计算机组装与维护-第07讲.ppt
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1、2023/11/17,1,CCUTSOFT,计算机组装与维护,二零零九年十月,长春工业大学国家示范性软件职业技术学院,(第七讲),2023/11/17,2,第五章 存储系统,主要内容:一、计算机存储系统 二、外部存储器(一)外部存储器的分类(二)硬盘(三)光盘存储器(四)半导体存储器,CCUTSOFT,计算机组装与维护,2023/11/17,3,一、计算机存储系统,存储器是计算机的信息存储部件。计算机的工作过程就是在程序控制下对数据进行加工和处理的过程,这里的程序和数据都要存放在存储器中。衡量存储器优劣的指标主要有存储容量和存储速度等。微机存储系统中的存储器一般包括两大部分:一个是内存储器,它
2、直接和运算器、控制器及输入、输出设备联系,容量较小,但存取速度较快,用于存放那些急需处理或正在运行的程序;另一个是外存储器,它通过内存储器间接地和运算器、控制器联系,存取速度较慢,但存储容量大,价格低廉,用来存放大量暂时不用的数据和程序。,CCUTSOFT,第五章 存储系统,计算机组装与维护,2023/11/17,4,二、外部存储器,外存储器又称辅助存储器(简称外存)。外存储器一般用来存放需要永久保存的或相对来说暂时不用的各种程序和数据。外存储器不能为中央处理器直接访问,必须将外存存储器中的信息先调入内存才能被中央处理器所利用。对外存的基本要求是,应有足够大的存储容量和存取速度,能长期可靠地保
3、存其中的程序和数据,且存取方便。,CCUTSOFT,第五章 存储系统,计算机组装与维护,2023/11/17,5,(一)外部存储器的分类,外存设备的种类很多,目前微机常用的外存储器根据存储介质可以将外存设备分为三大类:磁介质的存储器、半导体存储器和光介质存储器。其中磁介质主要有硬盘和软盘,光介质主要是光盘,半导体存储器主要是U盘和固态硬盘等。,CCUTSOFT,第五章 存储系统,计算机组装与维护,2023/11/17,6,(二)硬盘,硬盘(Hard Disk,也称硬盘存储器)是各种数据的主要存放场所之一,平常所用的操作系统(如Windows XP等)、各种应用软件、资料和游戏都存放在硬盘中,是
4、计算机的重要部件之一。硬盘和硬盘驱动器作为一个整体密封在一个金属腔体中,称为硬盘机,简称硬盘。硬盘的盘片是以质地较硬的金属(或玻璃等)薄片为基础,表面涂上磁膜构成的。,CCUTSOFT,第五章 存储系统,计算机组装与维护,2023/11/17,7,硬盘的工作原理,硬盘存储数据是根据电、磁转换的原理来实现的。硬盘驱动器加电后,磁盘片由主轴电机驱动进行高速旋转,设置在盘片表面的磁头则在电路控制下径向移动到指定位置然后将数据存储或读出来。随着磁记录技术的迅速发展,硬盘的存储容量、位密度、道密度、面密度、平均寻道时间和数据传输率等主要技术性能指标均有大幅提高。,CCUTSOFT,第五章 存储系统,计算
5、机组装与维护,2023/11/17,8,硬盘的的诞生与发展,1956年,美国IBM公司制造出世界上第一块容量为5MB的硬盘。1968年,IBM公司又提出了温彻斯特(Winchester)技术。温彻斯特技术的精髓是:“密封、固定并高速旋转的镀磁盘片,磁头沿盘片径向移动,并且是悬浮在高速转动的盘片上方,而不与盘片直接接触”,这也是现代绝大多数硬盘的原型。1973年,IBM公司制造出了第一台采用温彻斯特技术的硬盘,从此硬盘技术的发展有了正确的结构基础,现在使用的硬盘大多是此技术的延伸。,CCUTSOFT,第五章 存储系统,计算机组装与维护,2023/11/17,9,硬盘的结构,硬盘尺寸主要有5.25
6、英寸和3.5英寸两种,现在普遍使用的是3.5英寸硬盘。用于笔记本电脑中的有2.5英寸、1.8英寸和0.9英寸等几种。硬盘主要由:盘片,磁头,盘片转轴及控制电机,磁头控制器,数据转换器,接口,缓存等几个部分组成。,CCUTSOFT,第五章 存储系统,计算机组装与维护,2023/11/17,10,CCUTSOFT,第五章 存储系统,计算机组装与维护,盘片,2023/11/17,11,硬盘的接口及其类型,硬盘接口包括电源接口插座和数据接口插座两部份,其中电源插座与主机电源相连接,为硬盘正常工作提供电压;数据接口插座与主板上的数据接口相连,进行数据的寻址及数据的传输。目前主要的接口类型有IDE/ATA
7、、SATA和SCSI/SAS,另外还有USB、1394、e-SATA等。,CCUTSOFT,第五章 存储系统,计算机组装与维护,2023/11/17,12,IDE和ATA接口,IDE(Integrated Drive Electronics Interface,集成驱动器电气接口)是一种采用并行方式传输数据的硬盘接口,用一根40线扁平数据线与硬盘适配器连接。IDE接口也叫ATA(Advanced Technology Attachment)接口,ATA接口的提法使IDE硬盘接口标准得到了统一。其外部接口速度最大为133MB/s,因为并口线的抗干扰性太差,且排线占空间,不利计算机散热,将逐渐被
8、SATA 所取代。,CCUTSOFT,第五章 存储系统,计算机组装与维护,2023/11/17,13,SATA接口,SATA(Serial ATA)接口是串行传输数据的接口,它能以连续串行的方式传送数据,在同一时间点内只会有1位数据传输。在SATA第一代标准技术中,数据传输率为150MB/S,已经轻松超过了IDE接口中最快的ATA133数据传输率,而在SATA 2.0标准技术中,数据传输率为300MB/S。使用SATA接口,硬盘实现了使用上的热插拔和即插即用。,CCUTSOFT,第五章 存储系统,计算机组装与维护,2023/11/17,14,SCSI和SAS接口,SCSI全称为Small Co
9、mputer System Interface(小型机系统接口),历经多世代的发展,从早期的SCSI-II,到目前的 Ultra320 SCSI以及 Fiber-Channel(光纤通道)等,接头类型也有多种。SCSI硬盘广为工作站级个人计算机以及服务器所使用,因为它的转速快,可达15000rpm,且数据传输时占用CPU运算资源较低,但是单价也比同样容量的ATA及SATA硬盘昂贵。SAS(Serial Attached SCSI)是新一代的SCSI技术,和SATA硬盘相同,都是采取序列式技术以获得更高的传输速度,可达到3Gb/s。此外也透过缩小连接线改善系统内部空间等。,CCUTSOFT,第五
10、章 存储系统,计算机组装与维护,2023/11/17,15,硬盘的主要性能指标,1、硬盘容量 硬盘的容量的单位是字节(Byte),通常以吉字节(GB)为单位,1GB=1024MB。但硬盘厂商在标称硬盘容量时通常取1G=1000MB,因此我们在BIOS中或在格式化硬盘时看到的容量会比厂家的标称值要小。硬盘的容量指标还包括硬盘的单碟容量。所谓单碟容量是指硬盘单片盘片的容量,单碟容量越大,单位成本越低,平均访问时间也越短。,CCUTSOFT,第五章 存储系统,计算机组装与维护,2023/11/17,16,硬盘的主要性能指标,2、转速 硬盘的转速是指硬盘盘片每分钟转动的圈数,单位为rpm(Rotati
11、on Per Minute,转/分钟)。硬盘转速的大小决定硬盘性能的高低,转速越高,读写速度越快,等待时间越短,硬盘的整体性能越好。目前市场上主流硬盘的转速已从以往5400rpm提高到了7200rpm。SCSI接口的硬盘,一般都已达到了7200rpm的转速,而更高的则达到了10000rpm。,CCUTSOFT,第五章 存储系统,计算机组装与维护,2023/11/17,17,硬盘的主要性能指标,3、平均访问时间 硬盘的平均访问时间是指磁头从起始位置到达目标磁道位置,并且从目标磁道上找到要读写的数据扇区所需的时间。平均访问时间体现了硬盘的读写速度,它包括了硬盘的寻道时间和等待时间,即:平均访问时间
12、=平均寻道时间+平均等待时间,CCUTSOFT,第五章 存储系统,计算机组装与维护,2023/11/17,18,硬盘的主要性能指标,平均寻道时间(Average Seek Time)平均寻道时间(Average Seek Time)是指硬盘的磁头移动到盘面指定磁道所需的时间。这个时间当然越小越好,目前硬盘的平均寻道时间通常在8ms到12ms之间,而SCSI硬盘则应小于或等于8ms。平均等待时间 硬盘的等待时间,又叫潜伏期(Latency),是指磁头已处于要访问的磁道,等待所要访问的扇区旋转至磁头下方的时间。平均等待时间为盘片旋转一周所需的时间的一半,一般应在4ms以下。,CCUTSOFT,第五
13、章 存储系统,计算机组装与维护,2023/11/17,19,硬盘的主要性能指标,4、数据传输率 硬盘的数据传输率是指硬盘读写数据的速度,单位为兆字节每秒(MB/s)。硬盘数据传输率包括内部数据传输率和外部数据传输率。外部传输率(External Transfer Rate)也称为突发数据传输率或接口传输率,它是指系统总线从硬盘缓冲区之间的数据传输率,外部数据传输率与硬盘接口类型和硬盘缓存的大小有关。内部传输率(Internal Transfer Rate)也称为持续传输率,指磁头至硬盘缓存间的数据传输速率。内部传输率主要依赖于硬盘的盘片转速和盘片的数据线密度。,CCUTSOFT,第五章 存储系
14、统,计算机组装与维护,2023/11/17,20,由于硬盘的内部数据传输率小于外部传输率,所以内部数据传输率的高低才是衡量硬盘性能的真正标准。,第五章 存储系统,CCUTSOFT,计算机组装与维护,2023/11/17,21,硬盘的主要性能指标,5、缓存 与主板上的高速缓存(RAM Cache)一样,硬盘缓存的目的是为了解决系统前后级读写速度不匹配的问题,以提高硬盘的读写速度。目前,大多数SATA硬盘的缓存为8M,而Seagate的“酷鱼”系列则使用了32M Cache。,CCUTSOFT,第五章 存储系统,计算机组装与维护,2023/11/17,22,移动硬盘,移动硬盘顾名思义是以硬盘为存储
15、介制,计算机之间交换大容量数据,强调便携性的存储产品。目前市场上绝大多数的移动硬盘都是以标准硬盘为基础的,而只有很少部分的是以微型硬盘(1.8英寸硬盘等),但价格因素决定着主流移动硬盘还是以标准硬盘为基础。因为采用硬盘为存储介制,因此移动硬盘在数据的读写模式与标准IDE硬盘是相同的。移动硬盘多采用USB、IEEE1394等传输速度较快的接口,可以较高的速度与系统进行数据传输。,CCUTSOFT,第五章 存储系统,计算机组装与维护,2023/11/17,23,硬盘的选购,接口类型 容量 转速 缓存售后服务,CCUTSOFT,第五章 存储系统,计算机组装与维护,2023/11/17,24,主流硬盘
16、制造商,1、希捷(Seagate)希捷科技(英语:Seagate Technology,NYSE:STX)是全球主要的硬盘厂商之一,于1979年在美国加州成立,现在开曼群岛注册。希捷的主要产品包括桌面硬盘,企业用硬盘,笔记本电脑硬盘和微型硬盘。在专门研发硬盘的厂商中,希捷是历史最悠久的。它的第一个硬盘产品,容量是5MB。在2006年5月,希捷科技收购了另一间硬盘厂商迈拓公司。产品销量方面,希捷报称自己是第一间公司,售出10亿个硬盘产品。,CCUTSOFT,第五章 存储系统,计算机组装与维护,2023/11/17,25,主流硬盘制造商,2、迈拓(Maxtor)迈拓(Maxtor)是一家成立于19
17、82年的美国硬盘厂商。2000年10月,迈拓(Maxtor)收购昆腾。然而,在2006年被另外一家硬盘厂商希捷公司收购。在2005年12月即收购前,迈拓公司是世界第三大硬盘生产商。现在迈拓公司作为希捷公司的一家子公司运营。迈拓同时经营桌面电脑与服务器市场,相对于速度而言,迈拓更关注于硬盘容量。,CCUTSOFT,第五章 存储系统,计算机组装与维护,2023/11/17,26,主流硬盘制造商,3、西部数据(Westdigital)市场占有率仅次于希捷。以桌面产品为主。其桌面产品分为侧重高I/O性能的Black系列(俗称“黑盘”),普通的Blue系列(俗称蓝盘),以及侧重低功耗、低噪音的环保Gre
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