《微型机组装与维护实用教程(第2版)》第6章 外部存储设备

第6章外部存储设备

主要知识点硬盘（工作原理和结构、性能指标和新技术、维护与常见故障处理、选用与安装）软驱（结构和工作原理、使用与维护、常见故障处理）光存储设备（CD-ROM驱动器、DVD-ROM驱动器、CD-R/RW光盘刻录机、DVD刻录机、光盘驱动器常见故障处理）移动存储设备（USB移动硬盘、USB闪存盘）6.1硬盘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。这些盘片的片基表面涂上磁性介质，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，每个磁道又被划分为若干个扇区，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所有盘片相同位置的磁道就构成了所谓的柱面硬盘的工作原理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00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，进行数据读写硬盘的第一个扇区（0道0头1扇区）被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存储了硬盘的分区信息硬盘的工作原理硬盘的结构外部结构接口：包括电源接口插座和数据接口插座两部分控制电路板：大多数都采用贴片式焊接，包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路等固定面板：就是硬盘正面的面板，它与底板结合成一个密封的整体，保证了硬盘盘片和机构的稳定运行硬盘的外观透气孔产品标签内部结构硬盘内部结构由控制电路板、磁头、盘片、主轴、电机、接口及其他附件组成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1.浮动磁头组件：由读写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成2.磁头驱动机构：由音圈电机和磁头驱动小车组成，同时还有高效的防震动机构3.盘片和主轴组件：盘片是硬盘存储数据的载体，主轴组件包括了轴承和驱动电机4.前置控制电路：前置电路控制磁头感应信号、主轴电机调速、磁头驱动和伺服定位等内部结构硬盘的内部结构盘片磁头与控制电路连接的柔性电缆音圈电机控制电路硬盘控制电路总得来说可以分为如下几个部分：主控制芯片、数据传输芯片、数据缓存芯片等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硬盘的控制电路板6.1.3硬盘的性能指标1.硬盘容量：硬盘的容量通常以兆字节（MB）或千兆字节（GB）为单位2.平均寻道时间、平均潜伏时间和平均访问时间：平均寻道时间是指磁头从初始位置移到目标磁道所需的时间。平均潜伏时间就是指磁头移动到目标数据所在磁道，等待存储数据的时间。平均存取时间是指磁头找到指定数据的平均时间3.转速：硬盘的转速是指驱动电机主轴的转动速度4.最大内部数据传输率：磁头到硬盘高速缓存之间的传输速度5.外部数据传输率：从硬盘高速缓存与系统总线之间数据传输率6.数据缓存：指在硬盘内部的高速缓冲存贮器硬盘的性能指标7.硬盘接口：目前硬盘的接口主要为IDE接口、SCSI接口和SATA接口IDE：也称为“ATA”（AdvancedTechnologyAttachment）接口SCSI：SmallComputerSystemInterface，小型计算机系统接口SATA：SerialATA的缩写，即串行ATA8.连续无故障时间（MTBF）：硬盘从开始运行到出现故障的最长时间硬盘的性能指标6.1.4硬盘的新技术新型磁头技术SerialATA接口技术S.M.A.R.T技术垂直记录技术6.1.5硬盘的维护与常见故障处理硬盘的维护防止硬盘受震动硬盘正在读写时不能随意关机或重新启动系统控制硬盘的工作环境不要轻易对硬盘作低级格式化定期整理、维护硬盘硬盘上的数据保护定期检测病毒硬盘的常见故障处理硬盘故障从性质上分为硬故障和软故障硬故障又称之物理故障，一般为硬盘驱动器的控制电路、机械、磁头、盘片等发生故障软故障又称之为逻辑故障，是指由于硬盘的磁道记录格式遭到局部破坏，或硬盘管理信息被破坏，或一些重要的、有特殊意义的数据丢失、损坏或被修改而引起的硬盘启动或读写故障。常见硬盘软故障处理1.系统不承认硬盘2.CMOS设置引起的故障3.主引导程序引起的启动故障4.分区表错误引导的启动故障5.分区有效标志错误引起的硬盘故障常见硬盘软故障处理6.DOS引导系统引起的启动故障7.FAT表引起的读写故障8.目录表损坏引起的引导故障9.误删除分区时数据的恢复10.误格式化硬盘数据的恢复常见硬盘硬故障处理1.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：HARDDISKERROR，这说明硬盘的控制电路有故障2.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3.进入CMOS设置，对硬盘不能识别，可能是主电机，磁头等损坏或盘面大面积损坏常见硬盘硬故障处理4.硬盘经较长时间自检后，在引导时显示：DISKBOOTFAILURE，TRACK0BAD，可能是磁盘0磁道损坏5.系统在开机自检过程中，屏幕提示“HARDDISKNOTPRESENT”或类似信息，此时如果检查CMOS中硬盘参数设置正确无误，常有可能是硬盘控制器与硬盘驱动器连接不正确或连接移动所造成的6.1.6硬盘的选用希捷(Seagate)硬盘希捷硬盘“Barracuda7200.7Plus”日立硬盘日立DeskStar7K250硬盘西部数据（WseternDigital）硬盘西部数据160G/RE/SATA/16M三星硬盘三星SP2504C硬盘的选用发热问题：若硬盘散发的热量不能及时传导出去，就会急剧升温，一方面会使硬盘的电路工作不稳定，另一方面盘片与磁头长时间在高温下工作也容易使盘片出现读写错误和坏道，对硬盘使用寿命也有一定影响质保时间：一般行货硬盘的标准修期都是三年，而且这种保修大多数应是直接更换新品6.1.7硬盘的安装跳线设置：硬盘在出厂时，一般都默认设置为主盘，跳线连接在“Master”的位置，如果要连接一个作为从盘，就需要将跳线连接到“Slave”的位置硬盘固定：跳线设置后，就可以用螺丝将硬盘固定在机箱上，注意有接线端口的那一个侧面向里，另一头朝向机箱面板正确连线：硬盘连线包括电源线与数据线两条，两者谁先谁后无所谓硬盘的安装硬盘连接板6.2软驱软驱即软盘驱动器是微型机的标准外部存贮器，有时可以用来启动微型机系统由于其盘片的可换性和可携带性，还可以用来传递、备份一些比较小文件容量小、速度慢的1.44MB软盘驱动器越来越不适应微型机的需要6.2.1软盘又叫磁盘，现在使用的软盘都是3.5英寸的，通常称为３寸盘软盘存贮结构6.2.2软驱的结构和工作原理软盘驱动器是对软盘进行读写的装置，是集电、磁、光和机械为一体的精密设备软驱的结构和工作原理软盘驱动器从功能结构上来看，主要由主轴驱动系统、磁头定位系统、信号检测系统和读写系统口组成主轴驱动系统：软盘驱动器中驱动盘片旋转的装置磁头定位系统：主要由步进电机、磁头小车、小车导轨及相应的定位控制电路等部分组成，其作用是准确迅速地将磁头定位于指定的位置上状态检测系统：将软盘驱动器的相关状态报告给主机，主机根据收到的软盘驱动器状态信息，发出相应的控制命令插入检测装置0磁道检测装置索引信号检测装置写保护检测装置软驱的结构和工作原理读写系统读电路写电路软驱的结构和工作原理前置放大低通滤波微分放大限幅放大数据鉴别数据整形磁头输出6.2.3软驱的使用与维护1.软驱读写数据时（软驱工作指示灯亮），不要强行取出软盘，以免损坏软驱磁头和软盘2.当软盘插入软驱时，一旦感到受阻，不要用力插盘，否则易使磁头移位，甚至损坏3.不要使用有物理损修、受潮、磁层脱落的软盘，以免损坏软驱的磁头软驱的使用与维护4.当软盘在软驱中弹不出来时，不要强行往外拉软盘，否则易造成磁头位置偏移，或将磁头弹簧片拉断5.要注意软驱的防尘，使软驱置于一个清洁的环境6.磁头是软驱的核心部件，应定期（2-3月）清洗磁头，以除去磁头表面的污垢及其边缘的氧化层6.2.4软盘、软驱常见故障处理软盘常见故障处理软盘在读写操作时，出现文件、数据丢失和扇区找不到等故障软盘不能格式化利用PCTOOLS修复利用NORTON中的Disktools修复软盘驱动器常见故障处理读写错误能读写但不能格式化写保护错误“没有准备好”错误磁头定位不准确故障6.3光存储设备CD-ROM驱动器CompactDisc-ReadOnlyMemory，是一种只读光盘驱动设备CD-ROM驱动器的面板上主要由耳机插孔、音量控制旋键、工作指示灯、紧急弹出孔、播放按钮、弹出／弹入按钮和光盘托盘几个部分组成CD-ROM驱动器CD-ROM驱动器的背板有数字音频输出接口：可以连接到数字音频系统模拟音频输出接口：可通过音频线与声卡相连主／从盘跳线：可以用于设置主盘或从盘数据线插座：用于连接数据线，数据线另一端连接主板上的CD-ROM控制器电源插座：连接电源的机芯电源线CD-ROM驱动器面板、背板结构CD-ROM驱动器的安装固定光盘驱动器设置主／从盘与连接数据线连接音频数据线连接CD-ROM驱动器的电源线CD-ROM驱动器的使用与维护光盘的正确使用光盘在使用中保持清洁是非常重要的不要在光盘上贴标签应避免光盘受阳光照射，以防光盘变形光盘用完后最好装放在光盘盒中取放光盘时，不要触摸光盘的数据存放面不要用标识笔在光盘表面书写CD-ROM驱动器的维护在使用中要特别注意防尘在不使用时里面不要放光盘不要在CD-ROM驱动器读盘时强行退盘尽量将光盘放在CD-ROM驱动器托架中央日常维护主要是除尘工作在连续工作一段时间后光头免不了有一定程度的老化，发射功率衰减，常规方法可以用手动调节光头增益电阻作为补偿，以增强CD-ROM驱动器的读盘能力6.3.2DVD-ROM驱动器DVD的主要特点大容量高画质高音质高兼容性高可靠性DVD盘片物理结构单面单层单面双层双面单层双面双层DVD驱动器数据传输率多格式支持DVD驱动器的区域码接口方式高速缓存DVD驱动器的选用读盘能力接口类型速度缓存多格式支持品牌及售后服务DVD驱动器的安装安装固定DVD驱动器连接IDE数据线连接DVD驱动器的音频线6.3.3CD-R/RW光盘刻录机CD-R/RW光盘刻录机，严格讲来是指CD-R和CD-RW两种CD-R刻录机只能一次性的写入，使用的盘片称为CD-RCD-RW刻录机则能反复读写，所使用的盘片称为CD-RWCD-R/RW的记录原理CD-R刻录原理：在CD-R盘片上存在一层利用激光就可以改变其反光特性的特殊染料层，我们称之为染料层或记录层。在对CD-R盘片写入数据时，CD-R刻录机发出的大功率激光束使激光焦点照射的染料层微区产生不可逆的物理化学变化，形成与CD-ROM光盘凹坑相类似的具有光学反射特性的信息凹坑CD-RW刻录原理：使用Phase-change相变技术。在CD-RW盘片的记录层中，银-铟-硒-碲四种元素所组成结晶层取代了CD-R盘片上的染料层。结晶层具有结晶态与非结晶态两种形态，结晶态能够反射激光，非结晶态反射激光性能较差。在大功率激光束的照射下，结晶层可以在这两种状态之间相互转换，形成如同CD盘片上的平面与凹洞

CD-R/RW的记录原理CD-R/RW的性能指标刻录倍速缓存大小接口类型防刻死技术JustLinkBurn-ProofSeamlessLinkCD-R盘片的结构CD-ROM盘片是直接用模具压制出来的，在结构上可以分为基片、反射层和保护层三层CD-R刻录盘有五层，从上到下依次为：印刷层、保护层、反射层、染料层、基片CD-RW刻录盘共有七层，从上到下依次为：印刷层、保护胶层、反射层、介电层、结晶层（记录层）、介电层、基片CD-R盘片的分类

CD-R盘片使用有机染料作为记录层的主要材料，通常都是根据不同染料的颜色给CD-R盘片分类绿盘金盘蓝盘其他盘片：蓝色，黑色，黄色，绿色及粉红色CD-R/RW的安装与使用CD-R/RW刻录机在外形和接口上与普通CD-ROM光盘驱动器完全一样，因此安装刻录机同安装光盘驱动器的过程完全相同所不同的是使用刻录机时需要相应的软件与之配合以AHEADNeroExpress为范例简要说明刻录机的使用NeroExpress软件的使用1.启动NeroExpress，选择要刻录的光盘格式NeroExpress软件的使用2.进入下一界面，添加刻录内容NeroExpress软件的使用3.进入下一界面，设置相关属性NeroExpress软件的使用4.进行刻录CD-R/RW刻录机的选用选用刻录机应当考虑以下几点：刻录机的速度缓存容量主流产品：明基BenQ3210A、微星MS-8832、爱国者CDR3240S、LGGCE-8320B康宝（COMBO）驱动器：把CD-R