（中職）計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)第3章 外部存儲(chǔ)設(shè)備教學(xué)課件

1、正版可修改PPT課件（中職）計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)第3章 外部存儲(chǔ)設(shè)備教學(xué)課件計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)第3章 外部存儲(chǔ)設(shè)備結(jié)構(gòu)完整 內(nèi)容嚴(yán)謹(jǐn) 實(shí)用專業(yè)3.1 硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器3.1.1 硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的分類(lèi)目前，微機(jī)的硬盤(pán)可按接口類(lèi)型、存儲(chǔ)技術(shù)、盤(pán)徑尺寸等進(jìn)行分類(lèi)。1按接口類(lèi)型分類(lèi)（1）IDE接口的硬盤(pán)IDE是智能驅(qū)動(dòng)設(shè)備（Intelligent Drive Electronics）或集成驅(qū)動(dòng)設(shè)備（Integrated Drive Electronics）的縮寫(xiě)。（2）Serial ATA接口的硬盤(pán)現(xiàn)在主流的硬盤(pán)接口是Serial ATA（簡(jiǎn)稱SATA）標(biāo)準(zhǔn)。SATA 1.0數(shù)據(jù)傳輸速率的有效帶寬峰值為150 MB/

2、s。SATA 2.0（SATA II）或2.5標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳輸速率為300 MB/s，SATA 3.0（SATA III）標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳輸速率為600 MB/s。（3）SATA Express（SATA-E）接口的硬盤(pán)SATA 3.0接口技術(shù)規(guī)范規(guī)定的帶寬極限為6Gb/s，也就是每秒傳輸600MB左右的數(shù)據(jù)，但是最新的固態(tài)硬盤(pán)的速度已經(jīng)達(dá)到了1300MB/s，現(xiàn)有的SATA接口已經(jīng)無(wú)法滿足設(shè)備需求。為此，SATA-IO組織于2011年底公布了新的SATA連接標(biāo)準(zhǔn)SATA Express，并于2013年批準(zhǔn)。SATA Express使用兩個(gè)PCIE 2.0通道，提供高達(dá)10Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速度

3、。（4）mSATA接口的固態(tài)硬盤(pán)筆記本電腦、超極本常用mSATA接口的固態(tài)硬盤(pán)，如圖3-4所示。有些主板也提供了一個(gè)mSATA接口，可以把mSATA接口的固態(tài)硬盤(pán)（SSD）接駁在mSATA接口上。（5）M.2接口(NGFF接口)在Intel 9系列以后的主板上，提供了M.2接口。M.2接口有兩種類(lèi)型：Socket 2和Socket 3，其中Socket 2支持SATA、PCI-E x2通道。如果采用PCI-E x2通道標(biāo)準(zhǔn)，M.2接口帶寬與SATA Express一樣是10Gbps。Socket 3可支持PCI-E x4通道，理論帶寬可達(dá)32Gbps。但該M.2接口與上層SATA-E接口共享總

4、線，所以二者只能同時(shí)用一個(gè)。M.2接口的固態(tài)硬盤(pán)如圖3-5所示。（6）PCIe接口的硬盤(pán)PCIe接口的固態(tài)硬盤(pán)有PCIe接口（X1、X4等通道）和M ini PCIe接口（X1通道），外觀如圖3-6所示。（7）其他接口的硬盤(pán)除上面介紹的硬盤(pán)接口外，還有SCSI接口、無(wú)線、網(wǎng)絡(luò)接口的硬盤(pán)。2按存儲(chǔ)技術(shù)分類(lèi)（1）機(jī)械硬盤(pán)機(jī)械硬盤(pán)采用IBM公司的溫徹斯特（Winchester）技術(shù)，主要是由一個(gè)或者多個(gè)鋁制或玻璃制的碟片組成，這些碟片外覆蓋有鐵磁性材料，被密封固定在硬盤(pán)外殼中，如圖3-7所示。（2）固態(tài)硬盤(pán)（Solid State Disk或Solid State Drive，SSD）固態(tài)硬盤(pán)，也稱

5、電子硬盤(pán)或者固態(tài)電子盤(pán)，是由控制單元和存儲(chǔ)單元（Flash芯片或DRAM芯片）陣列組成的硬盤(pán)。固態(tài)硬盤(pán)的存儲(chǔ)介質(zhì)分為兩種，一種采用Flash芯片作為存儲(chǔ)介質(zhì)，另外一種采用DRAM芯片作為存儲(chǔ)介質(zhì)，目前絕大多數(shù)固態(tài)硬盤(pán)采用的是Flash芯片。存儲(chǔ)單元負(fù)責(zé)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，控制單元負(fù)責(zé)讀取、寫(xiě)入數(shù)據(jù)。SSD硬盤(pán)的容量為64GB240GB。常見(jiàn)固態(tài)硬盤(pán)的外觀如圖3-8所示。（3）混合硬盤(pán)混合硬盤(pán)是把機(jī)械式構(gòu)造的硬盤(pán)和固態(tài)硬盤(pán)的閃存集成到一起的一種硬盤(pán)，也稱Dual-drive（雙驅(qū)動(dòng)）硬盤(pán)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，混合硬盤(pán)就是一塊基于傳統(tǒng)機(jī)械硬盤(pán)經(jīng)改進(jìn)而成的新硬盤(pán)，除了機(jī)械硬盤(pán)必備的碟片、電動(dòng)機(jī)、磁頭等，還內(nèi)置了閃存芯片

6、（8GB容量以上），用以存儲(chǔ)用戶經(jīng)常訪問(wèn)的數(shù)據(jù)，可以達(dá)到如SSD一樣的體驗(yàn)效果。從理論上來(lái)說(shuō)，一塊混合硬盤(pán)就可以結(jié)合閃存與硬盤(pán)的優(yōu)勢(shì)，完成HDD+SSD的工作，將經(jīng)常訪問(wèn)的數(shù)據(jù)放在閃存上，而將大容量、非經(jīng)常訪問(wèn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在磁盤(pán)上。常見(jiàn)混合硬盤(pán)的外觀如圖3-9所示。3按盤(pán)徑尺寸分類(lèi)臺(tái)式機(jī)和筆記本電腦使用的硬盤(pán)按內(nèi)部盤(pán)徑尺寸分為3.5in和2.5in兩種，如圖3-10所示。目前，3.5in硬盤(pán)的容量為500GB5TB，2.5in硬盤(pán)的容量為250GB2TB。研發(fā)桌面3.5in硬盤(pán)的廠商有西部數(shù)據(jù)、希捷、日立等公司。研發(fā)筆記本電腦用的2.5in硬盤(pán)的廠商主要是東芝、三星等公司4按應(yīng)用場(chǎng)合分類(lèi)硬盤(pán)按應(yīng)

7、用場(chǎng)合分為：普通級(jí)硬盤(pán)、企業(yè)級(jí)硬盤(pán)、監(jiān)控級(jí)硬盤(pán)、筆記本硬盤(pán)等，其中企業(yè)級(jí)硬盤(pán)、監(jiān)控級(jí)硬盤(pán)對(duì)應(yīng)用都有特殊要求，因此價(jià)格也高于普通硬盤(pán)。3.1.2 硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)1機(jī)械硬盤(pán)的結(jié)構(gòu)自從IBM公司在1956年9月推出世界上第一塊硬盤(pán)至今，硬盤(pán)的結(jié)構(gòu)就一直沒(méi)有改變。（1）機(jī)械硬盤(pán)的外部結(jié)構(gòu)從外觀上看，機(jī)械硬盤(pán)由數(shù)據(jù)接口、電源接口、控制電路板、固定蓋板、安裝螺孔和產(chǎn)品標(biāo)簽等組成。 數(shù)據(jù)接口。數(shù)據(jù)接口根據(jù)連接方式的差異，分為IDE、SATA等接口。IDE接口為40針，如圖3-11所示。SATA接口把ATA標(biāo)準(zhǔn)的并行數(shù)據(jù)傳輸方式改為連續(xù)串行的方式，這樣在同一時(shí)間內(nèi)只會(huì)有1位數(shù)據(jù)傳輸，此做法能減少接口的針腳數(shù)

8、目，用4根針就能完成數(shù)據(jù)的傳輸（第1針數(shù)據(jù)輸出、第2針信號(hào)輸入、第3針供電、第4針地線），SATA硬盤(pán)使用7針接口，如圖3-12所示是SATA接口硬盤(pán)。 電源接口。電源接口與主機(jī)電源相連，為硬盤(pán)工作提供能源。IDE硬盤(pán)的電源接口為4針（如圖3-10所示），而SATA硬盤(pán)的電源接口為15針（如圖3-12所示）。 控制電路板。硬盤(pán)的背面是控制電路板?？刂齐娐钒迳嫌兄骺匦酒㈦妱?dòng)機(jī)控制芯片、緩存芯片等。為了散熱，控制電路板都是裸露在硬盤(pán)外殼上的，如圖3-13所示。（2）硬盤(pán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)打開(kāi)硬盤(pán)外殼之后，可以看到硬盤(pán)內(nèi)部主要包括磁盤(pán)盤(pán)片、主軸組件、磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等主要部件，如圖3-14所示。2固態(tài)硬盤(pán)的結(jié)

9、構(gòu)（1）固態(tài)硬盤(pán)的外部結(jié)構(gòu)由于固態(tài)硬盤(pán)有SATA接口、mSATA接口、PCIe接口和Mini PCIe接口，所以外觀也不同，下面以SATA接口的固態(tài)硬盤(pán)為例，介紹固態(tài)硬盤(pán)的結(jié)構(gòu)。（2）固態(tài)硬盤(pán)的內(nèi)部下面以某2.5in SATA接口的固態(tài)硬盤(pán)為例，介紹固態(tài)硬盤(pán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。打開(kāi)固態(tài)硬盤(pán)的外殼后，可以看到固態(tài)硬盤(pán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，由兩塊金屬外殼和印制電路板（PCB）組成，如圖3-15所示。3混合硬盤(pán)的結(jié)構(gòu)（1）混合硬盤(pán)的外部結(jié)構(gòu)混合硬盤(pán)（Hybrid HDD），也稱混合固態(tài)硬盤(pán)（SSHD），與普通的機(jī)械硬盤(pán)在外觀上沒(méi)有區(qū)別，如圖3-17所示是希捷4TB SATA3 64MB緩存+8GB SSD的混

10、合硬盤(pán)。（2）混合硬盤(pán)的內(nèi)部混合固態(tài)硬盤(pán)中的機(jī)械硬盤(pán)與普通機(jī)械硬盤(pán)沒(méi)有區(qū)別，區(qū)別主要是混合硬盤(pán)的PCB基板上集成了SSD閃存和主控芯片，因此它的PCB基板面積更大，電子元件更為密集。如圖3-18所示。3.1.3 硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的主要參數(shù)1容量2轉(zhuǎn)速3緩存4接口5平均尋道時(shí)間（average seek time）6平均潛伏期（average latency）7單磁道時(shí)間（single track seek）8全程訪問(wèn)時(shí)間（max full seek）9平均訪問(wèn)時(shí)間（average access）10最大內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率（maximum internal data transfer rate）11外部數(shù)

11、據(jù)傳輸率（external transfer rate）12數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)13NCQ技術(shù)14Green Power技術(shù)3.1.4 硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的選購(gòu)隨著人們對(duì)數(shù)字視聽(tīng)要求越來(lái)越高，HDTV、BD/HD片源等數(shù)字高清產(chǎn)品愈加普及，需要保存的內(nèi)容越來(lái)越多，大容量成為選購(gòu)硬盤(pán)的首要條件。在購(gòu)買(mǎi)硬盤(pán)時(shí)以主流產(chǎn)品為主，近期一般指：容量為500GB2TB，轉(zhuǎn)速為7200r/min，數(shù)據(jù)緩存為16MB或32MB，接口類(lèi)型為SATA 300（SATA 2.0、SATA II或3Gb/s）和SATA 600（SATA 3.0、SATA III或6Gb/s）接口，平均尋道時(shí)間低于9.0ms。目前，經(jīng)營(yíng)機(jī)械桌面硬盤(pán)業(yè)務(wù)

12、的主力廠商有3家：希捷（Seagate）、西部數(shù)據(jù)（Western Digital）、HGST（日立）。從質(zhì)量和功能來(lái)說(shuō)，這3家采用的技術(shù)都差不多，質(zhì)量都能保證，價(jià)格也相近，消費(fèi)者可根據(jù)容量和價(jià)格來(lái)選用。Seagate/希捷 WD/西部數(shù)據(jù) HGST/a/20120309/000512.htm2012年8月4日，隨著日立環(huán)球存儲(chǔ)科技的收購(gòu)，日立現(xiàn)在也將名稱進(jìn)行更改，原“日立環(huán)球存儲(chǔ)科技”正式被命名為HGST，歸屬為西部數(shù)據(jù)旗下獨(dú)立營(yíng)運(yùn)部門(mén)3.1.5 硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的安裝1SATA接口硬盤(pán)的安裝SATA接口硬盤(pán)使用7針SATA的數(shù)據(jù)接口，SATA接口及SATA的數(shù)據(jù)線如圖3-19所示。SATA接口硬

13、盤(pán)的電源接口為15針，SATA接口硬盤(pán)的電源線插頭如圖3-20所示。SATA的數(shù)據(jù)線插頭和電源線插頭都有方向性，所以不會(huì)插反，直接連接主板上的相應(yīng)接口即可，如圖3-21所示。2IDE接口硬盤(pán)的安裝雖然IDE硬盤(pán)已經(jīng)退出市場(chǎng)，但早年購(gòu)入的硬盤(pán)幾乎都是IDE硬盤(pán)，所以也介紹一下IDE接口硬盤(pán)的安裝方法。3.2 移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備的分類(lèi)及接口3.2.1 移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備的分類(lèi)USB閃存盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)、可擦寫(xiě)光盤(pán)等存儲(chǔ)設(shè)備，不需打開(kāi)機(jī)箱，通過(guò)外部接口或相應(yīng)的設(shè)備，可方便地對(duì)其進(jìn)行讀寫(xiě)操作，這類(lèi)設(shè)備統(tǒng)稱為移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備或移動(dòng)存儲(chǔ)器。移動(dòng)存儲(chǔ)產(chǎn)品種類(lèi)很多，如ZIP、MO、CD-RW、DVDRW等。隨著USB接口的普及，

14、基于閃存（Flash Memory）以及USB接口技術(shù)的USB移動(dòng)存儲(chǔ)器（閃盤(pán)）也逐漸流行起來(lái)，不過(guò)這類(lèi)移動(dòng)存儲(chǔ)產(chǎn)品容量較小。相比之下，應(yīng)用USB接口的“移動(dòng)硬盤(pán)盒+硬盤(pán)”組成的移動(dòng)硬盤(pán)是目前最經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的移動(dòng)存儲(chǔ)器。消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品中，使用閃存技術(shù)的存儲(chǔ)卡類(lèi)存儲(chǔ)產(chǎn)品，如CF、SD、MMC、Memory Stick等被廣泛地應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)（DC）、數(shù)碼攝像機(jī)（DV）、MP3播放器、手機(jī)等產(chǎn)品中。移動(dòng)存儲(chǔ)器有下列分類(lèi)方法。1按是否需要驅(qū)動(dòng)器分類(lèi)2按存儲(chǔ)介質(zhì)分類(lèi)3按接口分類(lèi)3.2.2 USB接口簡(jiǎn)介USB（Universal Serial Bus，通用串行總線） 是一個(gè)外部總線標(biāo)準(zhǔn)，用于規(guī)范主機(jī)與外部

15、設(shè)備的連接和數(shù)據(jù)傳送。USB有5個(gè)版本，分別為USB 1.0，USB 1.1、USB 2.0、USB 3.0和USB 3.1。1USB 1.0接口標(biāo)準(zhǔn)1996年發(fā)布了第一代USB 1.0，最大數(shù)據(jù)傳輸率為1.5Mbit/s。1998年發(fā)布了USB 1.1，最大數(shù)據(jù)傳輸率為12Mbit/s（1.5MB/s），后來(lái)稱為“USB 2.0 Full-speed（全速版）”。2USB 2.0接口標(biāo)準(zhǔn)2001年發(fā)布了USB 2.0，最大數(shù)據(jù)傳輸率為480Mbit/s（60MB/s），稱為“USB2.0 High-speed（高速版）”。USB 2.0接口分為4種類(lèi)型：A型、B型、Mini型和后來(lái)補(bǔ)充的Mi

16、cro型接口，每種接口都分插頭和插座兩個(gè)部分，如圖3-27所示。A型一般用于PC；B型一般用于非便攜外圍設(shè)備，如3.5英寸移動(dòng)硬盤(pán)盒；Mini USB一般用于早期的MP3、數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)硬盤(pán)等設(shè)備；Micro USB是2007年制定的版本，應(yīng)用于手機(jī)、移動(dòng)硬盤(pán)、數(shù)碼相機(jī)等設(shè)備。3USB 3.0接口標(biāo)準(zhǔn)2009年發(fā)布了USB 3.0，最大數(shù)據(jù)傳輸率高達(dá)5Gbit/s（625MB/s），稱為“USB SuperSpeed（極速版）”。USB 1.0/1.1與USB 2.0的接口是相互兼容的。USB 3.0向下兼容USB 2.0設(shè)備。USB 3.0接口分為3種類(lèi)型：A型、B型和Micro型（目前無(wú)M

17、ini USB3.0標(biāo)準(zhǔn)），每種接口分為插頭和插座，如圖3-28所示。行業(yè)規(guī)定了USB 3.0接口的顏色必須為藍(lán)色。4USB 3.1接口標(biāo)準(zhǔn)2014年發(fā)布USB 3.1接口標(biāo)準(zhǔn)，稱為“USB SuperSpeed+”。USB 3.1是USB 3.0的改進(jìn)版本，其改進(jìn)一是將傳輸速率翻倍達(dá)到了10Gbps，二是將供電能力提升至最高100w，此外還提供了視音頻數(shù)據(jù)的傳輸通道。USB 3.1可以同時(shí)作為供電、音視頻通路和外設(shè)數(shù)據(jù)通路，可以大大簡(jiǎn)化主機(jī)的接口配置。USB 3.1有三種類(lèi)型，分別為A型（Type-A，Standard-A）、B型（Type-B，Micro-B）以及C型（Type-C）。3.3 USB閃存盤(pán)3.3.1 USB閃存盤(pán)的結(jié)構(gòu)閃存盤(pán)主要由I/O控制芯片、閃存芯片、電路板和其他電子元器件組成，如圖3-33所示。3.3.2 USB閃存盤(pán)的主要參數(shù)USB閃存盤(pán)的主要參數(shù)如下。1US