设备管理_微型计算机的存储设备培训课件

第四章 微型计算机的存储设备 4 1内存 内存是计算机中数据存储和交换的设备 在整个计算机中内存起着调节CPU和外部存储器之间速度差异过大的作用 内存包括Cache 高速缓冲存储器 ROM 只读存储器 和RAM 随机存取存储器 通常把RAM称为内存 它是由各类半导体集成芯片组成的条状物 所以也叫 内存条 4 1 1内存的分类 1 SDRAMSDRAM 即SynchronousDRAM 同步动态随机存储器 同步动态随机存储器 将CPU与RAM通过一个相同的时钟锁在一起 是RAM和CPU能共享一个时钟周期 以相同的速度同步工作 避免了不必要的等待周期 减少数据存储时间 存取速度比EDO内存提高50 2 DDRRAM双速率内存 可在时钟脉冲的上升沿和下降沿读出数据 DDR2与DDR的区别与DDR相比 DDR2最主要的改进是在内存模块速度相同的情况下 可以提供相当于DDR内存两倍的带宽 这主要是通过在每个设备上高效率使用两个DRAM核心来实现的 作为对比 在每个设备上DDR内存只能够使用一个DRAM核心 技术上讲 DDR2内存上仍然只有一个DRAM核心 但是它可以并行存取 在每次存取中处理4个数据而不是两个数据 3 SLDRAM同步链接内存是一种增强和扩展的SDRAM结构 将当前的4体结构扩展到16体 并增加了新接口和控制逻辑电路 多用于高速显卡中 已经淘汰4 RDRAM内存RDRAM是RambusDynamicRandomAccessMemory 存储器总线式动态随机存储器 的简称 理论上可以提供更大的带宽 单根RDRAM数据传输速率可以达到1 6GB s sdram 4 1 2内存的主要性能指标 1 内存容量主流内存一般是64MB 128MB 256MB 512MB 1GB等系列 内存容量是多多益善 但要受到主板支持最大容量的限制2 数据宽度数据宽度指内存一次输入 输出的数据量 其大小与主板上的内存插槽 Bank 有关 一个Bank的数据带宽由CPU与内存之间所需的数据通道宽度决定 3 存取时间指从CPU读取到内存送出的时间 目前SDRAM芯片的存取时间为6 8ns或10ns 存取时间越短 CPU等待的时间越短 4 符合CPU外频CPU在单位时间内处理指令的频率称为 主频 由于CPU运行必须配合内存读取数据 因此速度上必须与内存匹配 4 1 3双通道内存技术 优点 双通道内存系统 带来内存带宽提升 双通道内存技术是双通道内存控制技术 是在当前内存技术的基础上开发的一种内存管理和控制技术 它的重点在于对内存的控制而不是内存本身 整合在芯片组北桥中的内存控制器承担了这个功能 因此说它是芯片组技术似乎更合适 内存报价 1G的在200多左右 4 2硬盘驱动器 4 2 1硬盘驱动器简称硬盘 是PC机配置的大容量外部存储器 由于采用了温彻斯特 Winchester 技术 因此又称为温盘驱动器或温盘 硬盘都是采用全密封结构 1 盘片 硬盘盘片是将磁粉附着在铝合金圆盘片的表面上 这些磁粉被划分成称为磁道的若干个同心圆 每个粉末微粒代表状态0和1 当这些小磁铁收到来自磁头的磁力影响的时候 其排列的方向会随之改变 利用磁头的磁力控制指定的一些小磁铁方向 使每个小磁铁都可以用来存储信息 2 盘体 磁盘的盘体由多个盘片组成 转速可达5400或者7200rpm甚至更高 3 磁头 磁盘的磁头用来读取或者修改磁盘上磁性物质的状态 磁头在停止工作时 与磁盘是接触的 但是在工作时呈飞行状态 4 电机 磁盘内的电机都为无刷电机 在高速轴承支撑下机械磨损很小 可以长时间连续工作 磁盘磁头的寻道伺服电机多采用音圈式旋转或者直线运动步进电机 在伺服跟踪的调节下精确的跟踪盘片的磁道 5 控制电路板 硬盘的控制电路板大多采用帖片式元件焊接 包括主轴调用电路 磁头驱动与伺服定位电路 读写电路 控制与接口电路等6 固定盖板固定盖板就是外壳 7 硬盘的接口 硬盘的接口包括电源接口和数据接口两部分 其中电源插口与主机电源相连 数据接口则是硬盘数据和主板控制器之间进行传输交换的纽带 4 2 2硬盘的常用技术指标 1 容量最主要的参数 硬盘的容量以兆字节 MB 或吉字节 GB 为单位 1GB 1024MB 2 转速硬盘的转速越快 需要等待的时间越短 转速在很大程度上决定了硬盘的速度 IDE硬盘在5400 7200 1000rpm等 3 缓存起数据缓冲作用 提高硬盘和外部数据的传输速度 速度越大越好 一般为2MB4MB8MB 缓存容量的加大可以使得更多的预读数据被容纳4 平均寻道时间是指在磁盘面上移动磁头到所指定磁道所需的时间 一般都在9 10ms 5 单碟容量仅次于硬盘转速的重要因素 越大代表扇区间的密度越大 在硬盘转速相同的情况下 单碟容量越大在相同的时间内可以读取更多的文件 传输速率也会加快 容量是60GB80GB6 传输模式主要有UltraDMA 33 UltraDMA 66 UltraDMA 100 UltraDMA 133 UltraDMA 100也就是ATA 100 它是在原有的ATA 66基础上推出的新一代接口类型 得到了Intel和其他一些第一流芯片制造商的支持 特点及好处就是将硬盘的最大外部数据传输速率提高到了100MB s 7 发热量硬盘发热量的大小对硬盘使用寿命有一定影响 4 2 3硬盘的选用 1 硬盘接口IDE接口具有速度快 兼容性好 价格低廉的优点 2 主轴转速尽量选用7200或者是10000rpm的硬盘3 缓存容量尽量选用缓存容量在1MB以上的硬盘4 稳定性稳定性要高 5 发热问题在发热量和转速之间寻求一个平衡 6 品牌QUANTUM 昆腾 SEAGATE IBM MAXTOR 4 2 4SATA硬盘 UltraDMA 100UltraDMA 133和SATA接口最根本的不同在于 前者硬盘所有的ATA接口类型都是采用并行方式进行数据处理 因此统称为并行ATA 而SerialATA是采用串行方式进行数据传输 目前它的传输速度已经达到150MB s 以后会增长到300MB s 第三代会发展到600MB s SATA硬盘与ATA硬盘相比优势和区别 1 采用SATA的存储设备配置起来要比采用并行ATA简便的多 2 SATA还采用低电压差分信号技术 数据传输速率更高更远 而且信号电压从并行ATA的5V降到了SATA的0 7V 不仅降低了磁盘驱动器的功耗 还缩小了开关控制器的尺寸 3 SATA采用了点对点拓扑结构 而不是普遍应用于并行ATA或SCSI技术的基于总线的架构 所以SATA可以为每个连接设备提供全部带宽 从而提高了总体性能 4 SATA最重要的特性就是热插拔 给普通用户带来的好处就是不需要再买昂贵的移动硬盘 配合外置的SATA接口 完全可以用SATA硬盘作为外置存储设备 5 目前使用的SATA标准为2 0 用于数据传输的有效速率峰值达到了150MB s 6 价格略高于传统PATA硬盘 还有一个缺点就是 再WindowsXP中SATA硬盘需要安装附加的驱动程序 因为WindowsXP本身不直接支持串行ATA控制器 安装WindowsXP的时候必须从软驱中搜索第三方的SATA驱动 若没有主板附带的软盘驱动时 必须将光盘中的驱动拷贝到软盘中 所以 首先须要有软驱才行 如果你安装Windows98系统的话 只需要在BIOS中把启动选择为SCSI SATA就可以像普通IDE硬盘一样正常安装了 4 3移动硬盘与优盘 4 3 1移动硬盘外观轻便 便于携带 它拥有安全 稳定 便捷 大容量 存储高速的特性 多采用USB接口 支持热插拔技术 容量大约在20GB 100GB 传输速率12MB s 平均寻道时间为12ms 优的移动存储设备还内置数据加密 确保数据不外泄 4 3 2优盘与MP3播放器 1 优盘优盘由硬件部分和软件部分组成 其中硬件部分包括Flash存储芯片 控制芯片 USB接口 PCB板 外壳 电容 电阻等 软件部分由嵌入式程序与应用软件组成 嵌入式程序嵌入在控制芯片中 是闪存的核心技术 它决定了该优盘是否支持双启动和是否支持USB2 0协议等 优盘按功能可以分为 1 加密型一种是专门制作的加密产品 另一种是在无驱动型优盘的基础上附加了加密软件 2 启动型在计算机启动后 优盘被认做一个硬盘以实现启动3 无驱动型在任何系统中不需要驱动 真正实现 即插即用 2 MP3播放器 MP3是MPEGAudioLayer3的简称 MP3播放器由液晶显示屏 微处理器 数码信号处理器芯片 输入输出控制器 放大器和一些按钮组成 价格 4 4光盘驱动器 光盘驱动器又称为CD ROM驱动器 只读光盘驱动器 具有容量大 速度快 兼容性强 盘体成本低等优点 4 4 1光驱的结构和工作原理1 光驱的工作原理 在无盘状态下 光驱加电后 激光头组件启动 此时光驱面板指示灯将闪亮 同时激光头组件移动到主轴马达附近 并由内向外顺着轨道步进移动 最后又回到主轴马达附近 激光头聚焦透镜将向上移动三次搜索光盘 同时主轴马达也顺时针启动三次 然后激光头组件复位 主轴马达停止运行 面板指示灯熄灭 光驱中若放人光盘 激光头聚焦透镜重复搜索 找到光盘后主轴马达将加速旋转 此时若读取光盘 面板指示灯不停闪动 步进电机带动激光头组件移动到光盘数据处 聚焦透镜将数据发射到接收光电管 再由数据带传送到系统 计算机就可读取光盘数据 若停止读取光盘 激光头组件和马达仍将处于加载状态中 面板指示灯熄灭 2 光驱读取数据的原理 光驱数据能否被准确的读出由三个主要因素 1 磁道聚焦 即聚焦于适当磁道的能力 2 径向聚焦 光束停留于某以磁道的能力 3 恒定的数据速率 从螺旋状磁道得到的恒定读出速率 3 光驱运作的几种方式 1 CLV恒定线速度 2 CAV恒定角速度 4 光驱的结构 1 耳机插孔 音量控制 指示灯 紧急出盒孔 打开 关闭 停止按钮 播放 跳道按钮 2 后面有电源线接口 主从跳线 数据线接口 音频线接口 3 内部结构激光头组件 旋转马达 控制电路板 光盘托架 4 4 2光驱的性能指标 1 数据传输速率2 平均寻道时间3 光驱的接口类型4 CPU的占用率5 防震 静噪等性能6 数据缓冲区大小 4 4 3DVD光驱 数字通用光盘 同CD相比 具有更高的存储数据量 单面单层的存储量可达到4 7GB DVD区域代码 在DVD光驱 影碟机盒其碟片上编入6个不同的区域代码 使它们之间不能相互读取 DVD光驱的选用 1 倍速 即数据的传输速率 其标称的4倍速 5倍速指的是读取DVD盘片时的数据传输速率 而在读取CD盘片时 其倍速可达到24倍速以上 2 多格式支持 是指该DVD光驱能支持和兼容读取多少种碟片的问题 3 接口方式 主要有IDE和SCSI两种 4 数据缓存 缓存容量越大 它的Cache的命中率就越高 光驱保养 1 防止灰尘进入光驱2 光驱用单独的数据线连接IDE23 不要对IDE接口的光驱进行热插拔4 不要使用有裂痕的光盘 以免出现炸盘情况5 不要用光驱来播放 DVCD 影碟6 不要让光驱使用严重 擦花 的光盘7 正确使用光盘来保证光驱读盘顺利8 不要频繁地进行进 出仓操作 4 5光盘刻录机 4 5 1工作原理它的内部由激光器 感光器 反射光束 光电装置 瞄准镜 目标镜及光栅等部件组成 它在读盘时 激光器发出的激光射向旋转中的光盘 然后反射光通过一片透镜并射向接收数据的光电装置 光电装置的电路能辨识出激光所反射回来的数据 在光盘上 数据是以凹槽及平面的形式编码 而光电装置的电路能辨识出激光射中的平面及凹槽所走的距离差 距离差称为相位提升 时光盘中存储与读取数据的基础 经光电读取装置反射到感光器的光 经过平面有凹槽反射回的光 将转换成1与0的形式存在 在发射激光时 数据为1 则发射光 当开始刻录时 光盘刻录机的激光束通过塑胶基片 刻录机上 加热有机涂料 受热后变形上升而凸出至金属层 这样来回反复 将数据写道光盘上 4 5 2性能参数 1 读写速度刻录机有三个速度的指标 刻录速度 复写速度 读取速度 读写速度是光盘刻录机的重要指标 16 10 32 2 接口方式因SCSI接口在CPU资源占用和数据传输的稳定性方面要好于其他接口 系统和软件对该接口刻录机刻录过程的影响也较小 刻录质量最好 但需要另外购置SCSI接口卡 IDE接口的刻录质量低于SCSI接口 但价格低 兼容性好 对系统和软件依赖性较强 并口有SPP EPP和ECP模式 其中EPP和ECP为告诉模式 这两种接口模式刻录机能达到6倍速读 2倍速写的要求 而SPP只能达到2倍速读 1倍速写 3 内置或者外置内置式的节省空间 价格便宜 一般用SCSI或者IDE接口 外置式的特点是散热好 便于携带 一般使用SCSI接口 USB接口或者并口 内置或外置只是接口不同 4 缓存缓存大小是衡量光盘刻录机性能的重要指标之一 缓存的容量越大 刻录的成功性越高 5 兼容性刻录机的兼容性主要表现在刻录盘片与刻录方式方面 4 5 3光盘刻录机的选用 性能指标方面最好选用缓存2MB或更大的刻录机 选择接口卡时应考虑经济条件 防尘散热的设计 品牌 配件是否齐全 4 6软盘驱动器 1 盘片驱动机构它具有一个 12v的直流伺服电机由它带动盘片以300转 分的恒速旋转 当驱动器关门以后 磁头加载电路使磁头与盘面接触 等待读写命令的到来 2 磁头定位机构采用四相双拍步进电机 由步进电机带动磁头小车沿磁盘半径方向作径向直线运动 从适配器接口送来的 方向 和 步进 控制脉冲 驱动步进电机使磁头定位到需寻址的磁道和扇区 3 数据读写抹电路系统读写抹磁头作为一个整体安装在一起 下两个磁头共用一套读写电路 完成数据的读入和写出 4 状态检测系统包括四个检测装置 00磁道检测装置 索引孔检测装置 写保护检测装置与盘片更换检测装置 它们各自向适配器输送相应的接口信号 00磁道检测装置用于检测碰头起始道00的位置 有微动开关和光电传感器两种 当磁头小车回到00道位置时 应检测到 00道 信号索引孔检测装置由发光二极管和光敏元件组成 用于对索引孔进行检测 当主轴电机转速为300转 分时 测得索引孔脉冲信号INDEX的周期为200ms 脉冲宽度约4ms 写保护检测装置亦有微动开关和光电传感器两种 用于对盘片的写保护状态进行检测 当盘片处于写保护状态 输出写保护信号 WriteProtect