序运行的速度就越快。内存容量以字节B（Byte）为单位。5数据的宽度和带宽内存的带宽指内存的数据传输速率，内存的数据宽度是指内存同时传输数据的位数，以位为单位。,6ECC校验（Error Checking and Correcting）ECC校验即错误检查和纠正。与奇偶校验类似，它不但能检测到错误的地方，还可以纠正绝大多数错误。它也是在原来的数据位上外加位来实现的，这些额外的位是用来重建错误数据的。只有经过内存的纠错后，计算机操作指令才可以继续执行。,7SPD（Serial Presence Detect）在选购168线的SDRAM时，发现有的内存会多一颗小芯片，这就是具备SPD能力的内存。SPD是一个8针的256字节的电可擦写编程只读存储器芯片，其位置一般在内存条正面的右侧，记录着内存的速度、容量、电压与行、列地址带宽等参数信息。当开机时BIOS将自动读取SPD中的信息，如果没有SPD，就容易出现死机和致命错误的现象。它更是识别PC100内存的重要标志和必要条件。,4.1.3 常见内存产品在计算机飞速发展的同时，内存也得到飞速的发展，现在内存市场上的内存产品品种非常多，内存的性能也与日俱增，为了方便大家购买，下面主要介绍一些市场主流内存条。,1Apacer内存2005年，Apacer内存从市场占有率到市场知名度都大幅提升，成为国内主要的内存模块设备供应商，内存模组已经全面升级为宇瞻金牌内存三系列（经典版、极速版、超频版），Apacer宇瞻也成为广大消费者装机时的首选内存品牌，如图所示。,图4.1.5 Apacer内存,2Kingston内存Kingston内存在目前的内存市场中占据相当重要的地位，其产品的性价比较高，一直受到广大电脑爱好者的青睐。首先介绍的是其ValueRAM系列的产品，这个系列面向的是追求高性价比的用户。对于系统的长期稳定工作是绝对有保证的，可以说是相当超值的产品。目前ValueRAM包括了SDRAM，DDR SDRAM以及DDR2 SDRAM等产品，如图所示。,图4.1.6 ValueRAM DDR内存,HyperX系列内存则是Kingston面向发烧级游戏玩家们推出的高性能系列内存。这款内存面向的是高端用户，价格比较高。目前HyperX也包括了DDR和DDR2内存，另外也有Registered内存，全部都是面向追求顶级性能的桌面电脑用户。所有HyperX的产品均拥有铝制散热片覆盖在内存颗粒上，而除了Registered内存的散热片为黑色之外，其他HyperX内存的散热片均为蓝色，如图图所示。,图4.1.7 HyperX DDR内存,图4.1.8 HyperX DDR2内存,图4.1.9 HyperX Registered内存,图4.1.10 HyperX双通道套装内存,HyperX内存的命名方式和ValueRAM有所不同。例如KHX 3200ULK2/1G，K仍然代表Kingston，HX则代表HyperX，3200代表的是内存的带宽为3200 MB/s，数字后面如果有D2标识则代表此内存为DDR2内存，否则就是DDR内存。而有UL标识，则代表这是一款超低延时的内存（Ultra low latency）。无论HyperX还是ValueRAM，部分产品的型号中会出现A的标识，代表不同的版本，通常带有A标志为较新版本。,3GeLL内存Gell内存采用Intel原厂六层线路板设计，其稳定度优于四层板设计，并符合Intel PC133的标准。采用BLP（Bottom Lead Package，底部导向封装）封装，芯片采用最先进的0.2 mm生产工艺制造，运行在最优化状态CL=2，十分稳定。外包装采用全新的小盒包装。另外，由于静电和震动对内存的影响很大，金邦金条采用金黄色的塑料夹，既可以防静电又可以防震，如图所示。,图4.1.11 GeLL内存,4芝奇内存芝奇F1-3200PHU2-1GBZX也是一款双512 MB内存包装的产品，也同样采用的是透明的外包装盒。它是一款采用了确保良好电器性能的6层PCB基板，其双面16颗粒的布局，能够适应市面上绝大多数的主板，兼容性有保障，如图所示。,图4.1.12 芝奇内存,芝奇F1-3200PHU2-1GBZX在DDR400状态下支持2-3-3-6的CAS延迟时间，支持2.65 V的低电压，采用1 024 MB（2512 MB）kit双通道包装，这款内存的兼容性非常好，非常适合在Intel原装主板上使用。,5威刚内存该系列内存采用红色铝制散热片包装，主要有DDR400，DDR500，DDR566以及DDR2 533等型号。威刚的内存产品性价比非常高，并以极佳的超频性能、低廉的售价赢得了众多用户的青睐，如图所示。上面介绍的几种内存是目前市场的主流产品，还有许多内存产品在市场上也比较流行，这里就不一一介绍了。,图4.1.13 威刚内存,4.1.4 内存新技术由于内存市场竞争日益激烈，新技术不断出现，性能更高的内存再一次冲击了内存市场，新一代的XDR2内存技术和串行内存技术随之产生。1XDR 2内存技术XDR 2是Rambus推出的第二代高速内存技术，此技术也是未来内存市场的主流技术之一。XDR 2主要依靠降低内存回路干扰，利用XDR原有的FlexPhase和Micro-Threading内存架构等技术来提升效能，此技术的使用可以使XDR 2内存提供8 GHz的时钟速度。,XDR 2内存拥有Micro-Threaded架构，这也是XDR 2内存速度提升的主要原因。XDR 2内存主要应用在显卡领域，由于显卡的地位日益上升，高性能的内存设计变得越来越重要了，而XDR 2内存技术则解决了这一问题。XDR 2内存采用的是Micro-Threaded架构，Rambus把这一架构称之为微线程架构。,XDR 2的技术有以下几个特点：（1）采用Micro-Threaded架构。XDR 2除了使用Micro-Threaded内存架构设计外，Rambus为了保证XDR 2系统的稳定运行，同时又要使XDR具有更高的工作效率，因此XDR 2在继承了XDR的优点之后继续加入全新的辅助设计来提升效能。XDR 2集成了多个重要技术，为了在内存子系统中减少对信号质量有影响的边缘效应，在XDR 2上独有的FlexPhase电路设计可以在实时操作的情况下调整速度、电压和温度，这是XDR 2内存新技术的一个优势。,（2）实现零刷新占用功能。在以往的DRAM进行刷新之时要对所有逻辑Bank的相同地址行进行刷新，当遇上其中某一Bank处于工作状态或者要访问某一Bank时，就很容易与刷新操作产生冲突。然而，新的XDR 2内存技术采用了特殊的逻辑Bank设计，采取交错控制进行刷新，实现了零刷新占用功能，从而避免了因刷新操作而影响正常寻址情况的发生。,（3）具备独特的动态位宽调整功能。XDR 2内存具备动态位宽调整的功能，它有2 bit，4 bit，8 bit等动态调整接口的位宽选择，此功能可提高XDR 2设计的灵活性。当位宽改变之后，访问颗粒度随之改变，2 bit，4 bit，8 bit时的列访问颗粒度分别对应为2字节，4字节和8字节，带宽也降至2 GB/s，4 GB/s和8 GB/s的水平。,（4）具备弹性相位控制自适应功能。当内存的速度不断提高时，XDR 2的弹性相位同步电路就进行补偿处理，实时应对电压与温度变化所产生的影响。弹性相位控制这一功能由XIO来完成，精度非常高。弹性相位技术可让信号具备数据以及时钟同步与自校准的能力，从而使外围有关时序跟踪的设计与布线变得非常简单，并有助于提高同步性和总线利用率。,XDR 2的诞生为内存技术的发展奠定了一定的基础，从目前内存市场状况来看，XDR 2内存前景非常光明。按照Rambus的发展计划，XDR 2的主要用途是在显存上，并有望成为当前GDDR显存芯片的继任人，此技术即将为使用高级显卡的用户提供新的体验。,2串行内存技术Intel发布了针对未来企业级运算平台的新一代内存体系FB-DIMM（Fully Buffered-DIMM），如图所示。,图4.1.14 FB-DIMM内存模块,FB-DIMM即全缓冲双列内存模组。FB-DIMM是在普通DDR2内存的基础之上改进而来的，但其与普通DDR内存相比却有了很大的变化，FB-DIMM的技术特性有以下几点：（1）以串行的方式进行数据传输。目前的DIMM采用的是一种“短线连接”（Stub-bus）的拓扑结构，FB-DIMM与内存控制器之间的数据与命令传输不再是传统的并行线路，而是采用了类似于PCI-Express的串行接口多路并联的设计，以串行的方式进行数据传输。,FB-DIMM的总线可以工作在很高的频率之上，以FB-DIMM1.0版标准为例，它可以提供3.2 GHz，4 GHz和4.8 GHz三种数据传输率，这意味着即使是单通道FB-DIMM系统也可以提供9.6 GB/s，12 GB/s和14.4 GB/s的带宽。（2）功能独特的AMB缓冲芯片。FB-DIMM的另一特点是增加了一块名为AMB（Advanced Memory Buffer）的缓冲芯片。AMB缓冲芯片主要作用是数据传输控制、并行和串行数据互相交换，而FB-DIMM实行串行通讯呈多路并行主要靠AMB芯片来实现。,（3）可靠性更高。在FB-DIMM中，指令和数据都进行完全的CRC循环冗余校验，远比目前的ECC纠错方法要先进。而且Intel在FB-DIMM架构引入了“Bit Lane Fail Over Correction”功能，利用此功能，当一个位宽的通道出现故障后，它就会被从系统中排除掉，即让出现故障的内存通道停止运行。此时内存控制器会调整所使用的内存带宽，这样即使一块芯片，一个DIMM插槽甚至是一条内存通道出现故障也不会造成死机，更不会降低内存带宽，这无疑大大增加了内存子系统的稳定性。,从设计上看，FB-DIMM的确具有很大优势：除了技术性能之外，FB-DIMM的出现让在低成本下制造高性能、高容量内存模块成为了可能。因为FB-DIMM只是一种连接技术，它并不涉及到内存核心技术的改变。就如QBM内存模组一样，它们都利用了现有的DRAM芯片。这无疑极具成本优势，而且Intel在业界的影响力是很大的。,4.1.5 内存选购在选购内存时，一般要注意以下几点：1按需购买选购内存应从实际需求出发。在主流的电脑配机方案中，256 MB和512 MB是两个标准的配置。256 MB内存逐渐被淘汰，而512 MB内存对于现在的电脑配置方案来说，属于普遍的配机方案，它已能满足现今包括网络3D游戏等占用内存比较大的应用程序的运行，所以512 MB的内存容量是最佳选择。,2认准内存类型DDRAM是市场上的主流产品，同时SDRAM也有一定的市场，不过SDRAM已经趋向淘汰，建议不要再去购买。3注意Remark市场竞争激烈，不法商贩把低档内存芯片上的标识打磨掉，重新再刻上标识，从而把低档产品当作高档产品卖给用户，这种现象就叫“Remark”。从外观上可以看出来，正品的芯片表面一般都很有质感，要么有光泽或荧光感，要么就是亚光的。如果觉得芯片的表面色泽不纯甚至比较粗糙、发毛，那么这块芯片的表面一定是受到了磨损。,4仔细查看电路板电路板的做工要求光洁，色泽均匀；元件焊接要求整齐统一，不允许错位；焊点要均匀有光泽；金手指要光亮，不能有发白或发黑的现象；电路板上应该印刷有厂商的标识。常见的劣质内存经常是芯片标识模糊或混乱，电路板毛糙，金手指色泽晦暗，电容歪歪扭扭如手焊一般，焊点不干净利落。,5售后服务目前我们最常看到的情形是用橡皮筋将内存扎成一捆进行销售，用户得不到完善的咨询和售后服务，也不利于内存品牌形象的维护。部分有远见的厂商已经开始完善售后服务渠道，如Winward，自身拥有完善的销售渠道，切实保障了消费者的权益。选择良好的经销商，一旦购买的产品在质保期内出现质量问题，只需及时去更换即可。,硬盘与内存不同，内存是用来临时存储数据的，而硬盘是永久性存储数据的，断电后硬盘的数据依然存在，不会丢失，硬盘的容量一般要比内存的容量大得多，因此硬盘是计算机中最重要的外存储器之一。4.2.1 硬盘的分类通常我们所说的硬盘的分类，主要是根据接口技术的不同来划分的。我们可以把硬盘分为IDE硬盘、高端的SCSI硬盘以及更为先进的Serial ATA硬盘三大类。,4.2 硬 盘,1IDE硬盘IDE硬盘的全称为“Integrated Drive Electronics”，是目前的主流硬盘接口。它为盘体与控制器集成在一起的磁盘驱动器，而IDE接口的官方名称是“ATA”（Advanced Technology Attachment）接口。标准IDE接口只支持两个设备，每个硬盘的最大硬盘空间也只能达到528 MB，现在普遍使用增强型IDE（EIDE）标准，它最多可支持4个设备，支持大容量的硬盘。,2SCSI硬盘计算机中最大的速度“瓶颈”来自于硬盘，由于受制于IDE接口，IDE硬盘速度已趋于极限。而SCSI接口则是一种总线型接口，它最大的优势在于其系统占用率极低，除此之外，SCSI硬盘还可以串接7个以上的外设，而且支持的硬盘容量更大，传输速率更高。,目前SCSI硬盘接口有三种，分别是50针、68针和80针。常见的硬盘型号上标有“N”“W”“SCA”，就是表示接口针数的。N即窄口（Narrow），50针；W即宽口（Wide），68针；SCA即单接头（Single ConnectorAttachment），80针。其中80针的SCSI盘一般支持热插拔。,3Serial ATA硬盘目前常见的并行ATA（PATA）是基于集成驱动器电路（IDE）接口标准的一项硬驱技术，而串行ATA（SATA）则是一项新兴的标准电子接口技术。采用SATA的存储设备配置起来要比PATA简便得多，并且由于采用了串行技术以及8/10位编码法，不仅提高了总体的传输性能，还完全绕开了并行传输存在的问题。而这种数据完整性很高的方案提供的必要的嵌入计时和重要的数据完整性检查功能，正是高速传输所需的。目前，SATA的成本比PATA高出15%左右，但差距正在迅速缩小。,4.2.2 硬盘的主要性能指标硬盘技术的发展速度相当快，但仍跟不上计算机其他硬件的发展速度，目前硬盘发展的诸多因素已经成为计算机发展的“瓶颈”，下面介绍硬盘的几个性能指标。（1）硬盘容量：硬盘容量用来描述硬盘能够存储多少数据，一般以GB为计量单位，目前主流硬盘容量为80 GB400 GB。,（2）主轴转速：主轴转速是决定硬盘数据传输率的因素之一，其单位为r/min（转/分），一般市场硬盘转速有5 400 r/min，7 200 r/min，10 000 r/min，15 000 r/min。（3）寻道时间：寻道时间是指硬盘磁头移动到数据所在磁道所用的时间，其单位为毫秒（ms）。（4）平均寻道时间：平均寻道时间是指磁头移动到正中间的磁道需要的时间，一般选用平均寻道时间为9 ms以下的硬盘。,（5）全程访问时间：全程访问时间是指磁头开始移动直到最后找到所需的数据块所用的全部时间，单位为毫秒（ms）。（6）平均访问时间：平均访问时间是指磁头开始找到指定数据的平均时间，单位为毫秒（ms），是平均寻道时间和平均潜伏时间之和。（7）潜伏时间：当磁头移动到数据所在磁道后，等待所要的数据块继续转动（半圈或多些、少些）到磁头下的时间，其单位为毫秒（ms）。,（8）道至道时间：表示磁头从一个磁道转移到另一个磁道的时间，单位为毫秒（ms）。（9）最大内部数据传输率：最大内部数据传输率也叫持续数据传输率（Sustained Transfer Rate），单位为Mb/s，是指磁头至硬盘缓存间的最大数据传输率。（10）外部数据传输率：外部数据传输率也称为突发数据传输率，它是指从硬盘缓冲区读取数据的速率。在广告或硬盘特性表中常以数据接口速率代替，其单位为MB/s，例如UltraDMA/100技术的外部数据传输率可达100 MB/s。,（11）单碟容量：一般IDE硬盘最多有四张碟片，每张碟片的容量为10 GB。而IBM公司生产5张碟片的硬盘，单碟容量大都在10 GB以上。（12）高速缓存：高速缓存指在硬盘内部的高速存储器，目前硬盘的高速缓存为28 MB，SCSI硬盘的高速缓存更大，购买时应选高速缓存较大的硬盘。,（13）连续无故障时间（MTBF）：连续无故障时间是指在硬盘从开始运行到出现故障的最长时间，单位是小时（h）。一般硬盘的MTBF至少在30 000 h以上。（14）自动监测分析报告技术（技术）：英文全称为“Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology”。硬盘可以监测和分析自己的工作状态和性能，并将其显示出来，让用户可以随时了解硬盘的工作情况。,4.2.3 硬盘的结构及工作原理硬盘一般由外壳、盘片、固定盖板、安装螺孔、数据接口、控制电路板、电源接口等组成，如图所示。,图4.2.1 硬盘的结构,1外壳外壳的主要作用是防尘、散热和隔音，由顶盖和底盖组成，顶盖上标注产品型号、产地、设置方法等信息，底盖上容纳硬盘内部的各种组件，如图所示。,图4.2.2 硬盘的外壳,2控制电路板控制电路板由主轴调速电路、磁盘驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路等组成。控制电路板主要控制和协调整个硬盘系统正常工作。ROM芯片中固化的软件可以实行硬盘的初始化，执行加电和启动主轴电机、初始寻道、定位及故障检测等任务。高速缓存可提高数据传输率，通常为2 MB。控制电路板可以通过扁平的数据排线与盘体内的主轴电机和磁头组件交换数据，并且通过数据线接口和电源接口与外部配件连接，如图所示。,3盘片盘片是硬盘存储数据的载体，大多数硬盘都采用金属薄膜磁盘，这种金属薄膜较之软盘的不连续颗粒载体具有更高的记录密度，同时还具有高剩磁和高矫顽力的特点，如图所示。,图4.2.3 控制电路板 图4.2.4 硬盘的盘片,4主轴组件主轴组件包括主轴轴承和电动机等。硬盘在工作时，通过电动机的转动将用户需要存取的资料所在的扇区带到磁头下方，电动机的转速越快，用户存取数据的时间也就越短。目前主流硬盘的转速为5 400 r/min和7 200 r/min。因硬盘转速不断提高，同时带来磨损加剧、温度升高、噪声增大等一系列问题。,5磁头组件磁头组件由读写磁头、传动手臂、传动轴组成。磁头的作用相当于在硬盘盘体上进行读取的“笔尖”，通过全封闭式的磁阻感应读写，将信息记录在硬盘内部特殊的介质上，如图所示。,图4.2.5 硬盘主轴组件,6磁头驱动机构磁头驱动机构由电磁圈电动机、磁头驱动小车、防震动装置构成，高精度的轻型磁头驱动机构能够对磁头进行正确的驱动和定位，并能在很短的时间内精确定位系统指令的磁道。硬盘的寻道是靠移动磁头来完成的，而移动磁头则需要该机构驱动才能实现，如图所示。,图4.2.6 磁头驱动机构,7硬盘的基本工作原理整个硬盘系统由硬盘驱动器、硬盘适配器及连接电缆组成。硬盘驱动器加电正常工作后，利用控制电路中的单片机初始化模块进行初始化工作，此时磁头置于盘片中心位置。初始化完成后，主轴电动机将启动并以高速旋转，装载磁头的悬臂机构移动，将浮动磁头置于盘片表面的“00”道，处于等待指令,的启动状态。当接口电路接收到微机系统传来的指令信号后，通过前置放大控制电路，驱动音圈电动机发出磁信号，根据感应阻值变化的磁头对盘片数据信息进行正确定位，并将接收后的数据信息解码，通过放大控制电路传输到接口电路，反馈给主机系统完成指令操作。硬盘断电时，在力矩反弹的作用下，浮动磁头驻留到盘面中心。,4.2.4 硬盘的生产厂商及编号硬盘市场主要有希捷（Seagate）、日立（HITACHI）、迈拓（Maxtor）、西部数据（Western Digital）和三星（Samsung）等品牌。由于其生产厂商不同，编号也有所差别。我们在选购硬盘时通常都注意到了其容量大小、转速以及缓存等主要参数，但是这些参数在硬盘上并没有很明显的标识，只是利用一串特定的数字符号等所谓的编号来表示，为了更加清楚地认识硬盘的各种性能及指标，下面以市场上的主流硬盘产品为例向大家介绍一下各厂家的硬盘编号规律。,1希捷（Seagate）希捷科技公司（Seagate Technology）是世界上最大的磁盘驱动器、磁盘和读写磁头生产厂家，该公司一直是IBM，COMPAQ，SONY等业界大户的硬盘供应商，公司的实力非常雄厚。希捷是最早进入中国市场的硬盘品牌之一，在SCSI市场上也有相当重要的地位。3D防护技术和SoftSonic降噪技术是希捷产品的特色技术，用于提高产品的安全性和降低工作噪音。在主流桌面市场，希捷酷鱼系列较受关注，此系列产品拥有平稳的整体性能，市场认知度较高。由于希捷采用了多家代理并行的扁平化销售渠道，零售价格也较有优势。总体而言，希捷硬盘的性价比不错，在硬盘零售市场的出货量也很大。,Seagate硬盘的编号比较简单，其识别方法为：“ST+硬盘尺寸+容量+主标识+副标识+接口类型”，简单的表示形式为：ST“X，XXXX，XX，XXX”，就是说硬盘编号可以分为4部分。“ST”代表的是“Seagate”，表示希捷公司的产品。,第1部分的“X”表示其硬盘外形和尺寸。“1”表示3.5英寸，厚度为41 mm的全高硬盘；“3”表示3.5英寸，厚度为25 mm的半高硬盘；“4”表示5.25英寸，厚度为82 mm的硬盘；“5”表示3.5英寸，厚度为19 mm的硬盘；“9”表示2.5英寸的硬盘。第2部分的四个“X”是表示硬盘的容量，通常由34位数字组成，单位是GB。例如：“1 600”表示硬盘的容量为160 GB，而“400”或者“800”表示其容量为40 GB或者80 GB。,第3部分的两个“X”为硬盘标识，由主标识和副标识所组成。前1个数字是主标识，在Seagate的IDE硬盘中都是指硬盘的碟片数，例如数字“2”则表示该硬盘采用了两张盘片。而在Seagate的SCSI硬盘中，其主标识则是指硬盘的转速，后1个数字就是副标识。它只有当主标识相同或者无效时，副标识才有意义。主标识一般代表硬盘的性能参数，数字越大，表示的参数越高，性能越好，此款硬盘也就越新。,第4部分的三个“X”主要由13个字母所组成，表示硬盘接口类型等。一般的桌面IDE硬盘较为简单，但如果包括了现在和早期的SCSI硬盘，其含义就变得较为复杂了。“A”表示为ATA UDMA/33或UDMA/66 IDE接口。“AS”表示为Serial ATA150接口。“AG”表示为笔记本电脑专用的ATA接口。“N”表示为50针的Ultra SCSI接口，其数据传输率为20 MB/s。“W”表示为68针的Ultra SCSI接口，其数据传输率为40 MB/s。,“WC”表示为80针的Ultra SCSI接口。“FC”表示为光纤，可提供高达100 MB/s的数据传输率，并且支持热拔插。“WD”表示为68针的Ultra Wide SCSI接口。“LW”表示为68针的Ultra-2 SCSI（LVD）接口。“LC”表示为80针的Ultra-2 SCSI（LVD）接口。,以Seagate酷鱼硬盘“ST3160023AS”为例，通过编号可以知道该硬盘是希捷公司生产的3.5英寸、厚度为25 mm的半高硬盘，采用两张硬盘盘片，总容量是160 GB的Serial ATA 150。如果看到硬盘上印刷着“7 200.7”等字符，就说明这是希捷新推出的单碟容量为80 GB的硬盘系列，看到“Barracuda 7 200.7 Plus”等字符，说明这个系列的产品是采用8 MB缓存，Serial ATA 150接口或者Ultra ATA 100接口的高端产品。,2日立（HITACHI）自从日立公司合并了IBM的硬盘部门后，日立公司继承了IBM的硬盘技术。IBM公司是全球存储器的龙头老大，历史上的许多项突破性存储器技术全出于IBM公司，例如最典型的现代硬盘（即“温氏”硬盘）的雏形就是IBM公司研发的，当然后来得到广泛使用的“MR（磁阻）”，“GMR（巨磁阻）”磁头，还有著名的“Pixie Dust（仙尘）”技术也是IBM公司研发的。,日立硬盘有180GXP和7K250两个系列，所以辨别其编号比较复杂。180GXP系列沿用了IBM硬盘编号。其识别方法为：“IC+盘片尺寸+硬盘高度+容量+接口类型+系列型号+转速+缓存容量”。简单的表示形式为：IC“XX，X，XXX，XX，XX，XX，X”，其硬盘编号可以分为7部分。“IC”表示的是IBM公司的产品。,第1部分的两个“X”表示的是硬盘的外形和尺寸。“35”表示3.5英寸（88.9 mm），“25”表示2.5英寸（63.5 mm）的硬盘产品。第2部分的“X”表示硬盘的高度。“L”表示1英寸（25.4 mm），“T”表示0.49英寸（12.5 mm），“N”表示0.37英寸（9.5 mm）的硬盘产品。第3部分的三个“X”表示的是硬盘的容量，单位是GB。例如“180”就是表示该硬盘的容量为180 GB，“080”表示80 GB。第4部分的两个“X”表示的是硬盘接口的类型。,“AV”表示为ATA接口。“UW”表示为Ultra160 SCSI 68-pin Wide的接口。“UC”表示为Ultra160 SCSI 80-pin SCA的接口。“XW”表示为Ultra320 SCSI 68-pin Wide的接口。“XC”表示为Ultra320 SCSI 80-pin SCA的接口。“F2”表示为FC-AL-2（2 Gbit）的接口。第5部分的两个“X”表示硬盘产品系列的型号。“ER”表示Deskstar 60GXP系列，“VA”表示Deskstar 120GXP系列，“V2”表示Deskstar 180GXP系列。,第6部分的两个“X”表示硬盘的转速，单位是RPM。“04”表示为4 200 r/m，“05”表示为5 400 r/m，“07”表示为7 200 r/m，“10”表示为10 000 r/m，“15”表示为15 000 r/m。第7部分的“X”表示硬盘缓存的容量，从Deskstar 180GXP开始启用，“0”表示为2 MB缓存，“1”表示为8 MB缓存。其中使用一个盘片的60 GB产品缓存为2 MB，使用两个盘片的80 GB和120 GB产品缓存有2 MB和8 MB两种，使用3个盘片的180 GB产品缓存都为8 MB，购买时要注意区分。,以“IC35L180AVV207-1”编号为例，通过编号知道该硬盘是IBM公司生产的3.5英寸，高1英寸的硬盘，其总容量为180 GB，采用Ultra ATA接口，为Deskstar 180 GXP系列的产品，转速是7 200 r/m，有8 MB的缓存。,日立的7K 250系列是继Deskstar 180 GXP后推出的新品，其性能比早期的产品更好，但是硬盘编号也发生了变化，造成了混乱。下面来介绍日立7K 250系列的硬盘编号识别方法。7K250系列的编号标注形式为：“HDS+转速+系列的最大容量+该产品容量+产品系列代码+硬盘高度+接口类型+缓存”。简单的表示形式为：HDS“XX，XX，XX，X，X，XX，X，X”，硬盘编号可分为8个部分。,“HDS”表示为日立（HITACHI）的Deskstar系列硬盘产品。第1部分的两个“X”表示硬盘的转速。如果其标注为“42”，“54”，“72”，“10”，“15”则表示这个硬盘的转速分别为4 200 r/m，5 400 r/m，7 200 r/m，10 000 r/m，15 000 r/m。第2部分的两个“X”表示的是该产品系列的最大容量，单位为GB，“25”就表示该产品最大容量为250 GB。第3部分的两个“X”表示硬盘容量，单位为GB，例如“80”就表示80 GB，“25”就表示250 GB。,第4部分的“X”表示硬盘的参数，现在所有7K250系列都是字母“V”。第5部分的“X”表示硬盘的高度，这里和上面的IBM编号是一样的。第6部分的两个“X”表示硬盘的接口类型，有“AT”和“ST”两种，其分别表示为Ultra ATA100接口和Serial ATA150接口。,第7部分的“X”表示硬盘缓存的容量，有数字“2”和“8”，其分别表示为2 MB缓存和8 MB缓存的硬盘产品。第8部分的“X”是硬盘的保留值，目前为数字“0”。以日立7K250系列“HDS722525VLAT80”的硬盘编号为例，可以知道它是转速为7 200 r/m，最大容量为250 GB，总容量为250 GB的硬盘，高1英寸，采用的是Ultra ATA100接口并有8 MB缓存。,3迈拓（Maxtor）迈拓（Maxtor）是韩国现代电子公司的一个独立子公司，以前该公司的产品也覆盖了IDE和SCSI两个方面，但由于SCSI方面的产品缺乏竞争力而最终放弃了这个高端市场从而主攻IDE硬盘，由于Maxtor公司主要精力都集中在IDE硬盘领域，且拥有丰富的技术经验，所以在桌面硬盘零售市场一度创造辉煌，因此在硬盘市场的影响力比较大，产品口碑也非常好。,以前Maxtor硬盘一直采用7位编号，但从金钻系列Diamondmax Plus9开始，其硬盘编号变成了13位。不过，识别硬盘主要参数还是前面的7位编号。迈拓编号多为：“系列号+此系列