计算机组装与维护

1. 计算机组装与维护 第5课 存储设备 主讲：xxx

2. 学习目标 1 掌握硬盘结构和性能指标 2 掌握光驱结构和性能指标 3 掌握刻录机结构和性能指标 4 认识移动存储设备 5 学会如何选购存储设备

3. 课堂讲解 硬盘 光驱 刻录机 移动存储设备

4. 硬盘 硬盘是电脑主要的存储媒介，由一个或多个铝制、玻璃制的碟片组成。这些碟片外覆盖有铁磁性材料，绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封固定在金属盒中。 • 硬盘的结构 • 硬盘的工作模式 • 硬盘的性能指标 • 如何选购硬盘

5. 硬盘的结构 硬盘是电脑中用来存储大容量和永久性数据的部件，因此它是电脑中最重要的存储设备，它的结构主要包括外部结构和内部结构两个方面。 • 外部结构 • 内部结构

6. 外部结构 硬盘的外观就像一个长方形铁盒子，硬盘正面一般都有一张铭牌，上面有该硬盘相关的信息；背面通常是一块很大的集成电路板，它是控制硬盘工作的主控芯片和集成电路；在硬盘的下方则是硬盘的跳线接口、电源线接口和数据线接口 。 硬盘外部结构

7. 内部结构 硬盘的内部结构比较复杂，主要由主轴电机、盘片、磁头和传动臂等部件组成，其中磁头与盘片组件构成整个硬盘的核心。当硬盘工作时，主轴电机带动盘片高速旋转，而磁头也随着传动臂在盘片上移动，进行数据的读写操作。 硬盘内部结构

8. 硬盘的工作模式 硬盘的工作模式主要有LARGE、LBA和NORMAL 3种。各种工作模式的切换可以通过BIOS进行设置。 • LARGE • LBA • NORMAL

9. LARGE LARGE（超大规模管理模式）采取的方法是把柱面数除以2，把磁头数乘以2，其结果总容量不变。当硬盘的柱面超过1024而又不为LBA支持时可采用此种模式。例如，在NORMAL模式下柱面数为1220，磁头数为16，进入LARGE模式则柱面数为610，磁头数为32。在DOS环境下，柱面数小于1024的硬盘即可正常工作。

10. LBA LBA（Logical Block Addressing，逻辑块寻址模式）在LBA模式下，设置的柱面、磁头、扇区等参数并不是实际硬盘的物理参数。在访问硬盘时，由IDE控制器把由柱面、磁头、扇区等参数确定的逻辑地址转换为实际硬盘的物理地址。LBA模式下，可设置的最大磁头数为255，其余参数与普通模式相同。由此可计算出可访问的硬盘容量为：512×63×255×1024=8.4（GB）。

11. NORMAL NORMAL（普通模式）是最早的IDE方式，在此方式下对进行硬盘访问时，BIOS和IDE控制器对参数不作任何转换。该模式支持的最大柱面数为1024，最大磁头数为16，最大扇区数为63，每扇区字节数为512。因此支持最大硬盘容量为：512×63×16×1024=528（MB）。即使硬盘的实际物理容量大于528MB，可访问的硬盘空间也只能是528MB。

12. 硬盘的性能指标 • 接口类型 • 容量 • 缓存 • 转速 • 传输速度 • 平均寻道时间 • 平均等待时间和平均访问时间 • 硬盘的保护技术 • 防震技术

13. 接口类型 目前普通电脑上的硬盘在外形上都非常相似，但其数据接口和电源接口却有所不同。按数据接口的不同，可将硬盘分为IDE、SATA、SCSI和SAS硬盘。 IDE接口 SATA接口 SAS接口 SCSI接口

14. 容量 硬盘容量是表示能够存储多少数据的重要指标，通常以GB、TB为单位。目前主流的硬盘容量为160GB-2TB（1TB=1024GB）不等。由于硬盘的盘片数有限，靠增加盘片数量来扩充容量是不可行的，只有提高每张盘片的容量才能从根本上解决这个问题。现在单盘片的容量已经达到500GB甚至更高，提高单盘片的容量可以提升硬盘的数据传输速度，其记录密度同数据传输速度是成正比的，因此硬盘单盘片的容量是硬盘容量最重要的性能参数。

15. 缓存 硬盘中高速缓存的大小和速度影响着硬盘的整体性能，缓存是焊接在硬盘控制器电路板上的一块DRAM内存，其速度极快，缓存有回写式和通写式两种。早期的IDE硬盘只有128KB的缓存，甚至更小，随着硬盘缓存技术的发展，电脑对硬盘缓存的容量和速度也提出了更高的要求。目前主流SATA硬盘的缓存有8MB、16MB和32MB。

16. 转速 硬盘转速是指硬盘盘片每分钟的旋转圈数，主要由硬盘内带动盘片旋转的电脑性能所决定，单位为r/min，即转/每分钟。硬盘的转速越快，硬盘平均寻道时间和数据存取时间也就越短，其数据的传输率也越高，硬盘的整体性能也就越好。但是，硬盘转速越高，硬盘的发热量也越大，电机的耗电量也就更高，震动也越大，所以，在使用高转速硬盘时应该考虑硬盘的散热。

17. 传输速度 数据传输速度分为最大外部数据传输速度（External Transfer Rate）和最大内部数据传输速度（Internal Transfer Rate）两种。最大外部数据传输速度是指数据从电脑的内存传送至硬盘的高速缓冲区，或从硬盘的高速缓冲区传送至电脑内存的传输，以MB/s为单位；最大内部数据传输速度是指硬盘磁头从缓存中读写数据的速度。

18. 平均寻道时间 平均寻道时间（Average seek time）是指硬盘在盘面上移动磁头至指定磁道寻找目标数据所用的时间。它表现了硬盘读/写数据的能力，单位为ms。当单盘片的容量增大时，磁头的寻道动作和移动距离减少，从而使平均寻道时间减少，加快硬盘运行速度。目前市场上主流硬盘的平均寻道时间一般在9ms以内。

19. 平均等待时间和平均访问时间 平均等待时间是磁头移动至目标磁道后，等待读/写数据的时间。平均访问时间指硬盘进行读/写操作所用的时间。一般情况下，平均访问时间等于平均寻道时间和平均等待时间的总和，值越小越好。

20. 硬盘的保护技术 现在的硬盘中都采用了一些数据保护技术以保护硬盘内数据的安全，其中最常见的是S.M.A.R.T技术，该技术能使电脑自动监测硬盘，并在硬盘因剧烈震动等不良原因，可能出现硬盘损坏时，及时向用户报警以避免电脑数据受到损失。除此之外还有3D保护系统（3D Defense System）技术，它是美国希捷公司独有的一种硬盘保护技术，主要包括磁盘保护（Drive Defense）、数据保护（Data Defense）和诊断保护（Diagnostic Defense）3个方面的内容。

21. 防震技术 防震能力是指硬盘抗击外来冲击的最大限度。目前硬盘的防震技术主要有SPS防震保护技术和Shock Block防震保护技术。SPS防震保护技术主要的作用是分散外来冲击能量，尽量避免硬盘磁头和盘片之间的意外撞击，使硬盘能够承受10000N左右的意外冲击力；Shock Block防震保护技术是Maxtor公司的专利技术，其原理也是分散外来冲击能量，尽量避免磁头和盘片相互撞击，它能承受的最大冲击力可以达到15000N以上。

22. 如何选购硬盘 由于硬盘中保存了用户的大量数据，它的存取速度也影响着电脑的运行速度，因此选购一款好的硬盘非常重要。除了需要考虑硬盘的综合性能指标外，还应该注意以下一些内容。 • 容量 • 优质的售后服务 • 辨别正品硬盘

23. 容量 目前市场上销售的硬盘容量均在160GB以上，随着操作系统和应用软件的功能增强，对硬盘空间的需求也越来越大，因此，建议购买时要考虑对硬盘容量的要求，以避免使用时出现硬盘空间不足的问题。如果选择容量过大的硬盘也会造成成本上的浪费，所以选购时应该注意性价比。

24. 优质的售后服务 硬盘本身的价值并不高，硬盘内保存的数据价值往往超过了硬盘本身。市场上销售的硬盘大多都提供了一年时间的质保，也有部分硬盘厂商提供三年的质保，并且提供数据恢复服务。

25. 辨别正品硬盘 硬盘市场上存在着水货、返修和二手硬盘，这样的硬盘质量较差且无法得到正规的售后服务。正品的硬盘表面的序列号和包装盒上的序列号能完全对应，也可以拨打厂商提供的防伪验证电话进行查询。厂商在对硬盘进行维修后，会在硬盘表面进行一些标注，表明该硬盘为返修产品，通过查看盘面上的标识即可进行识别。另外，厂商不会对硬盘产品进行分区，如果新买的硬盘已经分了区，那么就是二手硬盘。

26. 案例 主流硬盘产品介绍 目前硬盘市场上主流的品牌有Seagate（希捷）、Western Digital（西部数据）、Maxtor（迈拓）和Samsung（三星）等。 • 高端硬盘 • 中端硬盘 • 低端硬盘

27. 高端硬盘 日立公司成立于1978年，是目前日本最大的电了产品生产企业之一。这里推荐日立1TB 7200转 7K1000（HCT721010SLA360）硬盘，采用5张盘片数，单碟容量200GB，Serial ATA接口，32MB缓存，7200 r/min，配备有10个磁头，平均寻道时间8.7ms，内部传输速度1070MB/s，外部传输速度300MB/s。 日立1TB 7200转 7K1000

28. 中端硬盘 Western Digital Corp是全球知名的硬盘厂商，成立于1979年。这里推荐WD鱼子酱320GB 7200转16MB（串口/KS），硬盘采用3张盘片，Serial ATA接口，拥有16MB缓存， 6个磁头，平均寻道时间8ms，内部传输速度748MB/s，外部传输速度300MB/s。 WD鱼子酱320GB 7200转 16MB

29. 低端硬盘 希捷硬盘的市场占有率较高，这里推荐希捷250G 7200.10 8M（串口/3年盒）硬盘，其单碟容量 250 GB，采用Serial ATA接口，7200r/min，拥有8MB缓存，2个磁头，平均寻道时间8.5ms，内部传输速度1030MB/s（持续72MB/s），外部传输速度300 MB/s。 希捷250G 7200.10 8M

30. 光驱 光驱是光盘驱动器的简称，目前常用的光驱大都是DVD光驱。 • 光驱的分类 • 光驱的性能指标 • 如何选购光驱 光驱外观图

31. 光驱的分类 光驱按读取光盘的种类及性能可分为DVD光驱、COMBO光驱、刻录机和蓝光光驱等几大类。 • DVD光驱 • COMBO光驱 • 刻录机 • 蓝光光驱

32. DVD光驱 DVD光驱是目前最常用的光盘驱动器，用来读取DVD光盘中的数据，而且完全兼容VCD、CD-ROM、CD-R和CD-RW等光盘，其速度为8X、16X和24X倍速等。 DVD光驱

33. COMBO光驱 COMBO（康宝）光驱是一种具有DVD光驱的读取DVD的功能，并具有CD刻录机刻录CD的功能的光驱，随着DVD刻录机的普及，COMBO光驱已经淡出市场，现在多用于低端笔记本电脑上。最新的COMBO光驱可以读取蓝光光盘，刻录DVD和CD等。 COMBO光驱

34. 刻录机 刻录机是在CD光驱基础上发展起来的光存储技术，主要包括CD刻录（包含CD-RW刻录）、DVD刻录（包含DVD-RW刻录）和Blu-ray Disk刻录（蓝光刻录）3种类型。 DVD刻录机

35. 蓝光光驱 蓝光（Blu-ray）光驱其本质上也是DVD光驱，不过，蓝光光驱是用蓝色激光读取光盘上的文件，它也是下一代DVD光驱的标准之一。由于波长越短的激光能够在单位面积上记录或读取更多的信息，因此，使用波长较短的蓝色激光的蓝光光驱极大地提高了光盘的存储容量。 蓝光光驱

36. 光驱的性能指标 光驱的主要性能指标有纠错能力、光盘读取速度、缓存、CPU占用时间和平均读取时间等。 • 纠错能力 • 光盘读取速度 • 缓存 • CPU占用时间 • 平均读取时间

37. 纠错能力 纠错能力是指光驱对一些表面已经损坏的光盘进行读取时的适应能力。使用纠错性能强的光驱，便可快速读取坏盘中的内容，如果使用纠错性能差的光驱读取这些光盘，如果不能快速读盘，光驱就会反复尝试读取光盘中的内容。

38. 光盘读取速度 光盘读取速度就是光盘驱动器的数据传输速度，早期制订的CD光驱标准把150KB/s的传输速度定为1X。随着光盘驱动器传输速度越来越快，出现了40X、50X和52X的光驱。DVD光驱的倍速和普通光驱是不同的，DVD光驱的1X约等于普通光驱的8X，现在主流DVD光驱的转倍速为16X，其数据传输速度等于150×8×16=19200（KB/s），约为18MB/s。

39. 缓存 缓存容量的大小直接影响光驱连续读取数据的性能，它们之间成正比的关系，即缓存越大，光驱连续读取数据的性能越高。一般CD光驱缓存为128KB，DVD光驱的缓存为512KB，而刻录机的缓存一般为2MB～8MB。

40. CPU占用时间 光驱工作时，会占用CPU的资源，一般称为CPU占用时间，CPU占用时间越少越好。当光驱全速运行、试图读取质量不好的光盘数据或抓取CD音轨时，CPU的占用时间会明显增加。

41. 平均读取时间 平均读取时间是指光驱的激光头定位到要读取的数据区域并开始读取数据到将数据传输至缓存所需的时间，单位是ms，它也是衡量光驱的重要指标。现在多数DVD光驱的CD平均读取时间为75ms～95ms，而DVD平均读取时间则为90ms～110ms。

42. 如何选购光驱 • 接口：目前大多数光驱采用SATA和USB接口，SATA接口的光驱属于内置式，需要安装在主机内。USB接口的光驱为外置式光储设备，应用相当灵活。 • 性能：光驱的性能包括缓存和纠错能力等，目前普通的DVD光驱一般采用容量为256KB～512KB的缓存，在同等条件下，应选择缓存较大的光驱；不同品牌和型号的光驱产品，其纠错能力会有所区别，纠错能力和使用寿命相关，所以也不能只看纠错能力，应综合考虑。 • 售后服务：各品牌保质期从1年～3年不等，在选购时可以根据各自的使用频率、损耗选择相应的保质期限。

43. 案例 主流光驱产品介绍 目前光驱的主要品牌有先锋、LG、三星、华硕、索尼、明基和飞利浦等，每种品牌的性能各有千秋。 • 高端光驱 • 主流光驱

44. 高端光驱 这里推荐华硕蓝光COMBO BC-1205PT光驱，能够读取蓝光、DVD±R/RW/CD-RW光盘，同时可刻录DVD+R/RW/DVD-R/RW/ DVD-RAM光盘。其最大DVD刻录速度12X、最大CD刻录速度32X、缓存区容量4MB、SATA接口。 华硕蓝光COMBO BC-1205PT

45. 主流光驱 明基DD185G DVD光驱属于内置式SATA接口，DVD±R最大读取倍速18X，DVD+R DL最大读取倍速8X，DVD-R DL最大读取倍速8X，DVD-RW最大读取倍速12X，DVD+RW最大读取倍速12X，CD-ROM读取倍速50X，缓存区容量198KB。 明基DD185G

46. 刻录机 刻录机也属于光驱的一种，它不仅可以读取光盘中的数据还可以向光盘中添加数据，制作出相应的数据光盘或影视多媒体光盘。 • 刻录机的性能指标 • 如何选购刻录机

47. 刻录机的性能指标 刻录机的性能指标除了具有普通光驱的指标外，还有以下几个重要指标。 • 刻录技术 • 支持的盘片标准 • 缓存 • 其他

48. 刻录技术 刻录技术分为一次性刻录和可反复刻录两种，一般情况下，刻录光盘和光驱型号后带有R标记表示一次性刻录；带有RW标记表示可反复刻录。

49. 支持的盘片标准 盘片标准指该刻录机所能读取或刻录的盘片规格，从光存储产品出现至今，存在众多标准的盘片，不同标准的盘片在性能、功能方面都各有差异。目前的光存储产品都支持较多标准的盘片，都能顺利地读取出其中的数据信息。

50. 缓存 缓存是衡量刻录机性能的重要指标之一，刻录时数据必须先写入缓存，刻录软件再从缓存区调用要刻录的数据，在刻录的同时，后续数据再写入缓存中，以保证要写入数据良好的顺序和连续传输。系统在传输数据到缓存的过程中，不可避免地会发生传输的停顿，如果这种停顿状态持续一段时间，就会导致缓存内的数据被全部输出，而得不到输入，此时就会造成缓存欠载错误，导致刻录光盘失败从而产生废盘。