计算机组成与维护第5章 外部存储器ppt课件

1、n本章简要介绍了软盘驱动器的性能特点、种本章简要介绍了软盘驱动器的性能特点、种类、结构原理和几种大容量的软驱。还介绍了类、结构原理和几种大容量的软驱。还介绍了硬盘的性能特点、技术参数和接口类型等。硬盘的性能特点、技术参数和接口类型等。第5章 磁盘存储器n5.1 5.1 软盘驱动器软盘驱动器n5.2 5.2 硬盘驱动器硬盘驱动器n5.3 5.3 光存储设备光存储设备5.1 5.1 软盘驱动器软盘驱动器 软盘子系统包括软盘片、软盘驱动器、驱动程序软盘子系统包括软盘片、软盘驱动器、驱动程序和软驱控制器这几部分。软盘是微机系统永久保存信和软驱控制器这几部分。软盘是微机系统永久保存信息和交换信息的重要外

2、部磁存储介质。软驱息和交换信息的重要外部磁存储介质。软驱Floppy Floppy Disk DriverDisk Driver，FDDFDD是对软盘进行读写的机电一体化是对软盘进行读写的机电一体化的设备。软驱驱动程序是软驱的配套程序，它包含在的设备。软驱驱动程序是软驱的配套程序，它包含在系统系统BIOSBIOS程序中。软驱控制器程序中。软驱控制器FDD ControllerFDD Controller提提供主机对软驱的控制信号，也是软驱设备的接口，它供主机对软驱的控制信号，也是软驱设备的接口，它做在做在I/OI/O卡或主板上或南桥芯片内。卡或主板上或南桥芯片内。 微机常选用的软盘片有直径为5

3、.25英寸、存储容量为1.2MB和直径为3.5英寸、存储容量为1.44MB这两种，它们的驱动器分别称为5寸软驱和3寸软驱。由于3寸软盘体积小、容量大并带有塑料外壳不易损坏，目前大多数PC机仅仅配备一个3寸软驱。3.5软驱的外形如图7-1所示。图7-1 3.5软驱和软盘 软盘驱动器的规格和接口 3.5软盘的结构如下图所示，外面有一个塑料外壳，不易污染和损坏。将它的写保护片拨到封住写保护孔的位置时，处于可以读写的状态，反之为写保护状态，软盘也不会感染病毒。 软盘驱动器的规格和接口(续) 软驱上有两个插座。一个电源插座 。另一个为控制及数据电缆插座，它有34线。用一根34线电缆将它与I/O多功能卡或

4、主板上的软驱接口FDD相连接。34线电缆的红色线应接到插座的1脚。软驱34线电缆如图7-3所示。在一些微机的系统硬件配置程序CMOS Setup中有“Swap Floppy Drive这一项，当将其设置为“Enabled时则可对调A、B两个软驱的逻辑名称，而不必在电缆插头上将它们对调。软驱接口FDC的信号定义如表7-1。软盘驱动器的连接软盘驱动器的连接 n图图7-3 7-3 软驱的软驱的3434线电缆线电缆软盘驱动器的连接软盘驱动器的连接 ( (续续) )表7-1 软驱接口的信号定义引脚编号信号名称（低电平有效）功能2No Used未使用4Head Load磁头加载6Drive Select

5、3选择驱动设备38INDX/Sector索引或扇区10Drive Select 0选择驱动设备012Drive Select 1选择驱动设备114Drive Select 2选择驱动设备216Motor ON马达启动18Direction Select磁头方向选择20Step磁头步进软盘驱动器软盘驱动器 ( (续续) )2 2W r i t e D a t a写 数 据2 4W r i t e G a t e写 选 通2 6T r a c k 0 00磁 道2 8W r i t e P r o t e c t写 保 护3 0R e a d D a t a读 数 据3 2S i d e O n

6、e S e l e c t面 选 择3 4R e a d y准 备 就 绪 或 换 盘1 , 3 , 5 , , 3 3奇 数 脚 均 为 G N D接 地 线软盘驱动器软盘驱动器 ( (续续) )向运动，从而使上、下磁头能扫描磁盘向运动，从而使上、下磁头能扫描磁盘上、下两面的所有磁道，实现读、写操上、下两面的所有磁道，实现读、写操作。作。软盘驱动器的结构原理软盘驱动器的结构原理 写操作是指软驱将主机发来的数据编码，写操作是指软驱将主机发来的数据编码，经写电路处理后，通过磁头将数据的电信经写电路处理后，通过磁头将数据的电信号转换为磁信号记录在磁盘上。而读操作号转换为磁信号记录在磁盘上。而读操作

7、是写操作的逆过程。是写操作的逆过程。 软盘驱动器还有专门用于检测磁盘状态软盘驱动器还有专门用于检测磁盘状态的传感器元件。比如的传感器元件。比如“0“0磁道开关磁道开关”、“写写保护传感器保护传感器”。软盘驱动器的结构原理软盘驱动器的结构原理 ( (续续) ) 磁盘驱动器软驱或硬驱的基本原理相同，框图如图7-4所示，主要包括数据读写系统、磁头定位系统、盘片驱动系统和控制电路等部分。图图7-4 7-4 磁盘驱动器的磁盘驱动器的原理方框原理方框软盘驱动器的结构原理软盘驱动器的结构原理 ( (续续) )软盘的物理规格软盘的物理规格 3.5英寸软盘英寸软盘双密双密720KB（DD）高 密高 密1 . 4

8、 4 M B（HD）特高密特高密2.88MB（ED）每扇区字节数每扇区字节数512512512每磁道扇区数每磁道扇区数91836每面磁道数每面磁道数808080面数面数222容量（千字节）容量（千字节）7201 4402 880容量（兆字节）容量（兆字节）0.7031.4062.813容量（百万字节）容量（百万字节） 0.7371.4752.949 还有多种高速大容量的新型软盘驱还有多种高速大容量的新型软盘驱动器，如动器，如ZIP100ZIP100、LS-120LS-120和和UHCUHC等。由于等。由于价格较高和软盘交换性等原因，都尚未价格较高和软盘交换性等原因，都尚未被被PCPC机普遍采用

9、。机普遍采用。 超级软盘驱动器超级软盘驱动器 第5章 磁盘存储器n5.1 5.1 软盘驱动器软盘驱动器n5.2 5.2 硬盘驱动器硬盘驱动器 n5.3 5.3 光存储设备光存储设备5.2 5.2 硬盘驱动器硬盘驱动器硬盘驱动器简介硬盘驱动器简介硬盘的工作原理和结构硬盘的工作原理和结构 硬盘驱动器的分类硬盘驱动器的分类硬盘的技术参数硬盘的技术参数硬盘的接口硬盘的接口硬盘的安装和使用硬盘的安装和使用硬盘的维护与常见故障处理硬盘的维护与常见故障处理硬盘驱动器简介硬盘驱动器简介硬盘驱动器简介硬盘驱动器简介 硬盘驱动器硬盘驱动器Hard Disk DriverHard Disk Driver，HDDHD

10、D也是微机系统的基本外存设备。与也是微机系统的基本外存设备。与软盘不同，它的磁盘片是硬质合金的，软盘不同，它的磁盘片是硬质合金的，并固定安装在驱动器内部，所以也可统并固定安装在驱动器内部，所以也可统称为硬盘。称为硬盘。 硬盘子系统包括硬盘驱动器内含硬盘）、驱动程硬盘子系统包括硬盘驱动器内含硬盘）、驱动程序和硬盘接口。硬盘的控制器序和硬盘接口。硬盘的控制器HDD ControllerHDD Controller做在做在硬盘内部，而接口集成在主板上。硬盘的驱动程序包含硬盘内部，而接口集成在主板上。硬盘的驱动程序包含在系统在系统BIOSBIOS程序中。硬盘的构成和工作原理与软驱相仿，程序中。硬盘的构

11、成和工作原理与软驱相仿，它以自己专用的微处理器作为控制器，它的内部它以自己专用的微处理器作为控制器，它的内部ROMROM固固化了控制软件，用来实现加电时的自我诊断、运行状态化了控制软件，用来实现加电时的自我诊断、运行状态检测、主轴电机的转速调节和对磁头的位置控制等功能。检测、主轴电机的转速调节和对磁头的位置控制等功能。硬盘驱动器简介续）硬盘驱动器简介续） 硬盘是一种磁介质的外部存储设备，数据存储在密封、洁净的硬盘驱动器内腔的多片磁盘片上。这些盘片一般是在以铝为主要成分的片基表面涂上磁性介质所形成，在磁盘片的每一面上，以转动轴为轴心、以一定的磁密度为间隔的若干个同心圆，被划分成磁道Track），

12、每个磁道又被划分为若干个扇区Sector），数据就按扇区存放在硬盘上。在每一面上都相应地有一个读写磁头Head），所有盘片相同位置的磁道就构成了所谓的柱面Cylinder）。 硬盘的工作原理和结构硬盘的工作原理和结构 硬盘驱动器加电正常工作后，利用控制电路中的初始化模硬盘驱动器加电正常工作后，利用控制电路中的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，主轴电机将启动，并以高速旋转，装载磁头的小车机成后，主轴电机将启动，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构移动，将浮动磁头置于盘片表面的00道，处

13、于等待指令的启道，处于等待指令的启动状态。当主机下达存取磁盘片上的数据时，通过前置放大动状态。当主机下达存取磁盘片上的数据时，通过前置放大控制电路，发出驱动电机运动的信号，控制磁头定位机构将控制电路，发出驱动电机运动的信号，控制磁头定位机构将磁头移动，搜寻定位它要存取数据的磁道扇区位置，进行数磁头移动，搜寻定位它要存取数据的磁道扇区位置，进行数据读写。据读写。 硬盘的工作原理和结构硬盘的工作原理和结构 ( (续续) ) 硬盘的第一个扇区硬盘的第一个扇区0道道0头头1扇区被扇区被保留为主引导扇区。在主引导区内主要有两保留为主引导扇区。在主引导区内主要有两项内容：主引导记录和硬盘分区表。主引导项内

14、容：主引导记录和硬盘分区表。主引导记录是一段程序代码，其作用主要是对硬盘记录是一段程序代码，其作用主要是对硬盘上安装的操作系统进行引导；硬盘分区表则上安装的操作系统进行引导；硬盘分区表则存储了硬盘的分区信息。微型机启动时将读存储了硬盘的分区信息。微型机启动时将读取该扇区的数据，并对其合法性进行判断取该扇区的数据，并对其合法性进行判断扇区最后两个字节是否为扇区最后两个字节是否为0 x55AA或或0 xAA55 ），如合法则跳转执行该扇区的第），如合法则跳转执行该扇区的第一条指令。所以硬盘的主引导区常常成为病一条指令。所以硬盘的主引导区常常成为病毒攻击的对象。毒攻击的对象。 硬盘的工作原理和结构硬

15、盘的工作原理和结构 ( (续续) )硬盘的外部结构硬盘的外部结构:分为三大部分分为三大部分 ：硬盘的工作原理和结构硬盘的工作原理和结构 ( (续续) ) (1)接口接口 接口包括电源接口插座和数据接接口包括电源接口插座和数据接口插座两部分，其中电源插座与主机口插座两部分，其中电源插座与主机电源相连接。数据接口插座则是硬盘电源相连接。数据接口插座则是硬盘数据与主板控制芯片之间进行数据传数据与主板控制芯片之间进行数据传输交换的通道。输交换的通道。 (2)控制电路板控制电路板 大多数的控制电路板都采用贴片式大多数的控制电路板都采用贴片式焊接，它包括主轴调速电路、磁头驱动焊接，它包括主轴调速电路、磁头

16、驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路等。在电路板上还有一块口电路等。在电路板上还有一块ROM芯芯片，里面固化的程序可以进行硬盘的初片，里面固化的程序可以进行硬盘的初始化，执行加电和启动主轴电机，加电始化，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。在电初始寻道、定位以及故障检测等。在电路板上还安装有容量不等的高速数据缓路板上还安装有容量不等的高速数据缓存芯片，一般为存芯片，一般为512KB或或2MB。硬盘的工作原理和结构硬盘的工作原理和结构 ( (续续) ) 硬盘控制电路总得来说可以分为如下几个硬盘控制电路总得来说可以分为如下几个部分：主

17、控制芯片、数据传输芯片、数据缓存部分：主控制芯片、数据传输芯片、数据缓存芯片等。其中，主控制芯片负责硬盘数据读写芯片等。其中，主控制芯片负责硬盘数据读写指令等工作；数据传输芯片则是将硬盘磁头前指令等工作；数据传输芯片则是将硬盘磁头前置控制电路读取出数据经过校正及变换后，由置控制电路读取出数据经过校正及变换后，由数据接口传输到主机系统；高速数据缓存芯片数据接口传输到主机系统；高速数据缓存芯片是为了协调硬盘与主机在数据处理速度上的差是为了协调硬盘与主机在数据处理速度上的差异而设置的；缓存对磁盘性能所带来的作用是异而设置的；缓存对磁盘性能所带来的作用是无须置疑的，在读取零碎文件数据时，大缓存无须置疑

18、的，在读取零碎文件数据时，大缓存能带来非常大的优势。能带来非常大的优势。 硬盘的工作原理和结构硬盘的工作原理和结构 ( (续续) )(3)固定面板固定面板 就是硬盘正面的面板，就是硬盘正面的面板，它与底板结合成一个密封它与底板结合成一个密封的整体，保证了硬盘盘片的整体，保证了硬盘盘片和机构的稳定运行。在面和机构的稳定运行。在面板上最显眼的莫过于产品板上最显眼的莫过于产品标签，上面印着产品型号、标签，上面印着产品型号、产品序列号、产品、生产产品序列号、产品、生产日期等信息。除此，还有日期等信息。除此，还有一个透气孔，它的作用就一个透气孔，它的作用就是使硬盘内部气压与大气是使硬盘内部气压与大气气压

19、保持一致。气压保持一致。硬盘的工作原理和结构硬盘的工作原理和结构 ( (续续) )内部结构：内部结构： 硬盘内部结构由控制电路板、磁硬盘内部结构由控制电路板、磁头、盘片、主轴、电机、接口及其它附件头、盘片、主轴、电机、接口及其它附件组成，其中磁头盘片组件是构成硬盘的核组成，其中磁头盘片组件是构成硬盘的核心，它封装在硬盘的净化腔体内，包括有心，它封装在硬盘的净化腔体内，包括有浮动磁头组件、磁头驱动机构、盘片、主浮动磁头组件、磁头驱动机构、盘片、主轴驱动装置及前置读写控制电路。轴驱动装置及前置读写控制电路。( (见下见下图图) )硬盘的工作原理和结构硬盘的工作原理和结构 ( (续续) )硬盘的内部

20、结构硬盘的内部结构主轴马达主轴马达(Spindle Motor)音圈马达音圈马达(Voice Coil Motor)磁头驱动器磁头驱动器(Actuator)基座基座(Base Plate)磁头停放区磁头停放区(Parking Zone)盘片盘片(Media)硬盘的工作原理和结构硬盘的工作原理和结构 ( (续续) )飞行中的磁头飞行中的磁头磁头在磁盘表面上方飞行磁头在磁盘表面上方飞行飞行高度飞行高度: 1.3 : 1.3 微米微米 或更小或更小硬盘的组装环境硬盘的组装环境 无尘室无尘室(1(1立方公尺允许立方公尺允许1010颗尘粒颗尘粒) )硬盘的工作原理和结构硬盘的工作原理和结构 ( (续续)

21、 ) 硬盘驱动器内部硬件主要由电路板硬盘驱动器内部硬件主要由电路板和头盘组件和头盘组件HDAHDAHead Disk AssembllyHead Disk Assemblly构构成，硬盘的内部结构如图所示。成，硬盘的内部结构如图所示。硬盘驱动器的结构硬盘驱动器的结构 硬盘驱动器的分类硬盘驱动器的分类 硬盘按其盘片直径大小可分为硬盘按其盘片直径大小可分为5.255.25、3.53.5、2.52.5和和1.81.8英寸等多种。英寸等多种。 目前使用最多的是目前使用最多的是3.53.5英寸硬盘。英寸硬盘。按盘片直径大小分：按盘片直径大小分： 按其接口类型分有按其接口类型分有IDEIDE接口及接口及S

22、CSISCSI接口等接口等多种，目前使用最多的是多种，目前使用最多的是IDEIDE接口。接口。 按其接口类型分：按其接口类型分：按硬盘接口分按硬盘接口分IDE/EIDEIDE/EIDESCSISCSIFC-ALFC-ALIEEE 1394IEEE 1394USBUSB按主轴转速分按主轴转速分4500 rpm4500 rpm5400 rpm5400 rpm7200 rpm7200 rpm10000 rpm10000 rpm15000 rpm15000 rpm硬盘驱动器的分类硬盘驱动器的分类 ( (续续) )硬盘的技术参数硬盘的技术参数扇区1磁道n磁道0磁道硬盘的技术参数硬盘的技术参数( (续续)

23、 )读写磁头读写磁头磁场资料磁场资料间间Setting timeSetting time），），转动延迟转动延迟Rotational Rotational latencylatency）。）。硬盘的技术参数续）硬盘的技术参数续）扇区1磁道n磁道0磁道硬盘的技术参数续）硬盘的技术参数续） 4缓存容量 缓存容量Cache Size是指硬盘内部数据的高速缓冲存储器的大小，如256KB、512KB、1MB和2MB等。 5平均故障间隔时间 平均故障间隔时间MTBFMean Time Between Failures是指硬盘操作时发生故障的时间间隔的平均数。 6. 6. 内部数据传输率内部数据传输率 数据

24、从磁盘表面传输到硬盘的缓存的速率单数据从磁盘表面传输到硬盘的缓存的速率单位为每秒百万位元位为每秒百万位元 (Mbits/sec) (Mbits/sec)读写磁头读写磁头磁盘表面磁盘表面磁场资料磁场资料缓存缓存硬盘的技术参数续）硬盘的技术参数续） 7外部数据传输率(硬盘控制器的数据传输率) 硬盘控制器即接口的数据传输率是指缓存至主机的数据传送速度。硬盘的技术参数续）硬盘的技术参数续）缓存缓存Cache)介面介面(Interface)硬盘的物理类型参数：硬盘的物理类型参数： 硬盘的参数很多，其中直接关硬盘的参数很多，其中直接关系到用户安装使用硬盘的参数有柱面系到用户安装使用硬盘的参数有柱面数、磁头

25、数、扇区数和容量，前三项数、磁头数、扇区数和容量，前三项称为硬盘的物理结构参数，常常以称为硬盘的物理结构参数，常常以“C/H/SC/H/S标注在硬盘的盘面上。标注在硬盘的盘面上。 硬盘的技术参数续）硬盘的技术参数续）硬盘的物理类型参数：（续）硬盘的物理类型参数：（续） 硬盘的技术参数续）硬盘的技术参数续）扇区1磁道n磁道0磁道1 1柱面数柱面数CylinderCylinder） 缩写为缩写为CylnCyln，指每个盘，指每个盘面上的磁道数。由于硬盘盘面上的磁道数。由于硬盘盘片是上下叠放的，所以每一片是上下叠放的，所以每一个盘面上的同号磁道便组成个盘面上的同号磁道便组成一个圆柱面。这个参数为一个

26、圆柱面。这个参数为CMOS SetupCMOS Setup中设置硬盘类型中设置硬盘类型HDD TypeHDD Type的关键参数。的关键参数。 硬盘的物理类型参数：（续）硬盘的物理类型参数：（续） 2 2磁头数磁头数HeadsHeads） 硬盘的读写磁头总数。因为每个盘硬盘的读写磁头总数。因为每个盘片的上下两面各有一个磁头，所以也是片的上下两面各有一个磁头，所以也是硬盘的盘面总数。这个参数也是硬盘的盘面总数。这个参数也是CMOS CMOS SetupSetup中设置硬盘类型的关键参数。中设置硬盘类型的关键参数。硬盘的技术参数续）硬盘的技术参数续）硬盘的物理类型参数：（续）硬盘的物理类型参数：（

27、续） 硬盘的技术参数续）硬盘的技术参数续） 3 3扇区数扇区数SectorSector） 缩写为缩写为SectSect，指每个磁道，指每个磁道上划分的记录数据的基本小区域上划分的记录数据的基本小区域的数目，对的数目，对DOSDOS系统而言，每个系统而言，每个小区域包含小区域包含512512个字节。这个参个字节。这个参数也为数也为CMOS SetupCMOS Setup中设置硬盘类中设置硬盘类型的关键参数。型的关键参数。 扇区1磁道n磁道0磁道硬盘的物理类型参数：（续）硬盘的物理类型参数：（续） 硬盘的技术参数续）硬盘的技术参数续） 4 4存储容量存储容量SizeSize） 指硬盘可以存储的数据

28、字节数，单位为指硬盘可以存储的数据字节数，单位为MBMB1MB=10241MB=102410241024字节和字节和GBGB1GB=1024MB1GB=1024MB）。）。 格式化容量格式化容量GBGB） = =柱面数柱面数磁头数磁头数扇区数扇区数 512512102410241024102410241024。 硬盘的物理类型参数：（续）硬盘的物理类型参数：（续） 硬盘的技术参数续）硬盘的技术参数续） 5 5间隔存取因子间隔存取因子InterleaverInterleaver） 6 6写预补偿写预补偿Write Pre-CompWrite Pre-Comp） 7 7磁头着陆区磁头着陆区Land

29、ing ZoneLanding Zone）硬盘控制器接口硬盘控制器接口 在微机系统中采用过的硬盘接口主要有四种，ST-506、ESDIEnhanced Small Device Interface即增强型小型设备接口、IDE和SCSI。IDE接口广泛用于普通PC机，SCSI接口多用于服务器和专用图形工作站。 IDE IDE 型接口型接口 IDE IDEIntelligent Device Intelligent Device ElectronicsElectronics即智能设备电子接口，即智能设备电子接口，是目前是目前PCPC机普遍采用的最基本硬盘机普遍采用的最基本硬盘接口。接口。IDEID

30、E接口的接口的4040个引脚除了对主个引脚除了对主板上的板上的ISAISA总线也叫总线也叫ATAT总线的信总线的信号进行必要控制之外，基本上是原号进行必要控制之外，基本上是原封不动地送往硬盘驱动器，所以封不动地送往硬盘驱动器，所以IDEIDE接口也常被称为接口也常被称为ATAATA接口。接口。 IDEIDE接口接口 ( (续续) ) IDE IDE 型接口型接口 ( (续续) ) PC PC主板通常提供两个主板通常提供两个IDEIDE接口，每个接口，每个IDEIDE可连接两个可连接两个IDEIDE设备，采用一条设备，采用一条4040线扁线扁平电缆传送控制和数据信号。其中第平电缆传送控制和数据信

31、号。其中第2020针针没有，为的是电缆定位。没有，为的是电缆定位。IDEIDE接口和电缆接口和电缆的的4040线信号定义如表线信号定义如表7-27-2。IDEIDE接口接口 ( (续续) )表7-2 IDE接口的信号定义引脚信号名称功能引脚信号名称功能1-Reset复位21DMARQDMA请求2GND接地22GND接地3DD7数据723-DIOW写选通4DD8数据824GND接地5DD6数据625-DIOR读选通6DD9数据926GND接地7DD5数据527IOCHRDYIO通道就绪8DD10数据1028SPSYNC同步9DD4数据429-DMACKDMA应答10DD11数据1130GND接地

32、IDEIDE接口接口 ( (续续) )11DD3数 据331INTRQ中 断 请 求12DD12数 据1232-IOCS1616 位 数 据 寄 存 器 选中13DD2数 据233DA1地 址114DD13数 据1334-PDIAG诊 断 通 过15DD1数 据135DA0地 址016DD14数 据1436DA2地 址217DD0数 据037-CS1FX片 选118DD15数 据1538-CS3FX片 选319GND接 地39-DASP驱 动 器 工 作 指 示20KEY定 位 （ 无 针 ） 40GND接 地IDEIDE接口接口 ( (续续) )DMADMA3333、6666、100100等

33、新型高速接口。等新型高速接口。IDEIDE接口接口 ( (续续) )ATA-1 (1988-1994)ATA-2 (2019,也叫快速ATA或EIDE）ATA-32019）ATA-42019，也叫Ultra -ATA/33 或UDMA33)ATA-5 (2019, 也叫Ultra-ATA/66或UDMA66)ATA-6 (2000, 也叫Ultra-ATA100或UDMA100)IDEIDE接口接口 ( (续续) )IDE-集成驱动电路的几点说明：集成驱动电路的几点说明：1、IDE表示将接口电路内置于驱动器中表示将接口电路内置于驱动器中2、IDE接口的驱动器上都使用接口的驱动器上都使用40针的

34、连接器针的连接器3、IDE和和ATA描述的是同一种接口，描述的是同一种接口，ATA不仅被用于硬不仅被用于硬盘驱动器，还用于盘驱动器，还用于CD-ROM驱动器，驱动器，DVD驱动器，高容驱动器，高容量超级软盘驱动器以及磁带驱动器。量超级软盘驱动器以及磁带驱动器。4、UDMA-66以上的硬盘，应使用的电缆是以上的硬盘，应使用的电缆是80芯，且是蓝芯，且是蓝色插头接在主板上色插头接在主板上5、3.5寸的硬盘使用寸的硬盘使用40根针，根针，2.5寸的硬盘使用寸的硬盘使用44根针，这根针，这是两者的区别是两者的区别IDEIDE接口接口 ( (续续) )SCSISCSI接口接口 SCSISCSI接口接口

35、( (续续) )1 1SCSI-1SCSI-1 SCSI-1 SCSI-1是第一个版本，异步数据传输是第一个版本，异步数据传输率为率为3MB/S3MB/S，同步数据传输率为，同步数据传输率为5MB/S5MB/S。采用。采用的是特殊的的是特殊的2525针的针的SCSISCSI接口。接口。SCSISCSI接口类型接口类型SCSISCSI接口接口 ( (续续) )2 2SCSI-2SCSI-2 SCSI-2 SCSI-2最初称为最初称为Fast SCSIFast SCSI，8 8位，数据传输位，数据传输率提高到率提高到10MB/S10MB/S，可连接，可连接7 7个外设。标准接口为个外设。标准接口为

36、5050线，信号有差分方式和单端方式两种。线，信号有差分方式和单端方式两种。Wide Wide SCSISCSI，1616位并行数据传输，数据传输率提高到位并行数据传输，数据传输率提高到20MB/S20MB/S，可连接，可连接1616个外设。个外设。SCSI-2SCSI-2用于硬盘、用于硬盘、CD-ROMCD-ROM驱动器和扫描仪等设备。驱动器和扫描仪等设备。 SCSISCSI接口类型接口类型 ( (续续) )SCSISCSI接口接口 ( (续续) )n图图7-8 507-8 50针针SCSISCSI插座插座SCSISCSI接口类型接口类型 ( (续续) )SCSISCSI接口接口 ( (续续

37、) )3 3SCSI-3SCSI-3 SCSI-3 SCSI-3也称为也称为Ultra SCSIUltra SCSI，数据传输率达，数据传输率达到到20MB/S20MB/S，若使用，若使用1616位传输模式，则数据传输位传输模式，则数据传输率可高达率可高达40MB/S40MB/S。SCSI-3SCSI-3增加为一个增加为一个6868针接口，针接口，用于将用于将8 8位数据增加到位数据增加到3232位数据。位数据。 SCSISCSI接口类型接口类型 ( (续续) )SCSISCSI接口接口 ( (续续) )n图图7-9 687-9 68针针SCSISCSI插座插座SCSISCSI接口类型接口类型

38、 ( (续续) )SCSISCSI接口接口 ( (续续) ) 4 4最新型最新型Ultra SCSIUltra SCSI Ultra 2 SCSI Ultra 2 SCSI发表于发表于9797年，采用低电压差年，采用低电压差分技术，使用分技术，使用1616位传输模式，数据传输率达到位传输模式，数据传输率达到80MB/S80MB/S。Ultra 160/m SCSIUltra 160/m SCSI发表于发表于9898年，采用年，采用低电压差分技术，并且每个时钟可发送两位数低电压差分技术，并且每个时钟可发送两位数据，数据传输率达到据，数据传输率达到160MB/S160MB/S。9898年以后生产的

39、年以后生产的硬盘开始采用此类接口。硬盘开始采用此类接口。SCSISCSI接口类型接口类型 ( (续续) )SCSISCSI接口接口 ( (续续) )SCSISCSI的特点的特点 SCSI SCSI接口设备是链接的，接口设备是链接的， 安装在系统中的每个安装在系统中的每个SCSISCSI设备都有自己设备都有自己唯一的标号唯一的标号IDIDID=115ID=115）。设备）。设备IDID号可由号可由设备前面的跳线来设置，缺省值为设备前面的跳线来设置，缺省值为7 7。SCSISCSI接接口的优点主要有：口的优点主要有：SCSISCSI接口接口 ( (续续) )nSCSISCSI可以连接最多可以连接最

40、多1616个设备，所有设备只需占用一个个设备，所有设备只需占用一个IRQIRQ资源。资源。nSCSISCSI允许在对一个设备进行数据传输的同时，另一个允许在对一个设备进行数据传输的同时，另一个设备对其进行数据查找。这就可以在多任务操作系统设备对其进行数据查找。这就可以在多任务操作系统中获得更高的性能。中获得更高的性能。nSCSISCSI对对CPUCPU的占用率极低，在多任务系统中的确占有的占用率极低，在多任务系统中的确占有明显的优势。明显的优势。nSCSISCSI设备还具有智能化，提高了工作效率。设备还具有智能化，提高了工作效率。nSCSISCSI快于快于IDEIDE。SCSISCSI的特点的

41、特点 ( (续续) )SCSISCSI接口接口 ( (续续) )SCSISCSI电缆和连接器电缆和连接器 用于外部连接的低密度50针SCSI连接器 用于外部连接的高密度50针SCSI连接器 用于外部连接的高密度68针SCSI连接器 80针Alt-4 SCSI连接器 常用在热插拔SCSI硬盘上 这三种接口方式可以用这三种接口方式可以用于于A类和类和P类电缆，不适类电缆，不适合合ALt-4类电缆类电缆2种A类，采用50针P类，采用68针SCSISCSI接口接口 ( (续续) )串行串行ATAATASerial ATASerial ATA） 串行ATA一次只传输一位数据。数据线缆只有7线，而且非常细

42、，两端的键控式连接器只有14mm0.55英寸宽，每一根电缆只在两端有连接器，可以直接将设备连接到宿主适配器通常在主板上上。没有主从设置。电缆两端是可以互换的，即主板上的连接器与设备的连接器是相同的，电缆的两端也是完全相同的。SATA电缆的最大长度是1米39.37英寸），并行ATA的最大长度18英寸） 串行ATA类型总线宽度（Bits）总线速率（MHz）数据周期时钟周期带宽（MBsec）SATA-150115001150SATA-300130001300SATA-600160001600SATA标准规范 SATA串行串行ATA信号和电源信号和电源连接器示意连接器示意 串行串行ATAATASeri

43、al ATASerial ATA）( (续续) ) 串行串行ATAATA的类型的类型主板及硬盘上的主板及硬盘上的SATA插座插座 STAT电缆和电源线电缆和电源线 串行串行ATAATASerial ATASerial ATA）( (续续) ) ATA RAID ATA RAID RAID是独立或廉价磁盘冗余阵列，用是独立或廉价磁盘冗余阵列，用于提高计算机存储系统的容错和性能于提高计算机存储系统的容错和性能 RAID级别级别0分流分流striping）。文件数据按）。文件数据按照顺序同时写入多个驱动器中，就好像写入一照顺序同时写入多个驱动器中，就好像写入一个单独的驱动器一样。能够提供高性能的读写

44、个单独的驱动器一样。能够提供高性能的读写操作，但可靠性较低，最少需操作，但可靠性较低，最少需2个驱动器实现。个驱动器实现。 串行串行ATAATASerial ATASerial ATA）( (续续) ) n RAID级别级别1镜像镜像mirroring）。写入）。写入到一个驱动器的数据是另一个驱动器的副本，到一个驱动器的数据是另一个驱动器的副本，提供了很好的容错功能如果一个驱动器读写提供了很好的容错功能如果一个驱动器读写失败，可以使用另一个驱动器，不会发生数据失败，可以使用另一个驱动器，不会发生数据的丢失），但与一个驱动器相比，实际上没有的丢失），但与一个驱动器相比，实际上没有任何性能提高。最

45、少需要任何性能提高。最少需要2个驱动器实现容个驱动器实现容量上相当于量上相当于1个驱动器）。个驱动器）。 ATA RAID ATA RAID 串行串行ATAATASerial ATASerial ATA）( (续续) ) nRAID级别级别3带奇偶校验的分流。该级别在带奇偶校验的分流。该级别在级别级别0的基础上使用另外一个驱动器保存奇偶的基础上使用另外一个驱动器保存奇偶校验信息。该级别实际上是对级别校验信息。该级别实际上是对级别0的继承，的继承，只不过相对于同样的驱动器来说牺牲了一些容只不过相对于同样的驱动器来说牺牲了一些容量。但是，它却具有很高的数据完整性和容错量。但是，它却具有很高的数据完

46、整性和容错性能，因为一个驱动器发生故障可以重建数据。性能，因为一个驱动器发生故障可以重建数据。最少需要最少需要3个驱动器实现个驱动器实现2个以上用于存放数个以上用于存放数据，据，1个用于存放奇偶校验数据）。个用于存放奇偶校验数据）。 ATA RAID ATA RAID 串行串行ATAATASerial ATASerial ATA）( (续续) ) n RAID级别级别5带分布式奇偶校验的块带分布式奇偶校验的块状数据。可以通过将奇偶校验数据分布于状数据。可以通过将奇偶校验数据分布于各个硬盘上而提高性能。最少需要各个硬盘上而提高性能。最少需要3个驱个驱动器实现动器实现2个以上用于存放数据，个以上用

47、于存放数据，1个个用于存放奇偶校验数据）。用于存放奇偶校验数据）。 ATA RAID ATA RAID 串行串行ATAATASerial ATASerial ATA）( (续续) ) 硬盘的安装和使用硬盘的安装和使用n图图7-6 7-6 硬盘的硬盘的4040线电缆线电缆IDEIDE连接电缆连接电缆 在一个在一个IDEIDE接口上连接两个硬盘，一个硬盘上接口上连接两个硬盘，一个硬盘上的跳线应设置为的跳线应设置为“Master“Master形状，另一个硬盘上形状，另一个硬盘上的跳线应设置为的跳线应设置为“Slave“Slave形状。形状。 硬盘的电源线为硬盘的电源线为4 4线，分别为线，分别为+1

48、2V+12V黄色）、黄色）、地黑色两根和地黑色两根和+5V+5V红色），红色），12V12V供给马达，供给马达，5V5V供给电路元件。供给电路元件。连接和跳线连接和跳线: :硬盘的安装和使用硬盘的安装和使用( (续续) ) 硬盘装好后还要做两件事，首先要进入CMOS Setup设置硬盘类型HDD Type），即设置硬盘的柱面数、磁头数和扇区数。其次要用FDISK、FORMAT命令进行硬盘分区和格式化，也可用硬盘专用管理软件DM进行，之后才能使用。具体做法在后面有关章节介绍。硬盘的安装和使用硬盘的安装和使用( (续续) )设置和格式化设置和格式化: : 在硬盘能够存储数据前，必须经过低在硬盘能够

49、存储数据前，必须经过低级格式化、分区、高级格式化的过程级格式化、分区、高级格式化的过程低级格式化过程一般由硬盘生产商来操作低级格式化过程一般由硬盘生产商来操作分区过程一般由计算机生产商品牌机）、分区过程一般由计算机生产商品牌机）、使用者来操作。分区的作用是使在硬盘保使用者来操作。分区的作用是使在硬盘保存几个独立的系统、利于分类访问数据。存几个独立的系统、利于分类访问数据。高级格式化的作用是特定的操作系统在硬盘高级格式化的作用是特定的操作系统在硬盘上创建存储和访问数据的结构，同时检查上创建存储和访问数据的结构，同时检查硬盘上是否有坏的扇区硬盘上是否有坏的扇区设置和格式化设置和格式化 ( (续续)

50、 )硬盘的安装和使用硬盘的安装和使用( (续续) )1. 1. 硬盘的维护硬盘的维护(1) (1) 防止硬盘受震动防止硬盘受震动(2) (2) 硬盘正在读写时不能随意关机或重新硬盘正在读写时不能随意关机或重新启动系统启动系统(3) (3) 控制硬盘的工作环境控制硬盘的工作环境(4) (4) 不要轻易对硬盘作低级格式化不要轻易对硬盘作低级格式化 (5) (5) 定期整理、维护硬盘定期整理、维护硬盘(6) (6) 硬盘上的数据保护硬盘上的数据保护(7) (7) 定期检测病毒定期检测病毒硬盘的维护与常见故障处理硬盘的维护与常见故障处理2. 2. 硬盘的常见故障处理硬盘的常见故障处理1. 1. 常见硬

51、盘软故障常见硬盘软故障(1)(1)系统不承认硬盘系统不承认硬盘(2)CMOS(2)CMOS设置引起的故障设置引起的故障(3)(3)主引导程序引起的启动故障主引导程序引起的启动故障(4)(4)分区表错误引导的启动故障分区表错误引导的启动故障(5)(5)分区有效标志错误引起的硬盘故障分区有效标志错误引起的硬盘故障 (6)DOS(6)DOS引导系统引起的启动故障引导系统引起的启动故障(7)FAT(7)FAT表引起的读写故障表引起的读写故障(8)(8)目录表损坏引起的引导故障目录表损坏引起的引导故障(9)(9)误删除分区时数据的恢复误删除分区时数据的恢复(10)(10)误格式化硬盘数据的恢复误格式化硬

52、盘数据的恢复硬盘的维护与常见故障处理硬盘的维护与常见故障处理2. 2. 常见硬盘硬故障：常见硬盘硬故障：主电机失速，引起啸叫，伴随着批示灯不断闪烁，主电机失速，引起啸叫，伴随着批示灯不断闪烁，自检时显示出错信息：自检时显示出错信息： HARD DISK ERROR HARD DISK ERROR 这说明硬盘的控制电路这说明硬盘的控制电路有故障。有故障。(2) (2) 系统加电后，硬盘腔体有异常振动响声或系统加电后，硬盘腔体有异常振动响声或“撞车声，说明硬盘腔体内有机械故障。撞车声，说明硬盘腔体内有机械故障。(3) (3) 进入进入CMOSCMOS设置，对硬盘不能识别，可能是设置，对硬盘不能识别

53、，可能是主电机，磁头等损坏或盘面大面积损坏。主电机，磁头等损坏或盘面大面积损坏。(4) (4) 硬盘经较长时间自检后，在引导时显示：硬盘经较长时间自检后，在引导时显示：DISK BOOT FAILURE TRACK 0 BAD DISK BOOT FAILURE TRACK 0 BAD 可能可能是磁盘是磁盘0 0磁道损坏。磁道损坏。 (5) (5) 系统在开机自检过程中，屏幕提示系统在开机自检过程中，屏幕提示“HARD “HARD DISK NOT PRESENTDISK NOT PRESENT或类似信息，此时如果或类似信息，此时如果检查检查CMOSCMOS中硬盘参数设置正确无误，检查硬中硬盘

54、参数设置正确无误，检查硬盘控制器与硬盘驱动器，此故障很易排除。盘控制器与硬盘驱动器，此故障很易排除。 硬盘的维护与常见故障处理硬盘的维护与常见故障处理nIBMnibmnSeagate 希捷科技希捷科技 nseagatenFujitsu 富士通富士通 nfujitsunMaxtor 迈拓公司迈拓公司nmaxtor目前主要使用的硬盘目前主要使用的硬盘SeagateSeagate硬盘型号解码硬盘型号解码 STXXXXXXX123451-ST Seagate Technology (希捷) 2-Form Factor (外型规格)1=3.5英寸，半高，1.6英寸(41mm)3=3.5英寸，扁平型，1英

55、寸(25.4mm) 3-硬盘容量(GB)前两位代表整数部分最后一位代表小数部分 4-系列代号 5-Interface(接口类型)A=Ultra ATA IDE/EIDEFC=Fibre Channel光纤通道LC=热插拔Ultra160 SCSILW=非热插拔Ultra160 SCSI-ST336705LC IBM硬盘型号解码 XXXX-XXXXXX12 341-类型代号DTLDDYDPS2-Interface(接口类型)A=Ultra ATA IDE/EIDEF=Fibre Channel光纤通道S=SCSI接口 3-Form Factor (外型规格)1=微型硬盘2=笔记本硬盘3=薄盘 4

56、-硬盘容量(GB)和硬盘转速(rpm) DTLA-305040 X XXXX X X 1 2 3 4 1-系列型号系列型号9 DiamondMax系列(5400rpm) 3 DiamondMax VL系列(5400rpm) 5 DiamondMax Plus系列(7200rpm) 2-硬盘容量硬盘容量(GB) a、第一位为数字时、第一位为数字时前两位代表整数部分 后两位代表小数部分 b、第一位为字母、第一位为字母H时时中间两位代表整数部分 最后一位代表小数部分 3-接口模式接口模式H Ultra DMA/100 U Ultra DMA/66 D Ultra DMA/33 4-硬盘磁头数硬盘磁头

57、数 - 52049H3 MaxtorMaxtor硬盘型号解码硬盘型号解码 MaxtorD540X4K-Class/Form factorE=EnterpriseD=desktopSpindle speed5=5.4k7=7.2k10=10kCapacity per platter20 GB40 GB100 GBInterface type:X=ATAS=SCSIProgram identifierMaxtorMaxtor硬盘型号解码硬盘型号解码NEWNEW） MX X X XXX X 1 2 3 4 5 1-类型代号类型代号MA Allegro 猎鹰系列(3.5 Inch SCSI) MP P

58、icoBird 蜂鸟系列(3.5 Inch IDE) MH Hornet 大黄蜂系列(2.5 Inch IDE) 2-系列代号系列代号H 第“H”代产品(7200rpm) J 第“J”代产品(10Krpm) 3-外形参数外形参数 2=2.5 英寸 3=3.5 英寸 4-硬盘容量硬盘容量(GB)(GB)前两位代表整数部分 最后一位代表小数部分 5-Interface(Interface(接口类型接口类型) ) AT=Ultra ATA IDE/EIDE(5400rpm) AH=Ultra ATA IDE/EIDE(7200rpm) FC=Fibre Channel 光纤通道 MC=热插拔 Ult

59、ra160 SCSI MP=非热插拔 Ultra160 SCSI - MAJ3364MP Fujitsu Fujitsu 硬盘型号解码硬盘型号解码 双驱动器配置双驱动器配置 ATA标准提供了一种在AT总线上使用两个菊花链配置的控制器的选项。用户设置某一驱动器为主驱动器或从驱动器时，可以通过设置驱动器上的跳线或开关，或者在接口上被称为电缆选择CSEL引脚上使用一种特殊导线，或者可以设置驱动器上的CS跳线。 标准ATA驱动器上的跳线 n使用更安全使用更安全n自动监测分析及报告技术自动监测分析及报告技术(S.M.A.R.T)(S.M.A.R.T)n对磁头单元、盘片电机驱动系统、内部电路及盘对磁头单元

60、、盘片电机驱动系统、内部电路及盘片表面媒介材料等进行监测片表面媒介材料等进行监测nData Protection System(Quantum)Data Protection System(Quantum)nQuantumQuantum推出的基于推出的基于S.M.A.R.TS.M.A.R.T技术的数据保护技技术的数据保护技术术nDrive Fitness Test(IBM)Drive Fitness Test(IBM)nIBMIBM提供的硬盘故障诊断分析工具提供的硬盘故障诊断分析工具nDrive Self Test(Seagate)Drive Self Test(Seagate)nSeagat