第5章其他存储设备.docx
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第5章其他存储设备
第5章其他存储设备
一．硬盘
1硬盘概述
1>IDE硬盘
IDE（IntegratedDriveElectronics）即“电子集成驱动器”，又称为ATBUS接口，多用于3.5英寸硬盘，如图所示为一款IDE接口的硬盘。
计算机中主要采用的接口方式为EIDE接口（EnhancedIDE，增强型IDE接口），这是在IDE接口基础上升级而来的。
IDE硬盘的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。
2>SATA硬盘
SATA（SerialATA）接口的硬盘又叫串口硬盘，是目前比较流行的硬盘接口，如图所示。
使用其专用的SATA数据线，SATA接口能得到比IDE接口更快的数据传输速度，而且还能像U盘一样支持热插拔。
串口硬盘是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型，它由于采用串行方式传输数据而得名。
3>SCSI硬盘
SCSI（SmallComputerSystemInterface）即小型计算机系统接口，它是一种多用途的输入/输出接口，除用于磁盘外，还广泛用于光盘驱动器、磁带机、扫描仪和打印机等设备。
一条SCSI总线最多可以连接8台设备，为了区分各台设备，每台设备都拥有一个ID号（0～7），因此，SCSI硬盘适用于多用户、多任务处理，具有较高的数据传送速率。
4>光纤通道硬盘
和SCSI接口一样，如图所示为光纤通道硬盘。
光纤通道最初也不是为硬盘设计开发的接口技术，它是专门为网络系统设计的，但随着存储系统对速度的需求，光纤通道逐渐应用到硬盘系统中。
2硬盘的工作模式
1>LARGE
LARGE模式即超大规模管理模式，它将柱面数除以2，而把磁头数乘以2，保持总容量不变。
这种模式通常在硬盘的柱面超过1 024而又不被LBA支持时才使用。
2>LBA
LBA（LogicalBlockAddressing，逻辑块寻址模式）模式所管理的硬盘空间突破了528MB的瓶颈。
在LBA模式下设置的柱面、磁头以及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、磁头以及扇区等参数确定的逻辑地址转换为实际硬盘的物理地址。
该模式支持的硬盘参数为：
最大柱面数为1 024，最大磁头数为255，最大扇区数为63，每扇区字节数为512，由此计算出可访问的硬盘容量为512×63×255×1 024 = 8.4GB。
3>NORMAL
NORMAL是硬盘最早的IDE模式，被称为“硬盘的普通模式”。
在此方式下对硬盘进行访问时，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1 024，最大磁头数为16，最大扇区数为63，每扇区字节数为512。
因此NORMAL模式支持的最大硬盘容量为512×63×16×1 024 = 528MB。
在此模式下即使硬盘的实际物理容量再大，可访问的硬盘空间也只能是528MB。
3硬盘的性能指标
1>硬盘容量
容量是表示硬盘能够存储多少数据的一项重要指标，通常以GB（1GB = 1 024MB）为单位。
目前主流的硬盘容量为160GB～500GB，容量为1TB（1TB = 1 024GB）的硬盘也已上市了。
由于硬盘的盘片数是有限的，靠增加盘片扩充容量满足不断增长的存储容量的需求是不可行的，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200GB。
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率是成正比的，因此硬盘单盘片的容量才是硬盘容量最重要的性能参数。
2>硬盘转速
硬盘转速是指硬盘盘片每分钟的旋转圈数，这主要由硬盘内带动盘片旋转的高速马达的性能所决定。
硬盘转动的速度在很大程度上决定了硬盘读写数据的速度。
从理论上讲，硬盘的转速越快越好，因为较高的硬盘转速可以极大地缩短硬盘的平均寻道时间和实际读写时间。
目前大多数台式计算机硬盘的转速为每分钟7 200转～10 000转。
3．硬盘缓存
硬盘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，计算机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2MB和8MB两种，有的甚至达到16MB。
由于高速缓存的大小和速度影响着硬盘的整体性能，因此在选择硬盘时，应尽量选择缓存较大的硬盘。
4>数据传输率
数据传输率分为外部传输率（ExternalTransferRate）和内部传输率（InternalTransferRate）。
外部数据传输率是指硬盘的缓存与系统主存之间交换数据的速度，内部数据传输率是指硬盘磁头从缓存中读写数据的速度，它们的单位为均MB/s。
在理论上最大外部数据传输率可以达到320MB/s，但是该数值在一定程度上被硬盘内部传输率所限制。
5>平均寻道时间
平均寻道时间是硬盘磁头在盘片上移动到指定磁道寻找相应目标数据所用的时间，它表现了硬盘读/写数据的能力，单位为毫秒（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，加快了硬盘的运行速度。
目前市场上主流硬盘的平均寻道时间一般在9ms以下。
6>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的读/写操作所用的时间。
平均访问时间等于平均寻道时间和平均等待时间之和，它的值越小越好。
7>硬盘的保护技术
目前主流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。
该技术能使计算机自动监测硬盘，并在硬盘因剧烈震动等不良情况下可能出现硬盘损坏时，及时向用户报警以避免数据受损。
8>防震技术
防震能力是指硬盘抵抗外来冲击的最大限度。
目前的防震技术主要有SPS防震保护系统和ShockBlock防震保护系统。
其中SPS防震保护系统的设计思路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；ShockBlock防震保护系统是Maxtor公司的专利技术，但其设计思路与SPS技术有异曲同工之妙，也是分散外来的冲击能量，尽量避免磁头和盘片相互撞击。
使用这种技术的硬盘能承受更大的冲击。
9>连续无故障时间
连续无故障时间指硬盘从第一次运行开始到出现故障时的总计工作时间，一般至少在30 000或40 000小时以上，性能好的硬盘甚至可以达到50 000小时以上。
4选购硬盘
1>硬盘的容量
硬盘的容量是用户首要考虑的因素，目前市场上销售最多的硬盘容量均在80GB以上。
随着操作系统和应用软件体积越来越大，数据也越来越多，因此要求硬盘的容量也就越大。
建议购买时最好选择容量在160GB以上的硬盘，以避免以后出现硬盘空间不足的问题。
2>硬盘的缓存
硬盘缓存的作用类似于CPU的缓存，是硬盘与外部总线交换数据的场所。
缓存的大小对硬盘的数据传输速度有一定的影响，缓存越大，硬盘连续读写速度也越快。
目前台式计算机中，主流硬盘的缓存主要有8MB和16MB两种。
3>硬盘表面温度
硬盘表面温度是指硬盘工作时产生的热量使硬盘密封壳温度上升的情况。
由于硬盘在工作时将产生大量的热量，导致硬盘温度升高，而温度过高将影响薄膜式磁头（包括MR磁头）的数据读取灵敏度，因此硬盘工作表面温度较低的硬盘具有更好的数据读/写稳定性。
4>硬盘的售后服务
硬盘本身的价值并不高，但是硬盘内保存的数据价值往往超过了硬盘本身。
市场上销售的硬盘一般都提供了一年的质保，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。
因此，在选购硬盘时，建议选购三年质保的硬盘。
5.硬盘的故障分析
1>添加硬盘后盘符改变
故障表现：
在新购买的硬盘连接到计算机上后，发现该硬盘的主分区排在原硬盘的主分区后（即D盘），而其他分区排在了原硬盘的其他分区后。
这种排列导致原先安装在工具盘上的软件不能使用，且排列顺序不美观。
解决方法：
出现这种现象的原因是新硬盘的主分区被激活的缘故，此时可将新硬盘重新分区，并且分区后不激活主引导分区。
2>硬盘可用空间急剧减少
故障表现：
硬盘的可用空间在使用过程中急剧减少。
产生这种故障的原因可能有两种，一是硬盘分区内有坏块或坏道，使硬盘可用空间降低；另外就是硬盘中有容量很大的文件丢失，但却没有释放占有的磁盘空间。
解决方法：
使用Windows操作系统自带的磁盘扫描程序对硬盘进行检测，一般就可以找回丢失的磁盘空间。
3>硬盘出现坏道
故障表现：
在打开某些文件或文件夹时计算机就会死机，并且机箱上的硬盘指示灯一直亮着。
解决方法：
先用杀毒软件进行杀毒，但在扫描到这些文件时也出现死机现象，由此可判断是硬盘中可能出现逻辑坏道。
重启计算机后，打开“我的电脑”窗口，在出现硬盘坏道的分区上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“属性”命令。
在随后打开的对话框中单击“工具”选项卡，在“查错”栏中单击“开始检查”按钮，在打开的对话框中选中“自动修复文件系统错误”和“扫描并试图恢复坏扇区”复选框，如图所示，再单击“开始”按钮即可开始修复操作。
如故障仍未解决，说明该分区出现的坏道属于物理坏道，那就需要使用分区软件PartitionMagic将这些坏道单独分为一个区并屏蔽，再将剩余的磁盘空间重新分区后，硬盘就可以正常使用了。
二.光驱
1光驱概述
1>光驱的结构
光驱的正面有一些按钮和部件，包括弹出与插入按钮、CD播放按钮、光盘托盘、紧急弹出孔、音量调节钮以及音频输出口。
2>光驱的种类
（1）CD-ROM驱动器用于读取CD、VCD等类型的光盘，其数据传输速度多数为52倍速，平均寻道时间在100ms以下。
CD-ROM所支持的光盘类型从最初的CD-DA发展到支持所有符合ISO9660格式的光盘，如CD-ROM、CD-I、VideoCD、CD-DA、Photo-CD、Kodak-CD、CD-R和CD-RW等。
CD-ROM驱动器的接口类型包括SCSI和Enhanced-IDE，除此之外还可以支持Ultra-DMA33接口。
（2）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。
其最高容量可达到17GB，目前它的主流转速为16倍速。
（3）刻录光驱是在CD-ROM基础上发展起来的光存储技术。
主要有CD-RW和DVD-RW两种。
其中CD-RW刻录光驱不仅是一种只读光盘驱动器，而且还能将数据以CD-ROM的格式刻录到光盘上，具有比CD光驱更强大的功能；而DVD-RW刻录光驱综合了前面几种光驱的性能，不仅能读取DVD、VCD和CD格式的光盘，还能将数据以DVD-ROM格式或CD-ROM格式刻录到光盘上。
（4）蓝光（Blu-ray）光驱本质上也算是DVD光驱，如图5-8所示。
不过，蓝光光驱是用蓝色激光读取光盘上的数据，它也是下一代DVD光驱的标准之一，因此这里将其单独作为一种光驱类型。
（5）HD-DVD光驱就是另一种下一代DVD光驱的标准，如图5-9所示。
它也是用蓝色激光读取光盘上的文件，尽管在HD-DVD光盘中数据密度得到了大幅的提升，但其结构和当前使用的DVD光驱还是非常相似的。
3>光驱的性能指标
（1）数据传输率通常以光驱的“倍速”来表示，它是光驱最基本的性能指标，指光驱每秒能读取的最大数据量。
最早的光驱数据传输率只有150KB/s，这就是单倍速光驱。
现在的光驱便是以该基准来衡量的，如传输率为600Kbit/s的光驱被称为四倍速光驱。
现在市面上主流光驱已经达到50倍速甚至52倍速以上，其传输率为7500Kbit/s或7800Kbit/s。
（2）平均寻道时间又称平均访问时间，它是指光驱的激光头从初始位置移到指定数据扇区，并把该扇区上的第一块数据读入高速缓存所用的时间。
目前普通光驱的寻道时间在80ms～90ms之间。
（3）目前光驱的传输模式几乎都是UDMA模式，可通过Windows操作系统中的设备管理器将DMA打开，以提高光驱的性能。
（4）缓存容量越大，光驱连续读取数据的性能越好。
目前一般的CD-ROM缓存为128KB，DVD-ROM的缓存为512KB，刻录机的缓存普遍为2MB，有些甚至达到了8MB。
（5）纠错能力是指光驱对质量不好的光盘或光盘表面的划痕的纠错能力，纠错能力越好，读取光盘的能力就越强。
（6）CPU占用时间指光驱工作时占用的CPU资源。
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。
2选购光驱
1>光驱的接口类型
目前市面上的光驱所使用的接口与硬盘的接口是基本相同的，即也具有ATA接口和SATA接口两种。
虽然目前大多数光驱还是采用ATA接口，但按照光驱未来的发展趋势来看，SATA接口的光驱必定会取代ATA接口的光驱，因此在选购光驱时最好选择SATA接口。
2>缓存
在刻录光盘时，数据必须先写入缓存，然后刻录软件再从缓存中调用要刻录的数据。
在刻录的同时，后续的数据需要不停地写入缓存，如果没有及时写入缓存，就可能导致刻录失败。
因此，缓存的容量越大，刻录的成功率就越高。
3>速度
在选购光驱时，首先要考虑的就是光驱的传输速度。
目前衡量光驱速度的重要指标是倍速，CD-ROM光驱1X倍速时的传输速度为150KB/s。
目前常用的CD-ROM光驱在读取CD-ROM光盘时的倍速一般为32X、40X或52X倍速。
当其倍速为52X时，它的传输速度为：
150×52 = 7 800KB/s。
而DVD-ROM的1X倍速为1 358KB/s，普通DVD-ROM的倍速一般为16X，其传输速度为：
1 358×16≈21.7MB/s。
4>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。
纠错能力强的光驱能很容易地跳过一些坏的数据区，而纠错能力差的光驱在读取这些区域时会感觉非常吃力，容易导致系统发生停止响应、死机等情况。
5>支持的刻录格式
支持的刻录格式越多越好，现在的DVD刻录机除了支持普通刻录机支持的刻录格式外，还支持DVD-R、DVD+R、DVD-RW等格式的刻录光盘。
3光驱的故障分析
1>光驱数据线接触不良导致检测不到光驱
故障表现：
启动计算机后，在“我的电脑”中没有光驱图标，而且进入BIOS后也没有任何的光存储设备可用。
解决方法：
此故障可能是由于光驱数据线接头松动或损坏造成的，此时可打开机箱重新插拔光驱的数据线，故障即可解决。
若是光驱数据线接头损坏，则只能将其更换掉或购置新光驱。
2>光盘质量不好导致光驱无法正常读取其内容
故障表现：
将某张光盘放入到光驱后，光驱无法正确的读取光盘中的数据，系统提示光驱未就绪或光驱内无盘。
解决方法：
更换另一张光盘，发现光驱能够读取其内容，由此可断定是光盘的质量不高所致。
3>电源功率不足导致使用光驱故障
故障表现：
经常出现在使用光驱时计算机自动重启的情况。
解决方法：
先检查所使用的光驱和光盘是否有质量问题。
确定没有问题后检查发现是因为该计算机已经使用了很长一段时间，许多部件都出现了老化的迹象，特别是安装电源的位置，最近变得很烫，由此可判断是电源功率不足导致在读取光盘时计算机自动重启，更换一个电源后故障排除。
三．移动存储设备
1U盘
U盘又叫闪存盘，是一种以半导体芯片作为存储介质的数据存储设备，如图所示。
其特点是读写速度快、可重复读写、容量大、且采用USB接口以及支持即插即用等。
目前常见的U盘按其容量可分为512MB、1GB和2GB等。
2数据存储卡和读卡器
数据存储卡是一种专门用于数码产品上的存储设备，主要应用在数码相机、MP3播放器、掌上计算机（PDA）和手机等设备中，它能对这些数码产品本身有限的存储能力进行扩展。
根据不同的生产厂商和不同的应用，闪存卡大概有SM卡（SmartMedia）、CF卡（CompactFlash）、MMC卡（MultiMediaCard）、SD卡（SecureDigital）、记忆棒（MemoryStick）和XD卡（XD-PictureCard）等，如图所示分别为SD卡、CF卡和MMC卡。
不同存储卡间由于外形和接口的差异，通常是不能相互交替使用的。
闪存卡类型较多，为了便于统一使用，产生了多合一读卡器，如图所示。
读卡器的体积一般都不大，分为内置和外置两种。
外置闪存卡便于携带，一般使用USB接口。
读卡器对计算机来说类似一个USB的软驱，它的实际作用也比较类似，只是读取的不是软盘，而是各种闪存卡。
3移动硬盘
移动硬盘是一种采用硬盘工作方式的移动存储设备，如图所示为一款移动硬盘。
它使用可高速旋转的盘片作为存储介质，在工作时使用USB接口进行供电并传输数据，这使其具有容量大、读写速度快、支持热插拔等优点。
目前常见的移动硬盘存储容量有40GB、80GB、100GB和120GB等。
4选购移动存储设备
1>容量
存储器的容量是很多读者关注的首要因素。
随着软件功能的增加，其所占用的硬盘空间也在随着增加。
因此，存储器的容量越大越好。
2>速度
移动硬盘和USB闪存盘都使用USB接口，在USB2.0标准下，它们的传输速度相差不大。
而闪存卡的速度则不尽相同，CF卡最快，SD卡次之，MMC最慢。
3>数据可靠性
数据的可靠性一直是移动存储用户最为关心的问题，也是衡量该类产品性能好坏的一个重要指标。
移动硬盘以高速、大容量、轻巧便捷等优点赢得了许多用户的青睐，而它更大的优点还在于其存储数据的安全可靠性。
它与笔记本计算机硬盘的结构类似，多采用硅氧盘片为材料的磁盘驱动器，以更加平滑的盘面为特征，有效地降低了可能影响数据可靠性和完整性的不规则盘面的数量，更高的盘面硬度使USB硬盘具有很高的可靠性。
4>辨别真伪
（1）辨别MMC卡真伪。
辨别MMC卡的真伪可以从以下3个方面着手。
①在外观方面：
正品表面印刷的图案、文字色泽鲜亮，而假冒产品颜色黯淡，文字往往不是很清晰；另外，在正品的底边还刻有一串产品编号，而假冒产品是没有的。
②激光防伪标签：
所有正品上都贴有激光防伪标签。
真的激光防伪标签上面有“PQI”字样，而假冒产品没有。
③800电码防伪系统：
在正品的包装内都有一张服务卡，背面有刮开可见的800电话防伪编码。
用户只要拨打800免费查询电话，输入卡上的防伪编码，即可辨明产品真伪。
（2）辨别SD卡真伪。
辨别SD卡的真伪可从以下3个方面着手。
①看存储卡本身：
正品存储卡都在正面贴有激光变彩标签。
②包装：
国内代理的行货正品卡均采用了塑料封装的包装形式，但是其右下方的“5年保证”字样改为了图形标识的5年质保。
③防伪编号：
可以从SD卡底部是否有缺口来进行最简单识别。
正品SD卡背面产地上方的编号是唯一的，并可通过800电话查询真伪。
5移动存储设备的故障分析
1>插拔时因操作不当而使U盘损坏
故障表现：
在拔掉U盘后，再次将其插入使用时，计算机弹出提示U盘无法使用的信息。
解决方法：
这是由于没有先在操作系统中安全卸载U盘，而直接拔掉U盘所致，对U盘进行格式化后，故障即可排除。
2>供电不足导致无法使用移动硬盘
故障表现：
在将移动硬盘通过数据线连接到计算机的USB接口后，计算机能识别到移动硬盘，但却不能读取和写入数据。
解决方法：
目前大多数移动硬盘所配置的数据线都有两个连接计算机USB接口的插头，只需在使用时同时将这两个插头连接到计算机上，即可确保移动硬盘正常使用。
3>连接U盘后导致计算机不能正常启动
故障表现：
在计算机上先插入U盘后开机启动，主机工作正常，但是通过自检后在屏幕的左上角只有一个光标在不停地闪烁，始终不能进入系统。
解决方法：
这是由于计算机不支持U盘引导而引起的，只需将U盘拔下，让计算机进入系统后再连接上U盘即可。
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