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1、硬 盤(pán)移 動(dòng) 存 儲(chǔ) 器光 盤(pán) 儲(chǔ) 存 系 統(tǒng) 計(jì) 算 機(jī) 存 儲(chǔ) 器 系 統(tǒng)外 存 的 特 點(diǎn) ：容 量 大 、 單 位 容 量 成 本 低 、 非 易 失 性 、 尋 址 和 訪(fǎng) 問(wèn) 速 度 慢 、 存 儲(chǔ) 體 可 更 換 等 。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng) reg、cache、內(nèi) 存外存 磁 存儲(chǔ) 器光 存儲(chǔ) 器 磁 盤(pán)磁 帶 軟 磁 盤(pán)硬 磁 盤(pán)其 他 磁 盤(pán) 存 儲(chǔ) 器CDDVD DVD-R .VCD CD-R .半 導(dǎo) 體存 儲(chǔ) 器 Flash電 子盤(pán) 外 部 存 儲(chǔ) 器 概 述 磁 盤(pán) 系 統(tǒng) 磁 性 材 料 的 記 憶 原 理l磁 性 存 儲(chǔ) 原 理 ： l磁 盤(pán) 存 儲(chǔ) 信 息 是 利 用

2、 具 有矩 形 磁 滯 回 線(xiàn) 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(xiàn) 來(lái) 描 述 。 H， 磁 場(chǎng)B， 磁 感 應(yīng) 強(qiáng) 度 I， 電 流t， 時(shí) 間 寫(xiě) “ 1”寫(xiě) “ 0” 7.1.1 硬 盤(pán) 的 發(fā) 展1956年 ， IBM發(fā) 明 世 界 上 第 一 臺(tái) 硬 盤(pán) （ IBM350 RAMAC）,它 相 當(dāng) 于 兩 個(gè) 冰 箱 的 體 積 7.1.1 硬 盤(pán) 的 發(fā) 展1973年 ， IBM又 發(fā) 明 了 Winchester(溫 氏 )硬 盤(pán) （ IMB

3、3340） 。 其 核 心 是 ：磁 盤(pán) 片 被 密 封 、 固 定 并 且 不 停 高 速 旋 轉(zhuǎn) ， 磁 頭 懸 浮 于 盤(pán) 片 上 方 沿 磁 盤(pán) 徑向 移 動(dòng) ， 并 且 不 和 盤(pán) 片 接 觸 。 后 來(lái) 的 硬 盤(pán) 基 本 都 沿 用 了 這 一 結(jié) 構(gòu) 。 7.1 硬 盤(pán) 系 統(tǒng)體 積 ： 3.5英 寸 /半 高 (用 于 臺(tái) 式 PC) 2.5英 寸 (用 于 筆 記 本 PC) 1.8英 寸 微 型 (用 于 數(shù) 碼 產(chǎn) 品 )容 量 ： 10 40MB(8086/286) 100 500MB(386/486) 1 6TB(目 前 )連 續(xù) 傳 輸 速 率 ： 100KB/s

4、 600MB/s平 均 尋 道 時(shí) 間 ： 12ms 5ms轉(zhuǎn) 速 ： 4200轉(zhuǎn) /s 15000轉(zhuǎn) /s 7.1.1硬 磁 盤(pán) 的 結(jié) 構(gòu) 與 工 作 原 理 1.硬 磁 盤(pán) 的 組 成 硬 盤(pán) 內(nèi) 部 包括 浮 動(dòng) 磁 頭 組 件 、磁 頭 驅(qū) 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 、盤(pán) 體 及 主 軸 驅(qū) 動(dòng)機(jī) 構(gòu) 、 前 置 讀 寫(xiě)控 制 電 路 和 接 口電 路 等 。 封 裝 在硬 盤(pán) 的 凈 化 腔 體內(nèi) 。 硬 磁 盤(pán) 的 組 成 1)盤(pán) 體 Media Media的 基 板 是 金 屬 、 玻 璃 或 陶 瓷 材 質(zhì) 制 成 ， 為 達(dá) 到 高 密度 高 穩(wěn) 定 的 質(zhì) 量 ， 基 板 要 求 表

5、面 光 滑 平 整 ， 不 可 有 任 何 暇 疵 ，然 后 再 將 磁 粉 Coating 濺 渡 到 基 板 表 面 上 ， 最 后 再 涂 上 保 護(hù)潤(rùn) 滑 層 。 此 處 有 2項(xiàng) 高 科 技 ， 一 為 ， 如 何 制 造 出 不 含 雜 質(zhì) 極細(xì) 微 的 磁 粉 ;二 為 ， 如 何 將 磁 粉 均 勻 的 Coating上 去 . Media不 可 有 任 何 污 染 ， 全 程 制 造 均 需 在 高 潔 凈 度 的Clean Room內(nèi) ， 這 也 是 硬 盤(pán) 機(jī) 要 求 需 在 Class 100的 Clean Room才 能 拆 解 的 原 因 。 硬 磁 盤(pán) 的 組 成

6、 2)磁 頭 組 件 及 磁 頭 驅(qū) 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) ： 磁 頭 組 件 是 硬 盤(pán) 中 最 精 密 的 部 位 之 一 ， 它 由 讀 寫(xiě) 磁 頭 、傳 動(dòng) 手 臂 、 傳 動(dòng) 軸 三 部 份 組 成 。 磁 頭 是 硬 盤(pán) 技 術(shù) 中 最 重 要 和關(guān) 鍵 的 一 環(huán) ， 它 采 用 了 非 接 觸 式 頭 、 盤(pán) 結(jié) 構(gòu) ， 加 后 電 在 高 速旋 轉(zhuǎn) 的 磁 盤(pán) 表 面 移 動(dòng) ， 與 盤(pán) 片 之 間 的 間 隙 只 有 0.1 0.3um，這 樣 可 以 獲 得 很 好 的 數(shù) 據(jù) 傳 輸 率 。 硬 磁 盤(pán) 的 組 成3)控 制 電 路 硬 盤(pán) 的 控 制 電 路 位 于 硬 盤(pán) 背

7、 面 ， 將 背 面 電 路 板 的 安 裝 螺絲 擰 下 ， 翻 開(kāi) 控 制 電 路 板 即 可 見(jiàn) 到 控 制 電 路 。 硬 盤(pán) 控 制 電 路分 為 ： 硬 盤(pán) 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(pán) 的 讀 寫(xiě) 效 率 。 硬 盤(pán) 驅(qū) 動(dòng) 芯 片 ： 負(fù) 責(zé)硬 盤(pán) 的 馬 達(dá) 以 及 主 軸 馬 達(dá) 的 轉(zhuǎn) 動(dòng) 。 p 最 常 見(jiàn) 的 數(shù) 據(jù) 傳 輸 接 口 有 PATA（ IDE） 、 SATA、 SCSI、SAS、 光 纖 五 種 ， 前 兩 種 接 口 方 式 主 要 應(yīng)

8、 用 在 個(gè) 人 PC上 ，后 三 種 則 主 要 使 用 在 服 務(wù) 器 領(lǐng) 域 。硬 盤(pán) 的 數(shù) 據(jù) 傳 輸 接 口 7.1 硬 盤(pán) 磁 道 、 扇 區(qū) 和 柱 面盤(pán) 體 ： 盤(pán) 體 由 多 個(gè) 同 軸 盤(pán) 片 組 成 ， 每 個(gè) 盤(pán) 片 都 是 雙 面 存 儲(chǔ) ，第 一 個(gè) 盤(pán) 片 的 第 一 面 為 0磁 面 ， 下 一 個(gè) 為 1磁 面 ； 第 二 個(gè) 盤(pán)片 的 第 一 面 為 2磁 面 ， 以 此 類(lèi) 推 。磁 頭 (Head)： 每 個(gè) 磁 面 有 一 個(gè) 磁 頭 進(jìn) 行 讀 寫(xiě) ， 因 此 0磁 面也 稱(chēng) 為 0磁 頭 。磁 道 (Track)： 磁 面 上 均 勻 分 布 的

9、 同 心 圓 存 儲(chǔ) 軌 跡 。 最 外 層為 0磁 道 。扇 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 (Cylinder)： 各 個(gè) 盤(pán) 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 道 2. 磁 道 、 扇 區(qū) 和 柱 面 2. 磁 道 、 扇 區(qū) 和 柱 面l 硬 盤(pán) 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(pán) 容 量 =柱 面 數(shù) 磁 頭

10、數(shù) 扇 區(qū) 數(shù) 512字 節(jié)l 邏 輯 區(qū) 塊 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 。 n LBA是 非 常 單 純 的 一 種 尋 址 模 式 從 0開(kāi) 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(lèi) 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(fǎng) 問(wèn) 硬 盤(pán) 時(shí) ， 由 硬 盤(pán) 控 制 器 再 將 這 種 邏 輯 地 址 轉(zhuǎn) 換為 實(shí)

11、 際 硬 盤(pán) 的 物 理 地 址 3. 記 錄 格 式 數(shù) 據(jù)扇 區(qū) 標(biāo) 志 扇 區(qū) 間 隙 每 一 扇 區(qū) 除 存 放 512字 節(jié) 的 用 戶(hù) 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) 一 般 只 作 用 于 硬 盤(pán) 內(nèi) 部 。 7.1.2 硬 磁 盤(pán) 的 性 能 指 標(biāo)l 1.容 量l 硬 盤(pán) 是 由 多 個(gè) 存 儲(chǔ) 碟 片 組 合 而 成 的 ， 而 單 碟 容 量就 是 一 個(gè) 存 儲(chǔ) 碟 所 能 存 儲(chǔ) 的 最 大 數(shù) 據(jù) 量 。n 通 過(guò) 兩 種 手 段 增 加 硬 盤(pán) 容 量 ： 一

12、個(gè) 是 增 加 存 儲(chǔ) 碟 片 的數(shù) 量 ； 另 一 個(gè) 辦 法 就 是 增 加 單 碟 容 量 。l 位 密 度 ： 磁 道 單 位 長(zhǎng) 度 上 所 存 儲(chǔ) 二 進(jìn) 的 個(gè) 數(shù)l 道 密 度 ： 半 徑 方 向 單 位 長(zhǎng) 度 上 的 磁 道 個(gè) 數(shù) l 面 密 度 ： =位 密 度 *道 密 度 （ Mb/平 方 英 寸 或 Gbit/平 方 英 寸 ） 7.1.2 硬 磁 盤(pán) 的 性 能 指 標(biāo)l 2. 最 大 內(nèi) 部 數(shù) 據(jù) 傳 輸 率n 是 指 磁 頭 至 硬 盤(pán) 緩 存 間 的 最 大 數(shù) 據(jù) 傳 輸 率n 包 括 磁 頭 把 數(shù) 據(jù) 從 盤(pán) 片 讀 入 緩 存 的 速 度 ， 以

13、 及磁 頭 把 數(shù) 據(jù) 從 緩 存 寫(xiě) 入 盤(pán) 片 的 速 度 。 可 用 來(lái) 評(píng)價(jià) 硬 盤(pán) 的 讀 寫(xiě) 速 度 和 整 體 性 能l 3.轉(zhuǎn) 速 n 主 軸 轉(zhuǎn) 速 是 決 定 硬 盤(pán) 內(nèi) 部 數(shù) 據(jù) 傳 輸 率 的 決 定 因素 之 一 ， 它 在 很 大 程 度 上 決 定 了 硬 盤(pán) 的 速 度 ，同 時(shí) 也 是 區(qū) 別 硬 盤(pán) 檔 次 的 重 要 標(biāo) 志 。 7.1.2 硬 磁 盤(pán) 的 性 能 指 標(biāo)l 4. 高 速 緩 存n 指 在 硬 盤(pán) 內(nèi) 部 的 高 速 DRAM存 儲(chǔ) 器 。l 5.尋 道 時(shí) 間 (ms)n 指 硬 盤(pán) 磁 頭 移 動(dòng) 到 數(shù) 據(jù) 所 在 磁 道 而 所

14、用 的 時(shí) 間 。n 平 均 尋 道 時(shí) 間 則 為 磁 頭 移 動(dòng) 到 正 中 間 的 磁 道 需要 的 時(shí) 間 。 7.1.2 硬 磁 盤(pán) 的 性 能 指 標(biāo)l 6.SMARTn S.M.A.R.T的 全 稱(chēng) 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(pán) 可 以 通 過(guò) 硬 盤(pán) 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(pán) 片 、 馬達(dá) 、 電 路 的 運(yùn) 行 情 況 、 歷 史 記 錄 及

15、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(hù) 發(fā) 出 警 告 。 7.1.3 分 區(qū) 和 格 式 化l 硬 盤(pán) 在 使 用 之 前 必 須 經(jīng) 過(guò) 低 級(jí) 格 式 化 、 分區(qū) 和 高 級(jí) 格 式 化 三 個(gè) 步 驟 。l 1. 低 級(jí) 格 式 化 n 一 般 硬 盤(pán) 在 出 廠(chǎng) 之 前 都 做 過(guò) 低 級(jí) 格 式 化 ， 低 級(jí)格 式 化 和 操 作 系 統(tǒng) 無(wú) 關(guān) 。 n 作 用 ： n 創(chuàng) 建 磁 道 和 扇 區(qū) ， 寫(xiě) 入 每 個(gè) 扇 區(qū) 的 頭 、 尾 信 息 。 7.1.3 分 區(qū) 和 格

16、 式 化l 分 區(qū)l 將 硬 盤(pán) 分 成 多 個(gè) 邏 輯 區(qū) 域 (邏 輯 盤(pán) )， 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 盤(pán) 。 主 引 導(dǎo)記 錄 分 區(qū) 1（ 主 分 區(qū) ） 分 區(qū) 2（ 擴(kuò) 展 分 區(qū) ） 分 區(qū) 3（ 其 他 分 區(qū) ） 分 區(qū) 3（ 其 他 分 區(qū) ） 7.1.3 分 區(qū) 和 格 式 化3. 高 級(jí) 格 式 化 將 分 區(qū) 內(nèi) 的 全 部 扇 區(qū) 分 成 引 導(dǎo) 區(qū) 、 文 件 分 配 表(F

17、AT)、 文 件 根 目 錄 表 和 數(shù) 據(jù) 區(qū) 四 個(gè) 區(qū) 域 。引 導(dǎo) 區(qū) ： 磁 盤(pán) 參 數(shù) 和 引 導(dǎo) 程 序 等 。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 ： 一 個(gè) 文 件 的 目 錄 稱(chēng) 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 。 硬 盤(pán) 文 件 系 統(tǒng)lFAT (File Allocation Table) 16nFAT16文 件 系

18、 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(pán) 最 大 容 量 =64K X 32K=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) 。 nFAT32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(pán) ， FAT16的 簇 容 量 為 32KB， 而 FAT32的 簇 容 量 為4KB。 硬 盤(pán) 文 件 系 統(tǒng)lNTFS ： 最 大 分 區(qū) 2TB， Win2000下 使

19、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 。 可 以 為 共 享 資 源 、 文 件 夾 以 及 文 件 設(shè) 置 訪(fǎng) 問(wèn) 許 可 權(quán) 限 提 高 磁 盤(pán) 存 儲(chǔ) 容 量 的 技 術(shù)早 期 標(biāo) 準(zhǔn) 記 錄 ： 新 的 扇 區(qū) 記 錄 ：位 密 度 外 低 內(nèi) 高 ; 位 密 度 相 等 ;浪 費(fèi) 存

20、儲(chǔ) 能 力 ； 充 分 利 用 存 儲(chǔ) 能 力 ；數(shù) 據(jù) 傳 輸 速 率 相 等 。 數(shù) 據(jù) 傳 輸 速 率 外 高 內(nèi) 低 。1.改 變 扇 區(qū) 記 錄 方 式 提 高 磁 盤(pán) 存 儲(chǔ) 容 量 的 技 術(shù)l 2.采 用 垂 直 磁 記 錄l 兩 種 不 同 的 磁 記 錄方 式 示 意 圖l 上 圖 為 縱 向 磁 記 錄l 下 圖 為 垂 直 磁 記 錄 M in plane, low density.N SN SN SN S N SN SN SN SNS NS NS NS NSNS NS NS NS NS NS NS NS NS NSNS NS NS NS NSM perpendicul

21、ar to the plane, high density. 提 高 磁 盤(pán) 存 儲(chǔ) 容 量 的 技 術(shù)3. 3D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 上 下 變 化 的 兩層 。 應(yīng) 用 這 種 技 術(shù) 后 的 硬 盤(pán) 容 量 就 可 以 翻 倍 了 。 SSD 基 于 DRAM基 于 FLASH MLCNAND型 NOR型 SLC固 態(tài) 硬 盤(pán)l固態(tài)硬盤(pán)SSD 也稱(chēng)作電子硬盤(pán)或者固態(tài)電子盤(pán)固態(tài)存儲(chǔ)單元組成的硬盤(pán)。 基 于 閃 存 的 固 態(tài) 硬 盤(pán)l IntelSS

22、D720， 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(xiě) 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(xiě) 入 則 為56000IOPS。IOPS(Input/OutputOperationsPerSecond)， 即 每 秒 進(jìn)行 讀 寫(xiě) （ 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(fǎng) 問(wèn) 的 性 能 。 固 態(tài) 硬 盤(pán)l 固 態(tài) 硬 盤(pán) 的 工 作 原 理n SSD

23、硬 盤(pán) 用 閃 存 顆 粒 來(lái) 存 儲(chǔ) 數(shù) 據(jù) 。n 固 態(tài) 硬 盤(pán) 在 原 理 構(gòu) 造 上 基 本 上 是 模 擬 普 通 機(jī) 械硬 盤(pán) ， 比 如 模 擬 扇 區(qū) 、 模 擬 磁 道 等 。l 固 態(tài) 硬 盤(pán) 使 用 壽 命 的 限 制n 在 固 態(tài) 硬 盤(pán) 的 算 法 定 義 中 ， 修 改 一 次 才 算 一 次真 正 讀 寫(xiě) 。 固 態(tài) 硬 盤(pán)l固態(tài)硬盤(pán)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(pán)的缺點(diǎn)：n 成 本 和 寫(xiě) 入 次 數(shù) 。 而 由 于 flash芯 片 都 有 一 定 的寫(xiě) 入 壽 命 、 而 且 壽

24、命 屆 滿(mǎn) 后 資 料 會(huì) 讀 不 出 來(lái) 。n 固 態(tài) 硬 盤(pán) 數(shù) 據(jù) 損 壞 后 是 難 以 修 復(fù) 的 。 混合硬盤(pán)l 混 合 硬 盤(pán) ： 在 原 硬 盤(pán) 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(pán) 的 次 數(shù) 并 且 消 除 許 多寫(xiě) 盤(pán) 的 動(dòng) 作 。l 與 傳 統(tǒng) 硬 盤(pán) 相 比 混 合 硬 盤(pán)優(yōu) 點(diǎn) ： n 更 快 的 開(kāi) 機(jī) 與 休 眠 回 復(fù) 速 度 ；n 更 低 的 耗 電 率 ；n 更 高 的 可 靠 度 。 7.2.1 光 盤(pán) 分 類(lèi) 目 前 光 盤(pán) 儲(chǔ) 存 系 統(tǒng) 主 要有 CD和 DVD兩 類(lèi) ：CD： 存 儲(chǔ)

25、容 量 約 650MB，按 讀 寫(xiě) 屬 性 可 分 為 只 讀 、一 次 可 寫(xiě) ， 可 擦 寫(xiě) 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 17 GB。 CD CD-ROM VCDCD-IPhotoCDCD-RCD-RWDVD DVD-ROMDVD-R DVD-RW 7.2 光 盤(pán) 存 儲(chǔ) 系 統(tǒng) -原 理l 光 盤(pán) 上 存 儲(chǔ) 的 各 種 類(lèi) 型 的 信 息 都 是 數(shù) 字 化 后 的 “ 0” 與“ 1” ， 其 所 對(duì) 應(yīng) 的 就 是 光 盤(pán) 上 的 Pits（

26、 凹 點(diǎn) ） 和 Lands（平 面 ） 。l 當(dāng) 激 光 映 射 到 盤(pán) 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(pán) 驅(qū) 動(dòng) 器 就 可 以解 讀 0或 1的 數(shù) 字 編 碼 了 。 CD類(lèi) 光 盤(pán) 按 應(yīng) 用 和 介 質(zhì) 分 類(lèi)CD-DA(Digital Audio)： 激 光 唱 盤(pán) 。CD-ROM(Read Only Memory)： 只 讀 光 盤(pán) ， 作 為 電 子 出 版物 載 體 。Ph

27、otoCD： 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)： 一 種 支 持 交 互 的 CD技 術(shù) 規(guī) 范 。VCD(Video CD)： 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(xiě) 入 的 介 質(zhì) 光 盤(pán) ， 可 分 多 次 寫(xiě) 入 。CD-RW(Rewritable)： 可 擦 寫(xiě) 的 介

28、 質(zhì) 盤(pán) 。 7.2.3 DVD的 基 本 結(jié) 構(gòu) 及 原 理l 1994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。l DVD光 盤(pán) 的 構(gòu) 造 與 CD光 盤(pán) 基 本 相 同 ， 直 徑 都 是12cm， 存 儲(chǔ) 密 度 則 比 后 者 大 得 多 ，n 主 要 得 益 于 DVD光 盤(pán) 上 記 錄 數(shù) 據(jù) 的 凹 坑 尺 寸 和 軌 道 間距 都 比 CD光 盤(pán) 小 ， 因 此 大 大 提 高 了 數(shù) 據(jù) 的 存 儲(chǔ) 密 度 。 DVD的 主

29、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-ROM DVD-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(chēng)為 只 讀 式 DVD-ROM光 驅(qū) 。 DVD光 盤(pán) 的 規(guī) 格 名 稱(chēng) 格 式 容 量 DVD-5 單 面 單 層 4.7GB DVD-9 單 面 雙 層 8.5GB DVD-10 雙 面 單 層 9.

30、4GB DVD-18 雙 面 雙 層 17GB DVD的 主 要 規(guī) 格 l DVD-Rn DVD-R是 能 寫(xiě) 入 一 次 ， 容 量 為 4.7GB。n DVD-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 。 l DVD-RAM n DVD-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(xiě) 的 DVD規(guī) 范 。n 一 般 DVD-ROM光 驅(qū) 無(wú) 法 讀 取 DVD-RAM DVD的

31、主 要 規(guī) 格 雙 層 DVD刻 錄 盤(pán) 片 DVD的 主 要 規(guī) 格 l DVD RWn DVDForum所 提 出 的 第 二 種 可 重 復(fù) 讀 寫(xiě) 的 DVD規(guī) 格 ， 其 硬 件 產(chǎn) 品 稱(chēng) 之 為 可 覆 寫(xiě) 式 數(shù) 字 多 功 能光 驅(qū) (DVD-RW光 驅(qū) )， 其 主 導(dǎo) 的 廠(chǎng) 商 有 先 鋒 ，參 與 制 造 的 廠(chǎng) 商 有 三 星 、 夏 普 、 SONY等 。 n 第 二 代 的 DVD RW它 的 光 盤(pán) 容 量 將 會(huì) 規(guī) 定 是4.7GB， 而 且 除 了 可 以 燒 錄 DVD RW的 片 子 外 ，還 可 以 支 持 燒 錄 DVD-R、 DVD-RW、 C

32、D-R、CD-RW這 些 光 盤(pán) 片 。 7.2.5藍(lán) 光 技 術(shù) 簡(jiǎn) 介l 2002年 2月 19日 ： 以 索 尼 、 飛 利 浦 、 松 下 為 核 心 ， 聯(lián) 合日 立 、 先 鋒 、 三 星 、 LG、 夏 普 和 湯 姆 遜 共 同 發(fā) 布 了 Blu-ray Disc（ 簡(jiǎn) 稱(chēng) BD） 技 術(shù) 標(biāo) 準(zhǔn) 。l 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(xiě) ， 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.

33、32m（ DVD為 0.74m） 。 l BD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 1920 1080或 1080 720， 音 頻為 7.1聲 道 環(huán) 繞 聲 。l 版 權(quán) 保 護(hù) 更 加 嚴(yán) 格 7.2光 盤(pán) 系 統(tǒng) 光 盤(pán) 驅(qū) 動(dòng) 器l 光 盤(pán) 驅(qū) 動(dòng) 器 就 是 平 常 所 說(shuō) 的 光 驅(qū) ， 讀 取 光 盤(pán) 信 息 的設(shè) 備l 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)

34、 動(dòng) 檢 測(cè) 電 路 ； n 接 口 控 制 和 緩 沖 存 儲(chǔ) 器 電 路 。 激 光 二 極 管 光 束 分 離 器 聚 焦 透 鏡 光 電 檢 測(cè) 器 平 移 驅(qū) 動(dòng) 裝 置 反 光 鏡 光 盤(pán) 7.2光 盤(pán) 驅(qū) 動(dòng) 器l 驅(qū) 動(dòng) 器 類(lèi) 型 及 其 兼 容 性驅(qū) 動(dòng) 器 類(lèi) 型 光 盤(pán) 類(lèi) 型CD-ROM CD-R/RW DVD-Video DVD-ROM DVD-RAM DVD-R/RW DVD+R/RWCD-ROM R RCD-R/RW R R/WDVD-ROM R R R R R R Combo R R/W R R R RDVD-RAM R R R R R/W R RDVD-RW

35、 R R/W R R R/W RDVD+RW R R/W R R R R R/W 3、 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(pán) 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/Sl CD在 1小 時(shí) 內(nèi) 讀 完 一 張 CD盤(pán) 的 速 度 定 義 為 1倍 速 。 DVD的 1倍 速 則在 1350KB/s左 右l X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(kāi) 始 讀 盤(pán) 的 時(shí)間 ，

36、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(pán) 的 能力 ， 容 錯(cuò) 性 能 越 強(qiáng) ， 光 驅(qū) 能 讀 的 “ 爛 盤(pán) ” 越 多 。 7.3.1移 動(dòng) 盤(pán)l 移 動(dòng) 盤(pán) 主 要 包 括 兩 類(lèi)n 第 一 類(lèi) 是 由 半 導(dǎo) 體 存 儲(chǔ) 器 為 存 儲(chǔ) 內(nèi) 核 ， 這 一 類(lèi) 主要 是 U盤(pán) 。n 另 外 一 類(lèi) 是 以 硬 磁 盤(pán)

37、為 存 儲(chǔ) 內(nèi) 核 ， 通 常 稱(chēng) 這 一 類(lèi)為 移 動(dòng) 硬 盤(pán) 。n 兩 類(lèi) 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(pán) 也 有 使 用 其 它 的 接 口 的 ， 如 eSATA和IEEE-1394。 1. U盤(pán)l U盤(pán) 的 特 點(diǎn)n 1、 體 積 小 、 容 量 大n 2、 傳 輸 速 度 快 ： USB3.0接 口n 3、 攜 帶 方 便n 4、 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 1. U盤(pán)USB閃 存 盤(pán) 的 結(jié) 構(gòu)閃 存 盤(pán) 主 要 由 I/O控 制 芯 片 、 閃 存 、 電

38、 路 板 和其 他 電 子 元 器 件 組 成 。 2.移 動(dòng) 硬 盤(pán)l 移 動(dòng) 硬 盤(pán) 實(shí) 際 上 就 是 硬 盤(pán) 采 用 了 USB接 口 或IEEE-1394接 口 ， 有 些 還 帶 有 eSATA接 口 。 7.3.2存 儲(chǔ) 卡l 存 儲(chǔ) 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) 。n CF（ Compact Flash） 卡 n MMC（ Multi Media Cards） 卡 (已

39、 停 產(chǎn) )n SD（ Secure Digital Card） 卡n 記 憶 棒 （ Memory Stick） 1.CFCompactFlashl CF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(pán) 驅(qū) 動(dòng) 器l CF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 。l CF卡 的 1X傳 輸 速 度 為 150KB/S， 主 流 的 有 133X、 266X等 ， 高 端 的 則 有 600X 2.MMCMultiMediaCard

40、l MMC卡 （ MultiMediaCard， 多 媒 體 卡 ） 由 SanDisk與 西 門(mén)子 聯(lián) 合 開(kāi) 發(fā) ， 于 1997年 11月 發(fā) 表 ， 其 外 形 尺 寸 為24mm 32mm 1.4mm， 重 量 2g。 MMC卡 存 儲(chǔ) 單 元 和 控制 器 一 同 做 到 了 卡 上 l RS-MMC（ Reduced-SizeMMC） 是 小 型 化 的 MMC卡 ，RSMMC體 積 只 有 標(biāo) 準(zhǔn) MMC卡 的 一 半 大 小 ， 3.SDSecureDigitalCardl SD卡 是 由 日 本 松 下 公 司 、 東 芝 公 司 和 美 國(guó) SanDisk公 司 于199

41、9年 8月 共 同 研 制 開(kāi) 發(fā) 而 成 的 。 SD卡 是 根 據(jù) MMC卡 開(kāi) 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 。l SD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 。 3.SDSecureDigital

42、Cardl 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(mǎn) 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Class0 包 括 低 于 Class2和 未 標(biāo) 注 SpeedClass的 情 況Class2 2.0 觀(guān) 看 普 通 清 晰 度 電 視 ， 數(shù) 碼 攝 像 機(jī) 拍 攝Class4 4.0

43、 流 暢 播 放 高 清 電 視 （ HDTV） ， 數(shù) 碼 相 機(jī) 連 拍Class6 6.0 單 反 相 機(jī) 連 拍 ， 以 及 專(zhuān) 業(yè) 設(shè) 備 的 使 用Class10 10.0 全 高 清 電 視 的 錄 制 和 播 放 UHSClass1 312.0 專(zhuān) 業(yè) 全 高 清 電 視 實(shí) 時(shí) 錄 制 SD標(biāo) 準(zhǔn) 演 進(jìn) 3.SDSecureDigitalCardl miniSD卡 l microSD（ 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 。 4.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(kāi) 的 ， 目 前 只 有 SONY的數(shù) 碼 設(shè) 備 上 使 用 。