第2章2.6外存储器(2530KB).pptVIP

* * * * * 1）磁盘片：铝合金（或玻璃材料）制成，盘片上涂有一层很薄的磁性材料，通过磁层的磁化来记录数据。一般一块硬盘由1-5张盘片组成，它们都固定在主轴上。 2）主轴与主轴电机： 主轴底部有一个电机，当硬盘工作时，电机带动主轴，主轴带动磁盘高速旋转，其速度为每分钟几千转、甚至上万转。 3）磁头和移动臂： 磁头是一个质量很轻的薄膜组件，负责盘片上数据的写入或读出。盘片高速旋转时带动的气流将盘片上的磁头托起，移动臂用来固定磁头，使磁头可以沿着盘片的径向高速移动，以便定位到指定的磁道。 * 读写硬盘信息的操作过程： 主机首先给出要读写的扇区地址： 磁头号（扇区所在记录面），例如，0号磁头 柱面号（扇区所在的磁道），例如，5号柱面 扇区号，例如，1000号扇区 硬盘的操作流程如下： 所有磁头同步寻道（由柱面号控制）? 选择磁头（由磁头号控制） ? 被选中的磁头等待扇区到达磁头下方（由扇区号控制）? 读写该扇区中的数据 * * * * * * * * * * * * * * * * 2.6 外存储器 2.6.1 硬盘存储器 2.6.2 U盘、存储卡和固态硬盘 2.6.3 光盘存储器 PC机的外存储器 硬盘 存储器 软盘 驱动器 光盘 驱动器 2.6.1 硬盘存储器 硬盘存储器概述 功用： 长期保存二进制信息（非易失性存储器） 特点： 可读可写 容量很大（当前台式PC：500GB~2000GB） 可靠性高 成本极低（当前：1~2GB / 元） 技术发展很快，容量将更大，成本会更低 磁盘存储器的信息存储原理(1) 磁头，用于写入和读出信息 “0” “1” 盘片旋转方向 磁盘片 磁性材料粒子的两种不同磁化方向，分别表示记录的是“0”还是“1” 磁盘存储器的信息记录原理(2) 写“1” 写“0” 电流方向 磁头 盘 片 旋 转 方向 磁性材料粒子 磁盘表面 磁 道 扇 区 磁盘的磁道和扇区 磁盘表面被分为许多同心圆，每个同心圆称为一个磁道。每个磁道都有一个编号，最外面的是0磁道 每个磁道被划分为若干段（段又叫扇区），每个扇区的存储容量均为512字节。每个扇区都有一个编号 注：所谓磁盘的格式化操作，就是在盘面上划分磁道和扇区，并在扇区中填写扇区号等信息的过程 硬盘存储器的结构 控制电路 硬盘片 接口 柱面 所有盘片上相同半径处的所有磁道构成一个“柱面” 磁头 磁头浮在高速旋转的盘片上，它负责盘片上数据的写入或读出 移动臂 用来固定磁头并可带动磁头沿盘片径向高速移动，以便定位到指定的“柱面” 主轴 带动盘片高速旋转 信息的平均存取时间 磁盘上的信息以扇区为单位进行读写，平均存取时间为： T = 寻道时间+旋转等待时间+数据传输时间 寻道时间——磁头寻找到指定磁道所需时间(大约5ms) 旋转等待时间——指定扇区旋转到磁头下方所需要的时间(大约4～6ms) (转速： 4200/5400/7200/10000rpm) 数据传输时间——(大约0.01ms/扇区) 磁头 磁道 旋转轴 碟片 硬盘存储器的性能指标 （1）容量：以GB为单位，目前硬盘单碟容量约为几百个GB （2）平均存取时间：在几ms～几十ms之间，由硬盘的旋转速度、磁头寻道时间和数据传输速率所决定 （3）缓存容量：原则上越大越好，通常为几MB～几十MB （4）数据传输速率 外部传输速率指主机从（向）硬盘缓存读出（写入）数据的速度，与采用的接口类型有关 内部传输速率指硬盘在盘片上读写数据的速度，转速越高内部传输速率越快 （5）与主机的接口： 以前使用： 并行ATA（ATA）接口 当前流行： 串行ATA（SATA）接口 选讲： 关于硬盘的SATA接口(1) 前几年PC大多使用并行ATA接口 Ultra ATA100或Ultra ATA133接口，传输速率最高分别为100MB/s和133MB/s 近几年开始大量采用SATA接口(150、300、600MB/s) 串行传输方式，工作频率高(1.5GHz-3GHz) 低电平差分信号，内嵌时钟信号 传输线长度增加，插头插座体积缩小 选讲： 关于硬盘的SATA接口(2) 并行ATA接口的连接电缆 SATA接口的连接电缆 SATA接口电路功能 SATA接口采用差分信号串行传输 使用硬盘应注意什么? 正在对硬盘读写时不能关掉电源 保持使用环境的清洁卫生，注意防尘；控制环境温度，防止高温、潮湿和磁场的影响 防止硬盘受震动，工作时不要移动机器 及时对硬盘内容进行整理，包括目录的整理、文件的清理、磁盘碎片整理等 防止计算机病毒对硬盘的破坏，