輔助存儲設備概述

1、輔助存儲設備概述第1頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月 本章主要內(nèi)容 Key Questions4.1 輔助存儲設備概述 主存儲器和輔助存儲器有何區(qū)別？基本文件類型有哪些?4.2 磁帶存儲器 數(shù)據(jù)在磁帶上如何保存？4.3 軟盤存儲器 軟磁盤有哪些主要特性？4.4 硬盤 硬盤有哪些主要特性和類型?第2頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月 本章主要內(nèi)容 Key Questions4.5 光盤 什么是光盤?如何使用光盤?4.6 備份的重要性 計算機用戶為何需要進行數(shù)據(jù)備份

2、？4.7 其他類型的輔助存儲設備 什么是閃存？第3頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月第4頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三4.1 輔助存儲設備概述Storage Fundamentals第5頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月為什么要使用輔助存儲器?P4.2計算機工作時,所使用的程序和數(shù)據(jù)都必須存放在主存儲器(RAM)中。RAM中存儲的信息斷電時將全部消失。為此計算機必須為用戶提供能永久性地（直到被刪除）保存程序和數(shù)據(jù)的輔助存儲器，如軟盤和硬

3、盤?？梢园演o助存儲器比作某種有抽屜櫥柜，主存儲器好比工作桌面。輔助存儲器的存儲容量同樣可以用KB、MB、GB等表示。第6頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月文件類型程序文件 源程序文件 用高級程序設計語言編寫的文件 可執(zhí)行文件 .exe 和 .com 文件 安裝文件 setup.exe（Windows文件夾中） install.exe（MS-DOS命令狀態(tài)下）數(shù)據(jù)文件 存放數(shù)據(jù)，而非程序ASCII文件 .txt (典型文件名)圖像文件 .bmp .jpg .gif (典型文件名)音頻和視頻文件 .wav .mid .mpg .av

4、i 等第7頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月4.2 磁帶存儲器Tape Storage第8頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月磁帶存儲器主要用于大型計算機系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份。主要優(yōu)點：存儲容量大，存儲成本低。微型計算機用的規(guī)格為1/4英寸盒式磁帶可以存儲多達20GB的數(shù)據(jù)。使用23英寸帶盒的DAT (數(shù)字音頻磁帶)存儲容量為224 GB。主要缺點：順序存取，存取不便且速度不高。第9頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三4.3 軟盤存儲器Diskette

5、 Storage第10頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月軟盤與軟盤驅(qū)動器軟盤是一種常見的外部存儲器軟盤驅(qū)動器是軟盤的存取設備第11頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月軟盤結(jié)構第12頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月軟磁盤有哪些主要特性？P4.10磁道和扇區(qū) (Tracks and sectors)未格式化盤和已格式化盤 (Unformatted versus formatted diskettes)存

6、儲容量 (Data capacity)寫保護特性 (Write-protect features)第13頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月磁道和扇區(qū)軟盤格式化后被分成若干個磁道，每個磁道又分為若干個扇區(qū)，每個扇區(qū)存儲512個字節(jié)。第14頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月磁道 (tracks)磁道是一組同心圓，一個磁道大約有零點幾個毫米的寬度，數(shù)據(jù)就存儲在這些磁道上。 一個1.44M的軟盤，它有80個磁道，每個磁道有18個扇區(qū)，兩面都可以存儲數(shù)據(jù)。我們能這樣計算它的

7、容量： 801825121440K1.44M。 第15頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月一個磁道上可以容納數(shù)KB的數(shù)據(jù)，而主機讀寫時往往并不需要一次讀寫那么多，于是，磁道又被劃分成若干段，每段稱為一個扇區(qū)(Sector)。一個扇區(qū)一般存放512字節(jié)的數(shù)據(jù)。扇區(qū)也需要編號，同一磁道中的扇區(qū)，分別稱為1扇區(qū)，2扇區(qū) 扇區(qū) (sectors)第16頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月軟盤驅(qū)動器工作過程 馬達帶動軟盤的盤片轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速大概為每分鐘300轉(zhuǎn)，磁頭定位器是一個很小

8、的步進馬達，它負責把磁頭移動到正確的磁道，由磁頭完成讀寫操作。 第17頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月軟盤的存儲容量早期：5-“ 盤 1.2MB現(xiàn)在：3- 盤 1.44MB第18頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月3.5”軟盤結(jié)構圖第19頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月寫保護特性軟盤提供了一種簡單的寫保護方法，3寸盤是靠一個方塊來實現(xiàn)的， 拔下去，打開方孔就是寫保護了。寫保護是個非常有用的功能，可

9、防止誤寫操作，也避免病毒對它的侵害。 反之就是取消寫保護，這時可以往文件里面寫入數(shù)據(jù)，或修改盤上文件。 打開方孔啟用寫保護關上方孔取消寫保護第20頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月軟盤格式化新的軟盤在使用前，都要被以一定方式“格式化”(format)，格式化后的磁盤才可以存儲數(shù)據(jù)。所謂“格式化”就是在軟盤上按一定標準劃分出所謂“磁道”和“扇區(qū)”。比如常規(guī)情況下，一張3.5英寸軟盤格式化容量為1.44M，它的每一面被劃分成80磁道（同心圓），每磁道18扇區(qū)。數(shù)據(jù)被存放在這些磁道扇區(qū)上，在讀取數(shù)據(jù)時，也會以這些磁道扇區(qū)為基準進行檢索

10、。現(xiàn)在市場上購買的軟盤一般都是預格式化過(preformatted)。軟盤格式化后，盤上所有數(shù)據(jù)將被全部清除。第21頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月格式化方法MS-DOS狀態(tài)下 format a: Windows桌面“我的電腦”窗口中 在A盤圖標上按鼠標右鍵，選取“格式化”菜單項。第22頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月“鑰匙盤”:似乎很神秘一般情況下，相同格式化后的磁盤間的數(shù)據(jù)可以相互拷貝，因此，也就容易發(fā)生軟件被非法使用的情況。許多軟件（如全國計算機等級考試

11、軟件）安裝或運行時需要在軟驅(qū)中插入專門的“鑰匙盤”。你可以很輕易地把這張盤復制到另外一張3.5英寸軟盤上，但復制盤卻不能運行。同樣，如KILL、瑞星等殺毒軟件也是如此。這就是因為拷貝程序不能把原盤上的那些校驗信息拷走的緣故。因此，這些軟件廠商通過鑰匙盤的方式減少了非法使用。 第23頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月“鑰匙盤”的秘密鑰匙盤在磁盤上創(chuàng)建并使用了非標準的磁道或扇區(qū)，并且在這些特殊位置上存放了一些特別信息，甚至在盤片上用激光打出特定的標志點。這樣在軟件運行時，程序會驅(qū)動磁頭尋找特殊磁道扇區(qū)或標志點，并讀取校驗那些特別信息

12、，如果正確，程序才可以繼續(xù)運行。顯然，這些位置是隱蔽的，不能被一般的拷貝軟件復制，否則就沒有意義。 不過，鑰匙盤擋住了普通用戶的復制行為，對于程序高手卻是小菜一碟。由于軟盤結(jié)構簡單，加上鑰匙盤加密技術已經(jīng)廣為流傳，所以一些破解者對付鑰匙盤早已觸類旁通，他們可以通過磁盤工具靜態(tài)分析磁盤上的特殊位置并復制，也可以動態(tài)跟蹤程序讀寫檢驗動作，分析加密點。更有甚者，他們編寫針對某類鑰匙盤的仿真程序，運行這個程序，就可以在另一張空白盤上模擬出假的鑰匙盤來，結(jié)果，使得采用鑰匙盤加密的商家深受其害。 第24頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月使用

13、軟盤應注意什么？軟盤的優(yōu)點是價格低廉，貯存和攜帶方便。重要和機密的數(shù)據(jù)可以脫機保存。軟盤本身具有的一些天生弱點，除了存儲容量小，還有速度低、易磁化、易潮霉、易折損等缺點。在使用軟盤時，需要注意：不要劃傷盤片，盤片不能變形、不能受高溫、不能受潮、不要靠近磁性物質(zhì)等等。使用大容量閃速存儲器且小巧玲瓏的“優(yōu)盤”有取代軟盤的趨勢，所以有人說“閃存是軟驅(qū)終結(jié)者”。第25頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月4.4 硬盤 Hard Disks第26頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12

14、月硬盤的組織結(jié)構 P4.13圖4.8硬盤的結(jié)構： 硬盤的結(jié)構和軟盤差不多，是由磁道(Tracks)扇區(qū)(Sectors)柱面(Cylinders)磁頭(Heads) 組成的。 讀寫磁頭電機轉(zhuǎn)軸硬盤盤片第27頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月硬盤的接口類型 硬盤的接口類型主要分為EIDE和SCSI兩種。 早期的EIDE接口硬盤采用了PIO Mode 4模式，其傳輸速率可以達到16.6MBs，后來由于采用了UltraDMA33(或稱ATA4)技術，傳輸速率一下子提高到了33.3MBs。如今主流的新一代Ultra DMA66接口硬盤，

15、其接口界面已經(jīng)獲得了Intel與世界八大主要個人電腦制造商以及全部硬盤制造商的支持，數(shù)據(jù)傳輸率比UltraDMA33翻了一倍，達66MBs。而更高的Ultra DMA100和Ultra DMA166目前也已經(jīng)在醞釀之中。SCSI接口硬盤的基本數(shù)據(jù)傳輸率是20MBs(8bit,50線)。在應用了Ultra WIDE標準后，其傳輸速率可以達到40MBs；采用Ultra2 WIDE SCSI標準后，其傳輸速率還可以升至80MBs(16bit,68線)；而采用Ultra 160m SCSI標準接口后，其傳輸速度更可以飆升到160MBs。另外，目前還有一種采用FCAL光纖通道接口的硬盤，其傳輸速率可以達

16、到100MBs的數(shù)據(jù)傳輸率。第28頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月EIDE接口EIDE-”增強型智能磁盤設備”通過扁平電纜將硬盤或光驅(qū)連接到個人計算機上最多可連接四個硬盤(或光盤)結(jié)構簡單,價格較低第29頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月SCSI接口用于MAC計算機和高檔PC機(主要是服務器)可串接715個外設數(shù)據(jù)傳輸率高價格較高第30頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月硬盤：0磁道損壞盤片最外圈的

17、磁道為第0磁道，存放所謂“硬盤主引導記錄”(硬盤本身的管理程序）。0磁道損壞，將使硬盤無法使用。如何修復? 文件夾 計算機導論課件 圖解：用DE修復0磁道損壞硬盤.htm等第31頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月硬盤跳線：主盤和從盤通常情況下，一臺計算機只能有一個硬盤作為啟動盤（主盤）。硬盤出廠時默認設置為主盤狀態(tài)。使用多個硬盤時，必須通過硬盤上的跳線設置，規(guī)定所用硬盤在計算機系統(tǒng)中作為主盤（可作啟動盤）或僅作為從盤使用。右視圖跳線設置處第32頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2

18、003年12月硬盤跳線設置PK：當這個跳線短接時，磁頭被固定在安全位置，防止運輸過程中磁頭的移動。 CS：此方式利用經(jīng)過特殊處理的數(shù)據(jù)線來設定主盤和副盤，第28根數(shù)據(jù)線為選擇線，有則為主盤，無則為副盤，這種方法很少見。DS：當這個跳線短接時，硬盤作為主盤 (Master)。 SP：當這個跳線短接時，硬盤作為副盤 (Slave)。 跳線設置第33頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月使用硬盤應注意什么?硬盤盤片表面極為精細，與磁頭的間距極其微小。當盤片開始高速轉(zhuǎn)動后，會帶動周圍的空氣產(chǎn)生氣流成為“阻尼”效應，使得磁頭可以浮起來，磁頭就

19、是靠這氣流浮在盤片上，很細微的灰塵也會將其劃傷。正因為如此，硬碟很怕震動，更怕摔了，一旦稍微用力的震動，就可能會造成磁頭與碟片碰觸，磨損碟片，輕則造成此部分硬盤永遠無法讀寫任何資料，重則整個硬盤報廢。所以，硬盤是電腦中最小氣的部件之一，一個很小的磕碰或是震動，就可能讓它報銷掉，我們在移動硬盤的時候必須非常小心。因此，硬盤的盤片、磁頭、定位機構、空氣過濾器等均被密封在空氣潔凈度極高的盤腔內(nèi)，所以用戶在任何時候都不要自己拆卸硬盤，打開盤腔（除非打算報廢硬盤）。第34頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月4.5 光盤Optical Dis

20、ks第35頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月光存儲技術概述 當個人電腦還剛為普及時，信息的交換往往都是通過軟盤來實現(xiàn)，也就是我們所熟悉的 3.5 英寸盤以及 5.25 英寸盤。這兩個存儲介質(zhì)的容量相當小，前者為1.44MB，后者為1.2MB。雖然對于當時，這個容量已經(jīng)綽綽有余。它的另一個弊端就是，兩者的數(shù)據(jù)可靠性都很低，其壞損率相當高，可能放在軟驅(qū)讀讀盤都會發(fā)生錯誤。而進入90年代，隨著電腦技術的發(fā)展以及信息交流量的爆炸性增長。軟盤已經(jīng)逐步面臨被淘汰的境地。人們迫切希望于大容量存儲解決方案，這時候，光存儲設備/介質(zhì)進入了我們的世

21、界當中。目前我們接觸到的光存儲設備有CD-ROM、CD-R/RW、DVD-ROM、DVD-RW、DVD-RW、DVD-RAM以及COMBO等。 第36頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月CD-ROM光盤最常見的光盤是CD-ROM。一張CD-ROM光盤的最大存儲容量約為650M，74分鐘的高質(zhì)量視頻/音頻文件，相當于460多張軟盤的存儲容量。CD-ROM是“只讀光盤”，所謂“只讀”是指盤上的信息是在制盤時制作上去的，不能由用戶寫入或擦除。第37頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 200

22、3年12月CD-ROM Drive（光驅(qū)）大部分個人計算機都內(nèi)置有光驅(qū)。從最初的單倍速CD -ROM光驅(qū)問世以來，CD-ROM光驅(qū)已經(jīng)有十多年的歷史，目前最為普遍的已經(jīng)是52X（52倍速)的了。 “52X”表示光驅(qū)最大讀盤速度是52“倍速”。 1倍速=150k/s第38頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月CD-ROM的工作原理光驅(qū)從盤片螺旋磁軌的一個個“槽”中讀寫數(shù)據(jù)?！安邸?位于金屬層內(nèi)，是光盤中儲存信息的地方。光驅(qū)在讀盤時從盤片的里圈到外圈，以一束波長為780納米的紅外線激光，通過透明的光學層并照射反射金屬層。第39頁，共50

23、頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月“槽”和“平臺”金屬層中，在“槽”的周圍部分，叫作“平臺” 。反射的光經(jīng)過棱鏡到光學傳感器，其輸出的光必須等同于其受到的光。從“槽”所反射的光和“平臺”的光相差180度的相位。第40頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月CD-R：一次性刻錄光盤CD-R使用了有機染料層來代替CD-ROM中的鋁制薄片。這些染料都是有機感光混合物。一臺CD-R刻錄機在有機染料層中利用775795納米的激光燒出“槽”。當加熱到臨界溫度時，被燒錄過的區(qū)域產(chǎn)生了化學反應可

24、以反射光，而沒有燒錄過的區(qū)域則無法反射。當在CD-ROM進行讀取操作時，CD-ROM就以光的反射來判斷讀數(shù)。 第41頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月CD-RW ：可反復刻錄的光盤CD-RW在結(jié)構和CD-ROM以及CD-R是基本相同，所不同的就是，為了可以反復擦寫，其材料上有了明顯的不同。CD-RW的記錄層象三明治一樣被兩層電介質(zhì)層夾在中間，電介質(zhì)層的作用就在寫操作時，吸收從相位改變層所額外的熱量。在CD-R盤片有機染料記錄層的位置上，CD-RW使用一層混合銀、銦、銻以及碲的晶體混合物。這種混合物有著相當特殊的性質(zhì)在不同的溫度下

25、可以形成不同的物理性質(zhì)，結(jié)晶體和非結(jié)晶體當進行刻錄和復寫時，CD-RW刻錄機就發(fā)射不同的激光，讓晶體混合物轉(zhuǎn)換狀態(tài)，達到重復刻寫。 第42頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月CD-RW結(jié)構第43頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月DVD-ROM：超高容量的CD-ROMDVD是一種新型的存儲標準，全稱Digital Versatile Disc（數(shù)字通用光盤），是由10家廠商所組成的DVD聯(lián)盟所制定的海量存儲解決方案。 從電腦的角度講，DVD就是高容量的CD-ROM，故此又稱為DVD-ROM。CD-ROM的最大存儲容量是650M，而現(xiàn)有的三種DVD規(guī)格都大大超過這個容量。單面單層型：4.7GB；雙面單層型：8.5GB；雙面雙層型：17GB（532分鐘的高清晰度電影）。第44頁，共50頁，2022年，5月20日，11點16分，星期三莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2003年12月不僅是容量理論上來講，單倍速CDROM的傳輸