计算机系统组装与维护课件第5章

1、第5章 辅助存储设备,5.1 硬盘驱动器和硬盘 5.2 光盘驱动器及光盘 5.3 软盘驱动器和软盘 5.4 移动存储器 思考题,教学目标 1理解硬盘、光驱、软驱等微机存储器的基本结构、分类和性能指标等。 2掌握各种存储设备的选购方法。 3了解各种存储设备的简单故障及维修。 主要教学内容 存储器是微机必要的组成部分，按其用途分为主存储器和辅助存储器（也称外存）。微型计算机外存储设备包括硬盘、光驱、软驱和移动存储设备等，外存通常为磁性介质和光盘等。 本部分主要介绍微型计算机外存储设备的相关基础知识、内部结构、技术指标、选购方法以及故障维修等。,5.1 硬盘驱动器和硬盘 5.1.1 硬盘概述 1硬盘

2、的结构 (1）硬盘的外部结构 硬盘的外部结构如图所示，主要由电源接口、数据接口、控制电路板等构成。,电源接口：电源接口用于连接主机的电源，为硬盘工作提供电力，左图为4针电源接口,右图为15针SATA电源接口,数据接口：用于连接主板上的南桥芯片或者其它独立的磁盘控制器芯片。IDE老式硬盘采用普通40pin数据线，为了提高硬盘的传输性能，各大硬盘厂商联合推出了UltraDMA传输模式，也就是我们常说的ATA66/100/133硬盘传输模式。为了提高IDE数据线的电气性能，把原来使用的40pin的IDE数据线数量增加到80pin，其中40pin用于信号的传输，另外40pin则是地线，用来有效的屏蔽杂

3、波信号，从而保障信号传输的准确性。与IDE硬盘相比，SCSI硬盘接口相对复杂一些，大致可分为68针接口和80针接口，如下图5.3所示，前者可以直接使用SCSI控制卡来连接，后者则必须使用LVD转接头。LVD转接头和SCSI数据线的质量在很大程度上决定了SCSI硬盘性能的发挥。,此外，SCSI硬盘在安装时不需要设计类似IDE硬盘的主从概念，而是通过ID号来区别。Serial-ATA硬盘数据线的连接在所有硬盘中是最为简单的，它采用了点对点连接方式，即每个Serial-ATA线缆（或通道）只能连接一块硬盘，也不必像IDE硬盘那样设置主从跳线。同时Serial-ATA数据线占据空间小，外部接口传输率，

4、这些优点足以使SATA硬盘取代IDE硬盘。,跳线：主板IDE接口是双通道的，如果要在一接口上接两个IDE设备，就必须设置它们的“主从”关系，否则不能正常工作。所有的IDE设备均使用一组跳线来确定安装后的主、从状态。硬盘跳线大多设置在电源接口和数据线接口之间的地方。通常情况下跳线由3组(6或7针)或4组(8或9针)再加一个或两个跳线帽组成。在硬盘一面，一般印有主盘 (Master)、从盘 (Slave)以及由电缆选择(Cable Select)的跳线方法，如图所示。,标签：一般在每个硬盘上面都有一个产品标签，上面有厂家标志、型号等，如图所示。,控制电路板：如图所示，控制电路板一般裸露在硬盘下表面

5、，以利于散热。也有少数硬盘将其完全封闭以更好地保护各种控制芯片，同时还可降低噪音。硬盘的控制电路板由主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写控制电路、控制与接口电路等构成。此外，在其上有一块高效的单片机ROM芯片，用于对硬盘进行初始化，执行加电和启动主轴电机，加电初始寻道、定位以及故障检测等。控制电路板上一般具备28MB SDRAM的高速缓存。在硬盘控制电路板中，读写控制电路最为重要，主要有两个作用：首先是负责将二进制码转换成模拟信号。当数据信息写入时，由中心处理系统传向磁头的是二进制码的数据，读写控制电路将二进制码转换为能够改变电流大小的模拟信号，并传向磁头；其次是负责将模拟信号转换成二进

6、制码并放大信号。当读取数据时磁头从盘片获得的是由磁场而产生的电流，电流在向中心处理系统传输时，经过前置放大电路，此时电路的工作是将代表模拟信号的电流转变为中心处理系统能够识别的二进制码，并将微弱的信号放大。,固定螺孔：在硬盘盘腔的两侧各有3个螺孔，用于在安装的时候固定硬盘。 (2）内部结构 在外部结构方面，各种硬盘之间有一定的差别，但其内部结构基本相同。硬盘内部核心部分包括盘体、主轴电机、读写磁头组件、寻道电机等主要部件,如图所示。如果在普通环境下随意打开硬盘的外壳，容易使硬盘内部盘面沾染灰尘，而导致硬盘的报废，因此不能随意打开硬盘。,盘体：盘体从物理的角度分为磁面（Side）、磁道（Trac

7、k）、柱面（Cylinder）与扇区（Sector）等4个结构。磁面是组成盘体各盘片的上下两个盘面，第一个盘片的第一面为0磁面，另一面为1磁面；第二个盘片的第一面为2磁面，以此类推。磁道是在格式化磁盘时盘片上被划分出来的许多同心圆，最外层的磁道为0道，由内到外向着磁面中心增长。其中，在最靠近中心的部分不记录数据，称为着陆区（Landing Zone），是硬盘每次启动或关闭时，磁头起飞和停止的位置。所有盘片上半径相同的磁道构成一个圆筒，称其为柱面，柱面可用来计算逻辑盘的容量。扇区是磁盘存取数据的最基本单位，是将每个磁道等分，这样不难理解每个磁道包含的扇区数目相等，扇区的起始处包含了扇区的唯一地址

8、标识ID，扇区与扇区之间以空隙隔开，便于操作系统识别。硬盘的盘体结构和软盘非常类似。只不过其盘片是由多个重叠在一起并由垫圈隔开的盘片组成，盘片采用金属或玻璃（IBM曾经采用）圆片，表面极为平整光滑，并涂有磁性物质。,读写磁头组件：读写磁头组件由读写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成。在具体工作时，磁头通过传动手臂和传动轴以固定半径扫描盘片，以此来读写数据。磁头采用非接触式结构。硬盘加电后，读写磁头在高速旋转的磁盘表面飞行，飞高间隙只有0.10.3m，可以获得极高的数据传输率。新型MR（Magnetoresistive heads）磁阻磁头采用读写分离的磁头结构，写操作时使用传统的磁感应磁头，读操

9、作则采用MR磁头。 从1973年IBM发明了Winchester（温彻斯特）硬盘以来，至今硬盘的核心机械结构部份的基本原理始终没有脱离“温彻斯特”模式。“温彻斯特”模式的精髓是在密封、固定并高速旋转的镀磁盘片的每个存储面上有一个沿盘片径向移动的磁头。客观而言，这种模式严重阻碍了硬盘速度提升。,磁头驱动机构：对于硬盘而言，磁头驱动机构就好比是一个指挥官，它控制磁头的读写，直接为传动手臂与传动轴传送指令。磁头驱动机构主要由音圈电机、磁头驱动小车和防震动机构组成。磁头驱动机构对磁头进行正确的驱动，在很短的时间内精确定位到系统指令指定的磁道上，保证数据读写的可靠性。 主轴组件：硬盘的主轴组件主要是轴承

10、和马达，有这样的认为，轴承决定一款硬盘的噪音表现，而马达决定性能。从滚珠轴承到油浸轴承再到液态轴承，硬盘轴承处于不断进步中，目前液态轴承已经成为市场的主流，得到众多厂商的支持。由于采用液体作为轴承，金属之间不直接摩擦，这样不但可以延长主轴的寿命、减少发热，而且最重要的是实现了硬盘噪声控制的突破。采用液态轴承对于性能并没有任何好处，甚至反而会延长寻道时间。 至于马达，其直观理解就是磁头转动的速度，速度越高，扫过的盘体面积越大，因而读写速度也能相应提高。目前主流IDE硬盘以及Serial-ATA硬盘的转速为7200RPM，而少数低端IDE硬盘以及笔记本硬盘只有5400RPM和4200RPM。相对而

11、言，SCSI硬盘的转速要高得多，10000RPM似乎已经是入门级产品，主流产品维持在15000RPM。,2硬盘工作原理 硬盘驱动器的原理并不复杂，和我们日常使用的盒式录音机的原理十分相似，磁头负责读取以及写入数据。硬盘盘片布满了磁性物质，这些磁性物质可以被磁头改变磁极，利用不同磁性的正反两极来代表电脑里的0与1，起到数据存储的作用。写入数据实际上是通过磁头对硬盘片表面的可磁化单元进行磁化，就像录音机的录音过程，不同的是，录音机是将模拟信号顺序地录制在涂有磁介质的磁带上，而硬盘是将二进制的数字信号以环状同心圆轨迹的形式，一圈一圈地记录在涂有磁介质的高速旋转的盘面上。读取数据时，把磁头移动到相应的

12、位置读取此处的磁化编码状态，将磁粒子的不同极性转换成不同的电脉冲信号，再利用数据转换器将这些原始信号变成电脑可以使用的数据。 硬盘驱动器加电工作后，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机启动并以高速旋转，装载磁头的小车机构移动，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，通过前置放大控制电路，驱动音圈电机发出磁信号，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。结束硬盘操作或断电状态，在反力矩弹簧的

13、作用下浮动磁头驻留到盘面中心。,3硬盘的工作模式 硬盘工作方式的设置一般在BIOS中进行，如果设置错误，将造成微机不能启动或非正常工作。在开机启动时BIOS自动检测硬盘的工作参数，并进行设置保存。硬盘的工作方式有三种。 (1) Normal 普通模式 (2) LBA（Logic Block Addressing）逻辑块寻址模式 (3) LARGE大硬盘模式 在这三种硬盘模式中，现在 LBA 模式使用最多。,5.1.2 硬盘驱动器的分类 微型计算机的硬盘可按盘径尺寸和接口类型进行分类，如下： 1按盘径尺寸分类 硬盘产品按内部盘片分有：5.25、3.5、2.5和1.8英寸，后两种常用于笔记本及部分

14、袖珍精密仪器中，目前台式机中使用最为广泛的是3.5英寸的硬盘，如下图：,2按接口类型进行分类 硬盘与微机之间的数据接口，常用的为三大类：SCSI接口、IDE接口和Serial ATA接口硬盘。 (1) IDE（Integrated Drive Electronics）接口硬盘 IDE接口的硬盘是目前市场中的主流产品，如图所示。IDE本意是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器。IDE接口的硬盘由早期的ATA、ATA-2、ATA-3发展到今天的Ultra ATA133，而数据传输速率也由3.3 MB/s发展到133 MB/s。,(2) SCSI（Small Computer System Int

15、erface）接口硬盘 SCSI是小型计算机系统接口，如图5.12所示，最早研制于1979年。SCSI接口早期多用于服务器、工作站的电脑上，随着计算机技术的发展，现在它被完全移植到普通计算机上。SCSI硬盘受SCSI卡的控制，虽然SCSI硬盘需要花费额外的价钱来购买SCSI控制卡配合使用，但是每块SCSI控制卡最多可以挂接15种不同的设备。 SCSI硬盘接口有三种，分别是50针、68针和80针。我们常见到硬盘型号上标有“N”“W”“SCA”，就是表示接口针数的。N（Narrow）即窄口，50针；W（Wide）即宽口，68针；SCA（Single Connector Attachment）即单接

16、头，80针。其中80针的SCSI盘一般支持热插拔。,(3) S ATA （Serial ATA）接口硬盘 S ATA接口硬盘即串行ATA，如图所示，它是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘。串行ATA以连续串行的方式传送数据，一次只传送一位数据。这样能减少ATA接口的针脚数目，使连接电缆数目减少，从而提高效率。Serial ATA仅用四支针脚就能完成所有的工作，分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据，同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性；,其次，S ATA的起点高、发展潜力大，S ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/s，这比目前并行ATA133所能达到133MB/s的

17、最高数据传输率还高，而S ATA 2.0的数据传输率将达到300MB/s，最终将实现600MB/s的最高数据传输率；最后S ATA的拓展性强，由于S ATA采用点对点的传输协议，所以不存在主从问题，这样每个驱动器不仅能独享带宽，而且拓展SATA设备更加便利。 S ATA规范保留了多种向前兼容方式，在硬件方面，S ATA可用转换器提供同并行ATA设备的兼容性，转换器能把来自主板的并行ATA信号转换成串行ATA硬盘能够使用的串行信号。在软件方面，S ATA和并行ATA保持了软件兼容性，这意味着厂商丝毫也不必为使用S ATA而重写任何驱动程序和操作系统代码。,5.1.3 硬盘技术指标 1接口类型 硬

18、盘接口是硬盘与主机连接部件，是硬盘缓存和主机内存之间传输数据的通道。在整个系统中，硬盘接口直接影响着硬盘与计算机之间的连接速度和系统性能好坏。从整体的角度上，硬盘接口分为IDE、SATA、SCSI和光纤通道四种，IDE接口硬盘多用于家用计算机，部分应用于服务器；SCSI接口的硬盘主要应用于服务器，而光纤通道价格昂贵，只在在高端服务器上。SATA硬盘接口类型比较新，在家用市场中有着广泛的前景。,(1）IDE，即把硬盘控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器。这样不但减少了硬盘接口的电缆数目与长度，增强了数据传输的可靠性，且使硬盘制造起来更容易，因为硬盘生产厂商不需要担心硬盘控制器的兼容问题。对用户而言

19、，硬盘安装也极为方便。IDE接口技术一直在不断发展，性能也不断的提高，其价格低廉、兼容性强，其地位无可替代。 IDE接口硬盘一般就是我们俗称并行接口硬盘，目前大多数台式存储系统采用的都是称为Ultra-ATA的并行总线接口硬盘产品，这样的规格技术是自80年代以来一直被应用在桌上型系统作为主流的内部储存互连技术，由于运用领域十分广泛时间又较长，所以成熟的技术带来的是大规模集成制造的低成本和飞速发展的大容量。但是由于长时间没有改变，在数据的传输上来看，这种IDE接口硬盘也有一些明显的缺点。因为目前主流的PATA硬盘仅能支持ATA/100和ATA/133两种数据传输规范，传输速率最高只能达到 每秒1

20、00或133MB，这仅可以满足目前一般情况下的大容量硬盘数据传输。另外，这类硬盘所使用的80-pin数据线在机箱内部杂而乱，阻碍空气在机箱里的流动，从而影响到系统的散热。,(2）SCSI，最早是由美国Shugart公司（希捷公司前身）制订的，完全不同于IDE接口。IDE接口是普通PC的标准接口，而SCSI并不是专门为硬盘设计的接口，是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。SCSI接口具有。多任务、带宽大、CPU占用率低，以及热插拔等优点，但其较高的价格使得它难象IDE硬盘般普及，因此SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器和高档工作站中。 (3）光纤通道（Fibre Channel），同SCS

21、I接口一样，光纤通道最初也不是为硬盘设计开发的接口技术，而是专门为网络系统设计的，但随着存储系统对速度的需求，才逐渐应用到硬盘系统中。光纤通道硬盘是为提高多硬盘存储系统的速度和灵活性开发的，主要特性有：热插拔性、高速带宽、远程连接、连接设备数量大等。 光纤通道是为在像服务器这样的多硬盘系统环境而设计，能满足高端工作站、服务器、海量存储子网络、外设间通过集线器、交换机和点对点连接进行双向、串行数据通讯等系统对高数据传输率的要求。,(4）SATA（Serial ATA，串口硬盘），是未来PC机硬盘的趋势。2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓等几大厂商组成的Serial A

22、TA委员会正式确立了Serial ATA 1.0规范，2002年Serial ATA委员会确立了Serial ATA 2.0规范。在支持串口的硬盘和主板上都有相应的标识和接口，如下图示：,串口硬盘是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型，具有非常多的优势。首先，Serial ATA以连续串行的方式传送数据，一次只会传送1位数据，这样能减少SATA接口的针脚数目，使连接电缆数目变少，效率也会更高。其次，Serial ATA采用串行连接方式，串行ATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比能对传输指令（不仅仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传

23、输的可靠性。另外在安装上首先SATA的连接线非常方便，而且SATA最重要的特性就是支持热插拔。信号电压低可以有效的减小各种干扰，从而大大提高数据传输的效率，而且新式的SATA硬盘连接线也更加有利机箱内部的散热。 同时S ATA不论在硬件还是软件方面都兼容 PATA 当然SATA在缺点上也是显而易见的，由于SATA规格还不十分成熟，这种类型的硬盘对外频要求比并行规格硬盘高，如果超频时一定要注意，它会常常出现找不到硬盘或数据损坏的情况。目前支持SATA 2.0的硬盘也已经推出，相信不久SATA 3.0也会出现在市场中，但并非标准越高就越好，就目前而言SATA2.0规范的硬盘主要还是针对服务器和网络

24、存储应用。,2容量 硬盘的容量是以GB为单位，早期硬盘容量小，大多以MB单位，1956年IBM公司制造的世界上第一台磁盘存储系统只有5MB，现今硬盘的容量有40GB-200GB不等，硬盘技术还在继续发展，更大容量的硬盘还将不断推出。在实际应用中，用户会发现硬盘标称容量和系统中实际容量不符，这主要是硬盘厂商和系统对容量的计算方法不同而造成的。 众所周知，在计算机中是采用二进制，因此在操作系统中对容量的计算是以每1024为一进制的，1024B=1KB，1024KB=1MB，1024MB=1GB；而硬盘厂商在计算容量方面是以每1000为一进制，每1000字节为1KB， 1000KB=1MB， 100

25、0MB=1GB，二者在进制上的差异造成了硬盘容量的“缩水”。如120GB硬盘，厂商容量计算方法：120GB120，000，000，000字节换算成操作系统计算方法：120，000，000，000字节114GB。同时在操作系统中，硬盘还必须分区和格式化，系统在硬盘上占用一些空间，提供给系统文件使用。,3单碟容量 （storage per disk） 单碟容量是硬盘重要参数之一，在一定程度上决定着硬盘档次的高低。硬盘是由多个存储碟片组合而成，而单碟容量就是一个存储碟所能存储的最大数据量。硬盘厂商在增加硬盘容量时有两种技术：一是增加存储碟片的数量，但会受到硬盘整体体积、生产成本和碟片数量的限制，一般

26、限制在5片以内；而另一个办法就是增加单碟容量。 单碟容量的提升随着硬盘技术逐渐提高，在2000年时出现了单碟容量40GB的硬盘产品，到了2002年各大硬盘厂商推出了单碟容量60GB的硬盘产品，更高的单碟容量意味着更高的数据存储密度、更大的总容量、更高的性能和更低的成本。但人们对于硬盘存储空间需求的不满足，单碟容量的发展是不会止步。,4盘片材料 盘片是硬盘中存储数据的介质，硬盘是由多个盘片叠加在一起，互相之间由垫圈隔开。硬盘盘片是以坚固耐用的材料为盘基，其上附着磁性物质，表面被加工平滑。盘片在硬盘内部高速旋转，因此制作盘片的材料在硬度和耐磨性要求很高，所以一般采用合金材料，多数为铝合金。 由于盘

27、片上的记录密度巨大，盘片工作时高速旋转，为保证其工作的稳定和数据保存的长久，因此盘片都被密封在硬盘内部，不可自行拆卸硬盘。,5磁头及磁头数 硬盘磁头是硬盘读取数据的关键部件，主要作用是将存储在硬盘盘片上的磁信息转化为电信号向外传输。它是利用特殊材料的电阻值会随磁场变化的原理来读写盘片上的数据，因此磁头的好坏在很大程度上决定着硬盘盘片的存储密度。目前比较常用的是GMR（Giant Magneto Resisive，巨磁阻磁头），GMR磁头使用磁阻效应更好的材料和多层薄膜结构，比以前传统磁头和MR磁阻磁头更为敏感，相对的磁场变化能引起更大的电阻值变化，从而实现更高的存储密度。 最初磁头是读、写功能

28、一起的，这在磁头的制造工艺和技术方面要求很高，但是在与硬盘交换数据的过程中，读数据远远快于写数据，且读、写操作二者的特性完全不同，从而导致了读、写磁头的分离，二者分别工作、各不干扰。 硬盘的磁头数取决于硬盘中的碟片数，盘片正反两面都存储着数据，因此一个盘片对应两个磁头才能正常工作。如总容量80GB的硬盘，采用单碟容量80GB的盘片，则对应两个磁头；而同样总容量120GB的硬盘，采用二张盘片，则只有三个磁头，其中一张盘片的一面没有磁头。,6转速 (Rotationl Speed) 转速是硬盘内电机主轴的旋转速度，也就是硬盘盘片在一分钟内所能完成的最大转数。它是决定硬盘内部传输率的关键因素之一，在

29、很大程度上直接影响到硬盘的速度。硬盘的主轴马达带动盘片高速旋转，产生浮力使磁头飘浮在盘片上方。要将所要存取资料的扇区带到磁头下方，转速越快，则等待时间也就越短。硬盘转速以每分钟多少转来表示，单位为RPM。RPM值越大，内部传输率就越快，访问时间就越短，硬盘的整体性能也就越好。 较高的转速可缩短硬盘的平均寻道时间和实际读写时间，但随着硬盘转速的不断提高也带来了温度升高、电机主轴磨损加大、工作噪音增大等负面影响。笔记本硬盘转速低就是明显的例子。,7硬盘数据传输率（Data Transfer Rate，简称DTR） DTR是硬盘工作时的数据传输速度，是硬盘工作性能的具体表现。它不是一成不变，而是随着

30、工作的具体情况而变化。数据存放在硬盘的不同磁道、不同扇区，数据存放是否连续等因素都会影响到硬盘数据传输率。因为数据的不确定性，所以厂商在标示硬盘参数时，更多是采用外部数据传输率和内部数据传输率。 (1）内部数据传输率（Internal Transfer Rate） (2）外部数据传输率 (External Transfer Rate),8缓存（Cache memory） 缓存是硬盘控制器上的一块内存芯片，具有极快的存取速度，是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器，也是硬盘的内部数据传输速度和外部传输速度的缓冲器。缓存的大小与速度直接关系到硬盘的传输速度,影响到硬盘整体性能。 9平均寻道时间（ A

31、verage Seek Time） 平均寻道时间也是硬盘性能重要参数之一，是指硬盘在接收到系统指令后，磁头从开始移动到移动至数据所在磁道所花费时间的平均值。它在一定程度上体现了硬盘读取数据的能力，是影响硬盘内部数据传输率的重要参数，单位为毫秒（ms）。不同品牌和型号的硬盘平均寻道时间不同，时间越低，产品越好。 平均寻道时间实际上是由转速、单碟容量等多个因素综合决定的一个参数。一般来说，硬盘的转速越高，其平均寻道时间就越低；单碟容量越大，其平均寻道时间就越低。,1硬盘编号的识别 依ZDC调查统计资料表明，在2006年硬盘市场上，希捷、迈拓和西部数据三大硬盘厂商保持三足鼎立之势，排在其后的是日立和

32、三星。通过硬盘的编号了解各硬盘厂家的不同产品规格，有利于我们在众多的的产品中选购所需。以下就三大品牌分别进行说明： (1）希捷（Seagate）硬盘 希捷硬盘可以说是目前硬盘厂家的第一大厂，在国内市场中销售较好，用户口碑不错。在命名规格上，希捷台式机硬盘目前主流的桌面平台以酷鱼系列为主，其中又分为7代、8代和9代的产品。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”。如下表,5.1.4 硬盘选购,1 “ST”代表的是“Seagate”。 2 表示硬盘外形和尺寸。“1”表示3.5英寸厚度为41mm的全高硬盘；“3”表示3.5英寸厚度为25mm的

33、半高硬盘；“4”表示5.25英寸厚度为82mm的硬盘；“5”表示尺寸为3.5英寸厚度为19mm的硬盘；“9”表示为尺寸2.5英寸的硬盘。 3 表示硬盘的容量，通常由3到4位数字组成，单位是GB。如：“1600”就是表示这硬盘的容量为160GB，而“400”或者“800”就表示其容量为40GB或者80GB。 4 为硬盘标志，由主标志和副标志所组成。前一个数字是主标志 ，在Seagate的IDE硬盘中都是指硬盘的碟片数，如数字“2”则表示该硬盘采用了2张盘片，而在Seagate的SCSI硬盘中，其主标识则是指硬盘的转速。后一个数字是副标识，只有当主标识相同或者无效时，副标识才有意义。它一般代表硬盘

34、的性能和代数，当数字越大，表示的代数越高，性能越好，硬盘也就越新。,5 主要由1到3个字母所组成，表示硬盘接口类型等。一般桌面IDE硬盘较为简单，但如果包括了现在和早期的SCSI硬盘的话，其含义就变得较为复杂。 “A”表示为ATA UDMA/33或UDMA/66 IDE的接口 “AS”表示为Serial ATA150的接口 “AG”表示为笔记本电脑专用的ATA接口 “N”表示为50针Ultra SCSI接口，其数据传输率为20MB/s “W”表示为68针Ultra SCSI接口，其数据传输率为40MB/s “WC”表示为80针Ultra SCSI接口 “FC”表示为光纤，可提供高达100MB/

35、s的数据传输率，并且支持热拔插 “WD”表示为68针Ultra Wide SCSI接口 “LW”表示为68针Ultra-2 SCSI(LVD)接口 “LC”表示为80针Ultra-2 SCSI(LVD)的接口,通过Seagate酷鱼硬盘“ST3160023AS”为例我们可以知道该硬盘是希捷公司生产的3.5英寸厚度为25mm的半高硬盘，采用2张硬盘盘片，总容量是160GB的Serial ATA150。此外，如果看到硬盘上印刷着“7200.7”等字符，说明这是希捷新推出的单碟容量80GB硬盘系列；看到“Barracuda 7200.7 Plus”等字符，已知道这个系列的产品是采用8MB缓存，Ser

36、ial ATA 150接口或者Ultra ATA 100接口。 希捷散包硬盘免费质保期为一年如果在一年内出现任何质量问题，免费更换良品。对于希捷的盒装硬盘，提供的五年质保，前三年是免费质量保证，在前三年内硬盘出现质量问题，商家提供免费更换良品，后两年质保付费。,(2）迈拓（Maxtor）硬盘 迈拓是韩国现代电子美国公司的一个独立子公司，2001年并购昆腾。以前该公司的产品覆盖IDE与SCSI两个方面，但现在主攻IDE硬盘领域，比较专一。因为拥有专一与较领先的技术经验，所以在桌面硬盘零售市场一度创造辉煌，在零售硬盘市场的影响力比较大。 以前Maxtor硬盘一直采用7位编号，从金钻系列Diamon

37、dmax Plus9开始，其硬盘编号变为13位，但对我们识别硬盘有用的还是前面7位编号，迈拓编号多为“系列号+此系列硬盘最大容量+首位+容量+接口类型+碟头数”。如下表,1 表示产品系列和型号： “3”为40GB或以下，“9”为40GB以上，此系列为星钻一代 “2R”表示为Fireball 531DX美钻一代 “2B”表示为Fireball 541DX美钻二代 “2F”表示为Fireball 3。 “4W”表示为Diamondmax 536DX星钻二代 “4D”，“4K”，“4G”都表示为Diamondmax 540X星钻三代 “4R”表示为Diamondmax 16星钻四代 “5T”表示为D

38、iamondmax Plus60金钻六代 “6L”表示为Diamondmax Plus D740X金钻七代 “6E”表示为Diamondmax Plus8 “6Y”表示为Diamondmax Plus9,2 表示容量，单位GB，例如“080”或者“200”就分别表示为80GB或者200GB。 3 表示缓存容量、接口及主轴马达类型 “D”表示为Utral ATA/33 “U”表示为Utral ATA/66 “H”表示为Ultra ATA100接口，2MB缓存 “J”表示为Ultra ATA133接口，2MB缓存并使用滚珠轴承马达 “L”表示为Ultra ATA133接口，2MB缓存并使用液态轴承

39、马达 “P”表示为Ultra ATA133接口，8MB缓存并使用液态轴承马达 “M”表示为Serial ATA150接口，8MB缓存并使用液态轴承马达 4 表示使用的磁头数，也就是记录面数量。,以迈拓金钻系列的Diamondmax Plus9编号“6Y200M006500A”的硬盘为例，如上图5.16所示，这个编号前7位才是有用的，可以看出该硬盘容量是200GB，采用Serial ATA150接口拥有8MB缓存并使用液态轴承马达。 迈拓硬盘目前在国内市场中也有散装与盒装两种，散包一年免费更换良品，盒包三年免费更换良品。需要注意的是迈拓被希捷收购后，迈拓原有硬盘的质保问题，需要详细询问。,(3)

40、 西部数据（Western Digital）硬盘 西部数据早期专注于OEM市场，主要为一些大型公司供货，在中国市场上的销售情况一直处于不温不火的平稳状态，但在欧美市场上销售却非常好。西部数据在国内市场上以散包形式出现的产品居多，在零售市场的影响力较小。但随着国内消费市场的增长，西数开始重视中国市场，并努力在我国拓展业务。其主要产品有鱼子酱（Caviar）、Protege和表演者（Performer）三大系列，鱼子酱为桌面市场的主打产品，产品性能中规中矩，价格较有优势。西部数据的编号标注形式因产品系列而异，编号方式简洁明了，由12个数字或者字母所组成。在12个编号中，前6个编号为主编号，后面的6

41、个编号为附加编号。其桌面市场的主打系列鱼子酱的标注方式为“厂商代号+容量+转速，缓存+接口类型”。如下表,1 “WD”是“Western Digital”的简称，表示为西部数据公司的产品。 2表示为硬盘容量，通常由3到4位数字组成，单位为GB。其标识和希捷一样，如4位的“1200”代表120GB，3位的“800”则代表80GB。 3 表示为硬盘转速及缓存容量 “A”表示转速为5400 RPM/分的鱼子酱硬盘 “B”表示转速是7200 RPM/分的鱼子酱硬盘 “E”表示转速是5400 RPM/分的Protege系列硬盘 “J”表示转速为7200 RPM/分，数据缓存为8MB的高端鱼子酱硬盘 “G

42、”表示为转速拥有10000 RPM/分，数据缓存为8MB的最高端桌面硬盘系列,4 示接口的类型 “A”表示为Ultra ATA/66或者更早期的接口类型 “B”表示为Ultra ATA/100 “W”表示应用于A/V（数码影音）领域的硬盘 “D”表示为Serial ATA150接口 5 示为OEM客户标志，目前西部数据面向零售市场的产品，其两个编号都是数字“00”。如果作为其它字符的话，则为OEM客户的代码，不同的编号对应不同OEM客户，这种编号的硬盘通常不面向零售市场。 6 表示硬盘单碟容量，单位GB。“C”表示单碟容量为40GB，“D”表示66GB，“E”代表83GB。,7 表示同系列硬盘

43、的版本代码，该代码随着不同系列而变。 “A”表示7200转/分，Ultra ATA100接口的BB系列； “B”表示5400转/分，Ultra ATA66接口的AB系列； “P”表示5400转/分，Ultra ATA100接口的EB系列； “R”表示7200转/分，Ultra ATA100接口，具有8MB缓存的JB系列。 而在单碟66GB和83GB的产品中，还出现了“U”，“V”等其他字母，分别对应JB系列和BB系列产品。 8 表示为硬盘的Firmware版本，我们目前常见的一般都是“A0”。,以西部数据的“WD2500JB-00EVA0”硬盘编号为例，如图5.17所示，可以知道这是一块西部数

44、据公司出品的容量为250GB、7200转/分并且具有8MB缓存的硬盘，从后面的附加编号还可以看出这是西部数据面向零售市场，单碟容量为83GB的产品。其实对一般消费者来说，买西数硬盘看前面的6位主编号就可以得知性能。 西部数据进入中国市场的硬盘以散包居多。散包的西部数据硬盘，商家提供一年的免费质保，同希捷一样，一年内出现的质量问题商家负责更换良品，对于盒装产品，西部数据均提供三年的免费质保，在质保期内出现的质量问题，全部更换良品。另外，硬盘数据的问题商家不会提供任何的服务和承担任何的责任。,(4）日立（Hitachi）硬盘 日立在接手IBM后，7K80是其推出的首款产品，如今推出的7K250已经

45、全面替代7K80，占据市场的主流。因此这里着重介绍一下7K250系列硬盘。Deskstar 7K250桌面型硬盘是继Deskstar 180GXP系列之后推出的7200转/分、单碟容量达83GB（Deskstar 180GXP系列单碟容量为60GB）的产品，其性能要比早期产品更加出色。如下表所示。,1 HDS 表示这是日立的Deskstar硬盘产品。 2 表示硬盘转速， 54 = 5400rpm ，72 = 7200rpm ，10 = 10000rpm ， 15 = 15000rpm,3 表示硬盘产品系列的最大容量。 25 表示硬盘最大容量为250GB。 4 表示硬盘容量，单位为GB或者10G

46、B。 40=40GB， 80=80GB， 12=120GB， 16=160GB， 25=250GB。 5 表示硬盘的生产代码。目前所有Deskstar 7K250系列的该代码都是 V 。 6 表示硬盘高度。和以前IBM硬盘一样。L = 1英寸， T = 0.49英寸， N = 0.37英寸。 7 表示硬盘接口类型。 AT代表Ultra ATA100接口， SA代表Serial ATA接口。 8 表示硬盘缓存容量。“2”为2MB缓存，“8”为8MB缓存。 9 表示硬盘的保留编号，目前暂时为数字 0 。对于NCQ的支持，日立所售的绝大多数产品均提供NCQ功能。 现在日立进入中国市场的硬盘主要以盒装

47、产品为主，在质保方面，商家承诺日立硬盘提供三年的免费质保，以更换良品为主。从目前日立硬盘的价格上来看，与希捷、迈拓、西数价格相差不大。,(5）三星（samsung）硬盘 三星步入硬盘行业没有多长时间，其产品关注的人相对较少，不过从产品价格上来看，还是有相当的优势，目前进入国内市场主要以盒装产品为主。 以三星出品的SpinPoint家族7200转/分的P系列硬盘产品如下图表示：,1 表示硬盘产品系列。 S代表了 SpinPoint ，目前市面上的三星硬盘都是SpinPoint系列。 2 表示不同硬盘转速的产品系列， V代表5400转/分的V系列， P代表了7200转/分的P系列。,3 表示硬盘容

48、量，单位GB或10G，08与80都可表示80G，12=12G，16=160G，20=200G 4 表示硬盘缓存， 0代表2MB缓存， 1代表8MB缓存，（但也有例外，在80G与SATA的产品编号中常出现例外） 5 表示硬盘磁头数。 6 表示硬盘接口类型， H代表Ultra ATA 100接口， N代表Ultra ATA 133接口， C代表Serial ATA即串行ATA 接口。 与前四款产品相比，三星在质保方面也具有自己的特色，目前国内所售的三星硬盘均由七喜总代理的盒装产品，商家承诺质保三年，质保方式是第一年出现问题免费更换全新产品，第二年和第三年出现问题，商家免费更换同年度的良品，比如20

49、04年买的硬盘，若在2006年出现问题，则更换的是2004年生产的良品。,2硬盘的选购 (1）依需求而选 用户需求不同，对硬盘的要求就有所区别： 针对游戏爱好者，对硬盘的寻道时间比较敏感。如游戏场景切换时数据的传输量并不大，但对平均寻道时间要求较高。一般建议选择主流的7200rpm硬盘。 视频工作者：视频捕捉需要极高的连续传输能力和很大存储容量，必然选择7200rpm产品。如果经济条件允许的话，可使用两块硬盘来组建RAID 0磁盘阵列。 商用软件用户群体需要时时刻刻开机，首先要考虑的是硬盘稳定性；其次要求硬盘发出的噪音尽可能的要小；而对容量和速度的要求不高。 Windows对内存的管理能力不甚

50、理想，经常使用虚拟内存。大型软件用户，首先要考虑硬盘的速度，然后兼顾各方面的因素，建议选择主流的7200rpm硬盘。 对普通用户而言，电脑的性能要求不很高，选择主流的硬盘产品即可。,(2）依参数而选 选购硬盘不但要求适宜的容量，还要对产品的性能有所选择。与电脑其他配件一样，硬盘的性能指标如单碟容量、转速、缓存等等可以作为选购时的一些考虑参数。 容量是硬盘的重要指标，目前主流产品的容量多在80G以上，且正向160G以上大容量硬盘过渡。当然，容量越大也就意味着价格越高，我们在选购时应按需购买。 转速越高，硬盘内部的数据传输速度也就更高。桌面市场的硬盘转速主要为7200转，此外，SCSI接口硬盘的转

51、速则达到10000转甚至15000转，但它们的价格较高，主要用于服务器，桌面台式机用户一般不作考虑。 由于厂商技术等原因，即使同转速产品，它们的自身传输速度仍有差别，一般以寻道、存取时间来表示。主流产品的寻道时间一般在8.5ms-9ms左右。平均存取时间主流指标为14-16ms。,缓存越大，能够存储的数据也就越多，速度自然更快。目前主流并行ATA硬盘因转速、定位不同，搭载的缓存大小也有差别。低端5400转硬盘的缓存多为512K和2M两类，主流7200转硬盘缓存有2M和8M之分，而串行Serial ATA硬盘多搭载了8M缓存。理论上是缓存越大越好，但它会影响到产品的售价。由于硬盘性能逐渐变成整机

52、的性能瓶颈所在，若是资金充裕，推荐选择大缓存硬盘提升性能。 接口：硬盘接口主要分为Parallel ATA和Serial ATA两种。并行接口规范流行已久，从早期的ATA33发展至ATA66、ATA100，直至如今的极限ATA133，它们数据传输能力也呈递增关系。目前主流产品都采用ATA100、ATA133规范，性价比也较高。 在传输速率方面，目前Serial ATA 1.0从理论上能达到150MB/s，高于Parallel ATA的极限133MB/s。虽然Serial ATA的优势明显，但还需主板支持才能使用。此外，Serial ATA硬盘的电源接口与传统电源接口也有区别，一般还需要一条转接

53、线。由于早期的Serial ATA硬盘只是在普通Parallel ATA硬盘上增加了一块桥接芯片将其转换为Serial ATA接口而已，与并行ATA接口相比，并没有性能上的优势。,5.1.5 硬盘故障与维修 硬盘是负责存储资料的软件仓库，硬盘的故障如果处理不当往往会导致系统的无法启动和数据的丢失，硬盘的常见故障主要有以下几种： 1系统不认硬盘 2硬盘无法读写或不能辨认 3系统无法启动 4硬盘出现坏道 5硬盘容量与标称值明显不符 6无论使用什么设备都不能正常引导系统 7. 故障的警告信号,5.2 光盘驱动器及光盘 光盘存储技术是70年代初开始发展起来的一项高新技术。光盘存储具有存储密度高、容量大

54、、可随机存取、保存寿命长、工作稳定可靠、轻便易携带等优点，特别适用大数据量信息的存储和交换。光盘存储技术不仅能满足信息化社会海量信息存储的需要，而且能够同时存储声音、文字、图形、图象等多种媒体的信息，从而使传统的信息存储、传输、管理和使用方式发生了根本性的变化。,5.2.1 光盘驱动器（光驱）概述 1光驱分类 光驱分类有不同的方法，根据光盘的存储技术分为：CD-ROM（只读光盘驱动器）、CD-R（可写光盘驱动器）、CD-RW（可擦写光盘驱动器）、DVD-ROM（DVD只读光盘驱动器）及DVD-RAM、DVD+R/RW、DVD-R/RW（可反复擦写DVD光盘存储器）。 根据光驱是否放在机箱内部，

55、分为内置式光驱和外置式光驱，如图所示。,根据光驱的速度分为40速、52速，8速写、16速写等不同的速度。 根据光驱的接口分为：IDE接口、SCSI接口、并口和USB接口。 CD-ROM已经成为微机的标准配置，随着价格的下降，CD-RW及DVD正被用户接受，已逐渐取代CD-ROM。,2. 工作原理 光驱是一个结合光学、机械及电子技术的产品。激光光源来自于一个激光二极管，它可以产生波长约0.54-0.68微米的光束，光束经过处理后，集中且能精确控制。光束首先射在光盘上，经过光盘反射后，光检测器捕获反射回来的信号。光盘上有凹点和空白两种状态，它们的反射信号相反，很容易被光检测器识别。检测器所得信息只

56、是光盘上凹凸点的排列方式，再经驱动器中专门的部件进行转换和校验，最后得到实际数据。光盘在光驱中高速转动，激光头在伺服电机的控制下前后移动读取数据，是使用机械原理。 只读光盘的数据只能被光驱读出，而光盘上的内容无法被修改。随着新技术发展，出现了能够向光盘写入数据的光驱，其中主要有提供一次写入的CD-R（CDRecordable）光驱和多次写入的CD-RW（CD-ReWritable）光驱。这种光驱称为光盘刻录机，当然刻录机刻录时需要特殊的存储介质CD-R光盘和CD-RW光盘。,3光驱结构 (1) CDROM的外部结构，如图所示 光盘仓门：用于防止灰尘进入光驱。 耳机插孔：连接耳机或音箱，可输出A

57、udio CD音乐。 音量控制按钮：调整输出的CD音乐音量大小。,播放/顺播按键：用于直接使用面板控制播放Audio CD。注意，有些牌子的光驱是没有这个键的。要播放CD时，按此键开始播放第一首，再按此键，直到播放要听的音乐。打开/关闭/停止键：控制光盘进出盒和停止Audio CD播放。 读盘指示灯：显示光驱的运行状态。 紧急退盘孔：当光盘由于断电或其它原因不能退出时，可以用小硬棒插入此孔把光盘退出。部分光驱可能无此功能。 电源接口：用于光驱与电源连接的插座。 主从跳线：光驱和硬盘一样也有主盘和副盘工作方式之分，您可根据需要通过此跳线开关设置。 数据线插座：目前绝大部分的光驱跟硬盘一样使用ID

58、E数据线。 模拟音频输出插座：此插座通过音频线和声卡相连。 数字音频输出插座：可以连接到数字音频系统或数码音乐设备。,(2) CDROM的内部结构，如图所示,激光头组件：包括光电管、聚焦透镜等组成部分，配合运行齿轮机构和导轨等机械组成部分，在通电状态下根据系统信号确定、读取光盘数据并通过数据线将数据传输到系统。 主轴电机：光盘运行的驱动力，在光盘读取过程的高速运行中提供快速的数据定位功能。 光盘托架：在开启和关闭状态下的光盘承载体。 托架进出机构：控制光盘托架的进出和主轴马达的启动，加电运行时启动机构将使包括主轴马达和激光头组件的伺服机构都处于半加载状态中。,5.2.2 光驱技术指标 不同类型

59、的光驱有不同的技术指标，但是它们都有共同点。我们先说明相同点，再针对具体的光驱说明其特殊的技术参数。 1接口类型 光驱接口是驱动器与系统主机的物理链接，它是驱动器到计算机的数据传输途径，不同的接口决定着驱动器与系统间数据传输速度。目前连接光存储产品与系统接口的类型有：ATA/ATAPI接口，USB接口，IEEE1394接口，SCSI 接口，并行接口。因并行接口速度较慢，现大多已被淘汰。,光盘刻录机按接口分类，内置的有：SCSI接口、IDE接口，外置的有SCSI、并口、PC卡接口以及目前最新的USB接口等。无论外置或内置的SCSI接口在CPU资源占用和数据传输的稳定性方面要好于其它接口，系统和软件对刻录过程影响也很低，因而它的刻录质量最好。但SCSI接口的刻录机价格较高，因此必须另外购置SCSI接口卡。IDE接口的刻录机价格较低，兼容性较好，可以方便地使用主板的IDE设备接口，数据传输速度也不错，在实用性上要好于其他接口，但对系统和软件的依赖性较强，刻录质量要稍逊于SCSI接口的产品。并口有SPP、EPP、ECP三种模式，其中EPP和ECP为高速模式，在这两种状态下刻录机能达到6速读、2速写的要求，而SPP模式下只能达到2速、读1速写，目前采用并口方式的刻录机除了HP公司的部分产品外，其余基本趋于淘汰。,2内部缓存(Buffer) 内部缓存，主要用于存放读出的数据。内部缓存的