计算机基础5外部存储器
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❖ 液态轴承马达以解决了滚珠轴承马达上的问 题同时还有很好的抗震能力，使硬盘寿命延 长。
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五 外部存储器
❖ ⑷ 前置控制电路
❖ 前置控制电路控制磁头感应的信号、主轴电 机调速、磁头驱动和伺服定位等。
❖ 由于磁头读取的信号微弱，所以，将放大电 路密封在腔体内可减少外来信号的干扰和提 高操作指令的准确性。
❖ 硬盘由多个盘片组成，单片分别有0面和1面；盘片 上的每一个同心圆为一个磁道，最外面为0道；每 一个磁道又分为多个扇区，每个扇区都是512字节； 每个盘片的相同磁道形成柱面。磁头静止不动的地 方称为“着陆区”；硬盘的容量一般表示为：面数 ×每面磁道数×每磁道扇区数×每扇区字节数
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五 外部存储器
❖ ⑵ 数据接口：数据接口是硬盘数据和主板控制器之间进行数 据传输交换的纽带，根据连接方式的差异，分为IDE接口、 SCSI接口和SATA接口。
❖ ⑶ 跳线插针：在硬盘电源接口旁有一个8针或9针的跳线， 是用来设置硬盘的主从。主要应用于IDE接口硬盘。
❖ ⑷ 密封式金属外壳：主要是为了防止灰尘进入硬盘内。
5 外部存储器
许文杰
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五 外部存储器
本章要点
❖ 计算机硬盘的结构 ❖ 计算机硬盘的性能指标 ❖ 光驱的工作原理、内部结构和维护 ❖ DVD的优点及分类 ❖ CD-RW的选购及软驱的种类
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五 外部存储器
❖ 计算机的磁存储设备主要有软盘系统、光盘 系统和硬盘系统等，是目前计算机上配置的 最重要的外部存储器，特别是硬盘，具有容 量大、数据存取速度快等特点，是各种计算 机保存程序、数据的必不可少的存储设备。 外部存储器的作用是长时间保护或永久保存 数据。
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五 外部存储器
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五 外部存储器
5.1.3 硬盘的性能指标
1、硬盘的转速
❖ 转速是指硬盘碟片转动的速度，其单位为r/min(转/ 分钟)
❖ 硬盘的马达直接快定了硬盘的转速。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。但 是，硬盘的高转速给硬盘的负面影响就是转速越快， 硬盘表面的发热量越大，如果再加上机箱散热不佳 和其它周边散热过多的原因，很可能造成机器运行 不稳定。
部密封在铁皮盒子中，因此它在出厂之前其容量就已经 固定了。 ❖ 由于硬盘密封在金属盒中，防潮、防霉、防灰尘性能好， 如果使用得当，硬盘上的数据可保存数年之久。
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五 外部存储器
5.1.1 硬盘使用技术
❖ 1956 年，美国IBM 公司制造出世界上第一块 容量为5MB 的硬盘（IBM 350 RAMAC）， 共使用了50 个直径 为24 英寸的磁盘。
5、数据传输率
❖ 单位为MB/s(兆字节每秒，又称MBPS)或Mbits/s(兆位 每秒，又称Mbps)。DTR分为最大(Maximum)与持续 (Sustained)两个指标，根据数据交接方的不同又分外部 与内部数据传输率。内部DTR是指磁头与缓冲区之间的 数据传输率，外部DTR是指缓冲区与主机(即内存)之间 的数据传输率。
柱面
0柱 面
1柱 面
2柱 面
0号 读 写 头
扇区
1号 读 写 头 2号 读 写 头
3号 读 写 头
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0面 1面
2面 3面
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五 外部存储器
❖ 主轴组件包括轴瓦和驱动电机等。驱动电机 又可分为滚珠轴承电机和液态轴承电机两种。
❖ 滚珠轴承马达工作时温度高，噪声大，磨损 严重，转速相对较慢，但价格较低。
❖ 1968年由IBwk.baidu.com 公司提出“温彻斯特”技术。
❖ 1973年IBM公司制造出第一台采用“温彻斯 特”技术的硬盘，容量为640MB。
❖ “温彻斯特”技术是指硬盘内部是真空的、 磁头悬浮、密封高速旋转、磁头沿盘片径向 移动。
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五 外部存储器
5.1.2 硬盘的结构
1、硬盘的外部结构
❖ ⑴ 电源接口：电源接口与主机电源相连，作用是为硬盘正常 工作提供电力保证。
❖ ⑸ 逻辑电路板：安装在盘体的下方，上面裸露着控制芯片、 电阻等电子元件，有利于散热。散热对硬盘的稳定运行非常 重要。
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五 外部存储器
数据线
电源线
数源线
跳线
电源线
SCSI接口
左上图为SATA接口硬盘，右上整理图p为ptIDE接口硬盘，下图为SCSI接口硬盘
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五 外部存储器
酷鱼120G
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五 外部存储器
5.1 外部存储器
❖ 硬盘存储器简称硬盘，是微机中广泛使用的外部存储设 备。
❖ 它具有比软盘大得多的存储容量和快得多的存取速度。 ❖ 硬盘的盘片在驱动器内部，不可拿出 ❖ 硬盘一般都安装在主机箱内部，用户无法从外观上看到。 ❖ 硬盘的生产过程是在无尘工厂中进行的，磁盘和磁头全
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五 外部存储器
2．平均寻道时间
❖ 平均寻道时间是指硬盘磁头移动到数据所在 磁道时所用的时间，单位为毫秒(ms)。
3．平均潜伏期
❖ 平均潜伏期是指当磁头移动到数据所在的磁 道后，等待所要的数据继续转动到磁头下的 时间，单位为ms
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五 外部存储器
4、 平均访问时间
❖ 又称平均存取时间，是指从读/写指令发出到第一笔数 据读/写时所用的平均时间，包括了平均寻道时间、平 均潜伏期与相关的内务操作时间（如指令处理）。
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五 外部存储器
2、硬盘的内部结构
空气过滤片
❖ 硬盘的内部结构由磁头
磁盘
组件、磁头驱动机构、
主轴
盘片及主轴驱动机构、
前置读写控制电路等几
磁头
大部分组成，而磁头组 音圈马达
件是构成硬盘的核心，
磁头臂
封装在硬盘的净化腔体
内。
永磁铁
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五 外部存储器
❖ ⑴ 磁头组件
❖ 浮动磁头组件由读写磁头、传动手臂、传动轴三部 分组成。当加电后磁头与磁盘表面之间有0.1～ 0.3um的间隙，这样可以获得很好的数据传输率。
音圈电机
读写磁头 传动杆
传动轴
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五 外部存储器
❖ ⑵ 磁头驱动机构 ❖ 磁头驱动机构由音圈电机和磁头驱动小车组
成，新型大容量硬盘还具有高效的防震动机 构。
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五 外部存储器
❖ ⑶ 盘片和主轴组件
❖ 盘片是硬盘存储数据的载体，现在的盘片大都采用 金属薄膜磁盘，这种金属薄膜磁盘具有更高的记录 密度。
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五 外部存储器
❖ ⑷ 前置控制电路
❖ 前置控制电路控制磁头感应的信号、主轴电 机调速、磁头驱动和伺服定位等。
❖ 由于磁头读取的信号微弱，所以，将放大电 路密封在腔体内可减少外来信号的干扰和提 高操作指令的准确性。
❖ 硬盘由多个盘片组成，单片分别有0面和1面；盘片 上的每一个同心圆为一个磁道，最外面为0道；每 一个磁道又分为多个扇区，每个扇区都是512字节； 每个盘片的相同磁道形成柱面。磁头静止不动的地 方称为“着陆区”；硬盘的容量一般表示为：面数 ×每面磁道数×每磁道扇区数×每扇区字节数
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五 外部存储器
❖ ⑵ 数据接口：数据接口是硬盘数据和主板控制器之间进行数 据传输交换的纽带，根据连接方式的差异，分为IDE接口、 SCSI接口和SATA接口。
❖ ⑶ 跳线插针：在硬盘电源接口旁有一个8针或9针的跳线， 是用来设置硬盘的主从。主要应用于IDE接口硬盘。
❖ ⑷ 密封式金属外壳：主要是为了防止灰尘进入硬盘内。
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许文杰
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本章要点
❖ 计算机硬盘的结构 ❖ 计算机硬盘的性能指标 ❖ 光驱的工作原理、内部结构和维护 ❖ DVD的优点及分类 ❖ CD-RW的选购及软驱的种类
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❖ 计算机的磁存储设备主要有软盘系统、光盘 系统和硬盘系统等，是目前计算机上配置的 最重要的外部存储器，特别是硬盘，具有容 量大、数据存取速度快等特点，是各种计算 机保存程序、数据的必不可少的存储设备。 外部存储器的作用是长时间保护或永久保存 数据。
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5.1.3 硬盘的性能指标
1、硬盘的转速
❖ 转速是指硬盘碟片转动的速度，其单位为r/min(转/ 分钟)
❖ 硬盘的马达直接快定了硬盘的转速。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。但 是，硬盘的高转速给硬盘的负面影响就是转速越快， 硬盘表面的发热量越大，如果再加上机箱散热不佳 和其它周边散热过多的原因，很可能造成机器运行 不稳定。
部密封在铁皮盒子中，因此它在出厂之前其容量就已经 固定了。 ❖ 由于硬盘密封在金属盒中，防潮、防霉、防灰尘性能好， 如果使用得当，硬盘上的数据可保存数年之久。
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5.1.1 硬盘使用技术
❖ 1956 年，美国IBM 公司制造出世界上第一块 容量为5MB 的硬盘（IBM 350 RAMAC）， 共使用了50 个直径 为24 英寸的磁盘。
5、数据传输率
❖ 单位为MB/s(兆字节每秒，又称MBPS)或Mbits/s(兆位 每秒，又称Mbps)。DTR分为最大(Maximum)与持续 (Sustained)两个指标，根据数据交接方的不同又分外部 与内部数据传输率。内部DTR是指磁头与缓冲区之间的 数据传输率，外部DTR是指缓冲区与主机(即内存)之间 的数据传输率。
柱面
0柱 面
1柱 面
2柱 面
0号 读 写 头
扇区
1号 读 写 头 2号 读 写 头
3号 读 写 头
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0面 1面
2面 3面
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五 外部存储器
❖ 主轴组件包括轴瓦和驱动电机等。驱动电机 又可分为滚珠轴承电机和液态轴承电机两种。
❖ 滚珠轴承马达工作时温度高，噪声大，磨损 严重，转速相对较慢，但价格较低。
❖ 1968年由IBwk.baidu.com 公司提出“温彻斯特”技术。
❖ 1973年IBM公司制造出第一台采用“温彻斯 特”技术的硬盘，容量为640MB。
❖ “温彻斯特”技术是指硬盘内部是真空的、 磁头悬浮、密封高速旋转、磁头沿盘片径向 移动。
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5.1.2 硬盘的结构
1、硬盘的外部结构
❖ ⑴ 电源接口：电源接口与主机电源相连，作用是为硬盘正常 工作提供电力保证。
❖ ⑸ 逻辑电路板：安装在盘体的下方，上面裸露着控制芯片、 电阻等电子元件，有利于散热。散热对硬盘的稳定运行非常 重要。
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五 外部存储器
数据线
电源线
数源线
跳线
电源线
SCSI接口
左上图为SATA接口硬盘，右上整理图p为ptIDE接口硬盘，下图为SCSI接口硬盘
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5.1 外部存储器
❖ 硬盘存储器简称硬盘，是微机中广泛使用的外部存储设 备。
❖ 它具有比软盘大得多的存储容量和快得多的存取速度。 ❖ 硬盘的盘片在驱动器内部，不可拿出 ❖ 硬盘一般都安装在主机箱内部，用户无法从外观上看到。 ❖ 硬盘的生产过程是在无尘工厂中进行的，磁盘和磁头全
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五 外部存储器
2．平均寻道时间
❖ 平均寻道时间是指硬盘磁头移动到数据所在 磁道时所用的时间，单位为毫秒(ms)。
3．平均潜伏期
❖ 平均潜伏期是指当磁头移动到数据所在的磁 道后，等待所要的数据继续转动到磁头下的 时间，单位为ms
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4、 平均访问时间
❖ 又称平均存取时间，是指从读/写指令发出到第一笔数 据读/写时所用的平均时间，包括了平均寻道时间、平 均潜伏期与相关的内务操作时间（如指令处理）。
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2、硬盘的内部结构
空气过滤片
❖ 硬盘的内部结构由磁头
磁盘
组件、磁头驱动机构、
主轴
盘片及主轴驱动机构、
前置读写控制电路等几
磁头
大部分组成，而磁头组 音圈马达
件是构成硬盘的核心，
磁头臂
封装在硬盘的净化腔体
内。
永磁铁
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五 外部存储器
❖ ⑴ 磁头组件
❖ 浮动磁头组件由读写磁头、传动手臂、传动轴三部 分组成。当加电后磁头与磁盘表面之间有0.1～ 0.3um的间隙，这样可以获得很好的数据传输率。
音圈电机
读写磁头 传动杆
传动轴
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❖ ⑵ 磁头驱动机构 ❖ 磁头驱动机构由音圈电机和磁头驱动小车组
成，新型大容量硬盘还具有高效的防震动机 构。
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五 外部存储器
❖ ⑶ 盘片和主轴组件
❖ 盘片是硬盘存储数据的载体，现在的盘片大都采用 金属薄膜磁盘，这种金属薄膜磁盘具有更高的记录 密度。