大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)第四章

1、第四章 硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器v4-1 移動(dòng)存儲(chǔ)器移動(dòng)存儲(chǔ)器v4-2 硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的分類和結(jié)構(gòu)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的分類和結(jié)構(gòu)v4-3 硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的工作原理及主要性能指標(biāo)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的工作原理及主要性能指標(biāo)v4-4 硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的接口標(biāo)準(zhǔn)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的接口標(biāo)準(zhǔn)v4-5 硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的安裝與使用及使用注意事項(xiàng)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的安裝與使用及使用注意事項(xiàng)4-1 移動(dòng)存儲(chǔ)器移動(dòng)存儲(chǔ)器 v4-1-1 移動(dòng)存儲(chǔ)器的分類移動(dòng)存儲(chǔ)器的分類 移動(dòng)存儲(chǔ)器是指便攜式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，指帶移動(dòng)存儲(chǔ)器是指便攜式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，指帶有存儲(chǔ)介質(zhì)且（一般）自身具有讀寫(xiě)介質(zhì)的功能，有存儲(chǔ)介質(zhì)且（一般）自身具有讀寫(xiě)介質(zhì)的功能，不需要或很少需要其他裝置（例如計(jì)算機(jī)）的協(xié)

2、助。不需要或很少需要其他裝置（例如計(jì)算機(jī)）的協(xié)助?，F(xiàn)代的移動(dòng)存儲(chǔ)主要有現(xiàn)代的移動(dòng)存儲(chǔ)主要有移動(dòng)硬盤(pán)移動(dòng)硬盤(pán)、USB盤(pán)盤(pán)和各種和各種記記憶卡憶卡。（1）移動(dòng)硬盤(pán)）移動(dòng)硬盤(pán) 移動(dòng)硬盤(pán)移動(dòng)硬盤(pán)(Mobile Hard disk)是以硬盤(pán)是以硬盤(pán)為存儲(chǔ)介質(zhì)，計(jì)算機(jī)之間交換大容量數(shù)據(jù)，強(qiáng)調(diào)為存儲(chǔ)介質(zhì)，計(jì)算機(jī)之間交換大容量數(shù)據(jù)，強(qiáng)調(diào)便攜性的存儲(chǔ)產(chǎn)品。市場(chǎng)上的主要品牌有：希捷、便攜性的存儲(chǔ)產(chǎn)品。市場(chǎng)上的主要品牌有：希捷、東芝、三星、愛(ài)國(guó)者等。東芝、三星、愛(ài)國(guó)者等。（2）閃盤(pán)）閃盤(pán) 閃存盤(pán)是一種采用閃存盤(pán)是一種采用USB接口的無(wú)需物理驅(qū)接口的無(wú)需物理驅(qū)動(dòng)器的微型高容量移動(dòng)存儲(chǔ)產(chǎn)品。它采用的存儲(chǔ)動(dòng)器的微型高容量

3、移動(dòng)存儲(chǔ)產(chǎn)品。它采用的存儲(chǔ)介質(zhì)為介質(zhì)為閃存閃存(Flash Memory)，且將驅(qū)動(dòng)器及，且將驅(qū)動(dòng)器及存儲(chǔ)介質(zhì)合二為一，所以不需要額外的驅(qū)動(dòng)器，存儲(chǔ)介質(zhì)合二為一，所以不需要額外的驅(qū)動(dòng)器，只要接上電腦上的只要接上電腦上的USB接口就可獨(dú)立地存儲(chǔ)讀接口就可獨(dú)立地存儲(chǔ)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。寫(xiě)數(shù)據(jù)。v 4-1-2 移動(dòng)存儲(chǔ)器的應(yīng)用移動(dòng)存儲(chǔ)器的應(yīng)用（1）存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的工具）存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的工具（2）轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)的媒介）轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)的媒介（3）系統(tǒng)啟動(dòng)工具（特別在安裝系統(tǒng)時(shí)）系統(tǒng)啟動(dòng)工具（特別在安裝系統(tǒng)時(shí)）（4）密碼鑰匙（如）密碼鑰匙（如U盾）盾）4-2 硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的分類和結(jié)構(gòu)v4-2-1按硬盤(pán)與微機(jī)之間數(shù)據(jù)接口分類按硬盤(pán)與微機(jī)之間數(shù)

4、據(jù)接口分類 通常分為：通常分為：IDE、ATA、SATA、SATA、SATA、SCSI等。等。v4-2-2硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)v大多數(shù)硬盤(pán)把磁盤(pán)、磁頭、電機(jī)集中到一個(gè)全封閉大多數(shù)硬盤(pán)把磁盤(pán)、磁頭、電機(jī)集中到一個(gè)全封閉的超凈腔體中，在外面有放大器、控制電路、接口的超凈腔體中，在外面有放大器、控制電路、接口電路等部件。用戶沒(méi)有凈化條件，不允許自行打開(kāi)電路等部件。用戶沒(méi)有凈化條件，不允許自行打開(kāi)盤(pán)腔。盤(pán)腔。v在硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器背面有一塊電路板，電路板和內(nèi)部磁在硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器背面有一塊電路板，電路板和內(nèi)部磁頭通過(guò)一條軟電路連接。頭通過(guò)一條軟電路連接。v在驅(qū)動(dòng)器的一端有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電源接口，接口旁邊在驅(qū)

5、動(dòng)器的一端有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電源接口，接口旁邊是是IDE接口或接口或SATA接口。接口。v在電源接口與在電源接口與IDE接口之間有一個(gè)接口之間有一個(gè)跳線裝置跳線裝置，使使用它可以設(shè)置硬盤(pán)的主、從工作狀態(tài)（用它可以設(shè)置硬盤(pán)的主、從工作狀態(tài)（ SATA接口接口硬盤(pán)沒(méi)有跳線裝置）。硬盤(pán)沒(méi)有跳線裝置）。上圖是一個(gè)機(jī)械硬盤(pán)，即是傳統(tǒng)普通硬盤(pán)，上圖是一個(gè)機(jī)械硬盤(pán)，即是傳統(tǒng)普通硬盤(pán)，主要由：盤(pán)片，磁頭，盤(pán)片轉(zhuǎn)軸及控制電主要由：盤(pán)片，磁頭，盤(pán)片轉(zhuǎn)軸及控制電機(jī)，磁頭控制器，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，接口，緩機(jī)，磁頭控制器，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，接口，緩存等幾個(gè)部分組成。存等幾個(gè)部分組成。v磁盤(pán)的盤(pán)片磁盤(pán)的盤(pán)片在一個(gè)盤(pán)腔中可以有一個(gè)或多個(gè)盤(pán)片

6、。在一個(gè)盤(pán)腔中可以有一個(gè)或多個(gè)盤(pán)片。v磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，主軸電機(jī)和盤(pán)片主軸直接連接，主軸電機(jī)和盤(pán)片主軸直接連接，多數(shù)硬盤(pán)的主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速在多數(shù)硬盤(pán)的主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速在7200轉(zhuǎn)。提高主軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。提高主軸轉(zhuǎn)速是提高硬盤(pán)速度的途徑之一。速是提高硬盤(pán)速度的途徑之一。v磁盤(pán)的讀寫(xiě)頭磁盤(pán)的讀寫(xiě)頭，硬盤(pán)的每個(gè)磁面都有一個(gè)讀寫(xiě)磁，硬盤(pán)的每個(gè)磁面都有一個(gè)讀寫(xiě)磁頭，磁頭數(shù)是硬盤(pán)的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。磁頭安裝頭，磁頭數(shù)是硬盤(pán)的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。磁頭安裝在一個(gè)有彈簧加載的活動(dòng)臂上，有一個(gè)盤(pán)片，就有在一個(gè)有彈簧加載的活動(dòng)臂上，有一個(gè)盤(pán)片，就有兩個(gè)磁頭，兩個(gè)磁頭，磁頭數(shù)是盤(pán)片數(shù)的磁頭數(shù)是盤(pán)片數(shù)的2倍倍。v磁頭是磁頭是懸浮

7、懸浮在磁盤(pán)表面讀取信息的；硬盤(pán)讀取、寫(xiě)在磁盤(pán)表面讀取信息的；硬盤(pán)讀取、寫(xiě)入、保存數(shù)據(jù)，其原理是改變高速旋轉(zhuǎn)盤(pán)面上的磁入、保存數(shù)據(jù)，其原理是改變高速旋轉(zhuǎn)盤(pán)面上的磁顆粒的極性。顆粒的極性。v硬盤(pán)采用非接觸的頭、盤(pán)結(jié)構(gòu)。硬盤(pán)采用非接觸的頭、盤(pán)結(jié)構(gòu)。4-3 硬盤(pán)存儲(chǔ)工作原理及主要性能指標(biāo)硬盤(pán)存儲(chǔ)工作原理及主要性能指標(biāo)v4-3-1 硬盤(pán)存儲(chǔ)工作原理硬盤(pán)存儲(chǔ)工作原理v硬盤(pán)中的機(jī)械機(jī)構(gòu)是：硬盤(pán)盤(pán)片、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、硬盤(pán)中的機(jī)械機(jī)構(gòu)是：硬盤(pán)盤(pán)片、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、讀寫(xiě)磁頭、磁頭定位機(jī)構(gòu)等。這幾個(gè)部分要能步調(diào)讀寫(xiě)磁頭、磁頭定位機(jī)構(gòu)等。這幾個(gè)部分要能步調(diào)統(tǒng)一地協(xié)調(diào)工作離不開(kāi)統(tǒng)一地協(xié)調(diào)工作離不開(kāi)控制電路控制電路，硬盤(pán)上的

8、控制電，硬盤(pán)上的控制電路裝在一塊電路板上，它含有驅(qū)動(dòng)主軸的驅(qū)動(dòng)和控路裝在一塊電路板上，它含有驅(qū)動(dòng)主軸的驅(qū)動(dòng)和控制電路，還有根據(jù)預(yù)約約定的邏輯向硬盤(pán)控制器發(fā)制電路，還有根據(jù)預(yù)約約定的邏輯向硬盤(pán)控制器發(fā)送數(shù)據(jù)的電路。送數(shù)據(jù)的電路。v控制電路負(fù)責(zé)把接口傳來(lái)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換送到讀寫(xiě)磁頭，控制電路負(fù)責(zé)把接口傳來(lái)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換送到讀寫(xiě)磁頭，負(fù)責(zé)確定磁盤(pán)上什么地方是空，把數(shù)據(jù)寫(xiě)到磁盤(pán)上負(fù)責(zé)確定磁盤(pán)上什么地方是空，把數(shù)據(jù)寫(xiě)到磁盤(pán)上的指定位置，或負(fù)責(zé)從磁盤(pán)上找到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的位置，的指定位置，或負(fù)責(zé)從磁盤(pán)上找到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的位置，把數(shù)據(jù)從硬盤(pán)盤(pán)片上讀出來(lái)，并轉(zhuǎn)換成符合接口標(biāo)把數(shù)據(jù)從硬盤(pán)盤(pán)片上讀出來(lái)，并轉(zhuǎn)換成符合接口標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)，傳

9、送到接口。準(zhǔn)的信號(hào)，傳送到接口。v4-3-2 硬盤(pán)存儲(chǔ)器主要性能指標(biāo)硬盤(pán)存儲(chǔ)器主要性能指標(biāo)vA 存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量 硬盤(pán)的第一性能指標(biāo)。通常以硬盤(pán)的第一性能指標(biāo)。通常以MB即即兆字節(jié)為單位，兆字節(jié)為單位，1M=1024*1024。vB 硬盤(pán)速度硬盤(pán)速度 衡量硬盤(pán)速度的性能指標(biāo)主要有：衡量硬盤(pán)速度的性能指標(biāo)主要有：vC 平均尋道時(shí)間平均尋道時(shí)間（即尋址時(shí)間）是硬盤(pán)在盤(pán)面上（即尋址時(shí)間）是硬盤(pán)在盤(pán)面上移動(dòng)讀寫(xiě)磁頭至指定的磁道所用的時(shí)間。移動(dòng)讀寫(xiě)磁頭至指定的磁道所用的時(shí)間。vD 平均尋道時(shí)間平均尋道時(shí)間，反映了硬盤(pán)磁頭的移動(dòng)定位速，反映了硬盤(pán)磁頭的移動(dòng)定位速度，它直接影響硬盤(pán)的訪問(wèn)速度。度，它直接影響

10、硬盤(pán)的訪問(wèn)速度。vE 平均等待時(shí)間平均等待時(shí)間，是指磁頭已處于要訪問(wèn)的磁道，是指磁頭已處于要訪問(wèn)的磁道，等待要訪問(wèn)的扇區(qū)旋轉(zhuǎn)至磁頭下方的時(shí)間。等待要訪問(wèn)的扇區(qū)旋轉(zhuǎn)至磁頭下方的時(shí)間。vF 平均訪問(wèn)時(shí)間平均訪問(wèn)時(shí)間，指磁頭從起始位置到達(dá)目標(biāo)磁道，指磁頭從起始位置到達(dá)目標(biāo)磁道位置，并且從目標(biāo)磁道上找到要讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)扇區(qū)所需的位置，并且從目標(biāo)磁道上找到要讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)扇區(qū)所需的全部時(shí)間，包括尋址全部時(shí)間，包括尋址+等待時(shí)間。時(shí)間越短越好。等待時(shí)間。時(shí)間越短越好。vG 數(shù)據(jù)傳輸率數(shù)據(jù)傳輸率，表示在磁頭定位后，磁盤(pán)讀寫(xiě)或，表示在磁頭定位后，磁盤(pán)讀寫(xiě)或?qū)憯?shù)據(jù)的速度。用兆字節(jié)每秒（寫(xiě)數(shù)據(jù)的速度。用兆字節(jié)每秒（MB/

11、s）或或兆比特每秒兆比特每秒 （Mbps），硬盤(pán)的數(shù)據(jù)傳輸率越高表明其傳輸數(shù)據(jù)的），硬盤(pán)的數(shù)據(jù)傳輸率越高表明其傳輸數(shù)據(jù)的速度越快。速度越快。vMB/s的含義是兆字節(jié)每秒，指每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)量；的含義是兆字節(jié)每秒，指每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)量； Mbit/s的含義是兆比特每秒，指每秒傳輸?shù)谋忍匚粩?shù)。的含義是兆比特每秒，指每秒傳輸?shù)谋忍匚粩?shù)。vMB/s中的中的B字母是字母是Byte的含義，的含義，Byte是字節(jié)數(shù)，是字節(jié)數(shù)，bit是位數(shù)，在計(jì)算機(jī)中每八位為一字節(jié)，也就是是位數(shù)，在計(jì)算機(jī)中每八位為一字節(jié)，也就是1Byte8bit，是，是1：8的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此1MB/s等等于于8Mbit/s。

12、v但在硬盤(pán)的數(shù)據(jù)傳輸率上二者就不能用一般的但在硬盤(pán)的數(shù)據(jù)傳輸率上二者就不能用一般的MB和和Mbit的換算關(guān)系（的換算關(guān)系（1B=8bit）來(lái)進(jìn)行換算。因?yàn)樵冢﹣?lái)進(jìn)行換算。因?yàn)樵贛bit中還包含有許多中還包含有許多bit（位）的輔助信息，不完全是（位）的輔助信息，不完全是硬盤(pán)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，簡(jiǎn)單的用硬盤(pán)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，簡(jiǎn)單的用8來(lái)?yè)Q算，將無(wú)法得到真實(shí)來(lái)?yè)Q算，將無(wú)法得到真實(shí)的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率數(shù)值。的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率數(shù)值。 v硬盤(pán)的數(shù)據(jù)傳輸率分為硬盤(pán)的數(shù)據(jù)傳輸率分為突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率（外部）突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率（外部）和持續(xù)傳輸率（內(nèi)部）和持續(xù)傳輸率（內(nèi)部）v突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率也稱為也稱為外部傳輸率外部傳輸率，

13、或接口傳輸率，即，或接口傳輸率，即微機(jī)系統(tǒng)微機(jī)系統(tǒng)總線總線與硬盤(pán)與硬盤(pán)緩沖區(qū)緩沖區(qū)之間的數(shù)據(jù)傳輸率，它與硬之間的數(shù)據(jù)傳輸率，它與硬盤(pán)接口類型和硬盤(pán)緩沖區(qū)容量大小有關(guān)盤(pán)接口類型和硬盤(pán)緩沖區(qū)容量大小有關(guān),支持支持ATA-133(IDE)的硬盤(pán)傳輸率可達(dá)的硬盤(pán)傳輸率可達(dá)133MB/s ，而，而SATA 1.0 接口的硬盤(pán)傳輸率可達(dá)接口的硬盤(pán)傳輸率可達(dá)150MB/s, SATA 2.0傳傳輸率可達(dá)輸率可達(dá)300MB/s 。v持續(xù)傳輸率持續(xù)傳輸率也稱為也稱為內(nèi)部?jī)?nèi)部傳輸率，它反映硬盤(pán)傳輸率，它反映硬盤(pán)緩沖區(qū)緩沖區(qū)與硬與硬盤(pán)盤(pán)磁頭磁頭之間交換數(shù)據(jù)的速度。內(nèi)部傳輸率依賴硬盤(pán)的主之間交換數(shù)據(jù)的速度。內(nèi)部傳輸率

14、依賴硬盤(pán)的主軸旋轉(zhuǎn)速度。在單碟容量相同時(shí)，轉(zhuǎn)速高的硬盤(pán)的內(nèi)部軸旋轉(zhuǎn)速度。在單碟容量相同時(shí)，轉(zhuǎn)速高的硬盤(pán)的內(nèi)部傳輸率高。目前家用級(jí)硬盤(pán)，內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率基本還停傳輸率高。目前家用級(jí)硬盤(pán)，內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率基本還停留在留在7090 MB/s .內(nèi)部傳輸率可以明確表現(xiàn)出硬盤(pán)內(nèi)部傳輸率可以明確表現(xiàn)出硬盤(pán)的讀寫(xiě)速度，它的高低才是評(píng)價(jià)一個(gè)硬盤(pán)整體性能的決的讀寫(xiě)速度，它的高低才是評(píng)價(jià)一個(gè)硬盤(pán)整體性能的決定性因素，它是衡量硬盤(pán)性能的真正標(biāo)準(zhǔn)。定性因素，它是衡量硬盤(pán)性能的真正標(biāo)準(zhǔn)。 高速緩沖區(qū)高速緩沖區(qū)CACHEvRAM的速度要比硬盤(pán)快幾百倍，人們?cè)谟脖P(pán)中設(shè)計(jì)的速度要比硬盤(pán)快幾百倍，人們?cè)谟脖P(pán)中設(shè)計(jì)了一個(gè)專門(mén)的存儲(chǔ)器

15、了一個(gè)專門(mén)的存儲(chǔ)器 一個(gè)速度很快的一個(gè)速度很快的RAM，稱稱為高速緩沖存儲(chǔ)器。這樣，往硬盤(pán)上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，為高速緩沖存儲(chǔ)器。這樣，往硬盤(pán)上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，只要把數(shù)據(jù)寫(xiě)到只要把數(shù)據(jù)寫(xiě)到CACHE中，直到磁盤(pán)空閑時(shí)才把高中，直到磁盤(pán)空閑時(shí)才把高速緩存中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入硬盤(pán)，而速緩存中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入硬盤(pán)，而CPU則不用管它；讀則不用管它；讀盤(pán)時(shí)，系統(tǒng)檢查數(shù)據(jù)是否在高速緩存中，如果有需盤(pán)時(shí)，系統(tǒng)檢查數(shù)據(jù)是否在高速緩存中，如果有需要讀的數(shù)據(jù)，則被選中，就可以直接從要讀的數(shù)據(jù)，則被選中，就可以直接從CACHE中把中把它讀出來(lái)，而不用花大量的時(shí)間去等待硬盤(pán)讀出數(shù)它讀出來(lái)，而不用花大量的時(shí)間去等待硬盤(pán)讀出數(shù)據(jù)，從而提高了據(jù)，

16、從而提高了CPU工作效率。通常硬盤(pán)容量越大，工作效率。通常硬盤(pán)容量越大，緩沖區(qū)越大，因此即使是緩沖區(qū)越大，因此即使是EIDE接口的硬盤(pán)，為了提接口的硬盤(pán)，為了提高性能，至少也要擁有高性能，至少也要擁有256KB的高速緩存。目前硬的高速緩存。目前硬盤(pán)的高速緩沖在盤(pán)的高速緩沖在8MB-16MB。4-4 硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的接口標(biāo)準(zhǔn)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的接口標(biāo)準(zhǔn)v一般硬盤(pán)的接口有三類：一般硬盤(pán)的接口有三類：vIDE（AT或或ATX）(并口并口)類類vSATA（串口）：（串口）： SATA、SATA、SATAvSCSI（用于蘋(píng)果機(jī)、中高端服務(wù)器、高檔工作站）（用于蘋(píng)果機(jī)、中高端服務(wù)器、高檔工作站）IDE接口SATA接口

17、4-4-1 ATA硬盤(pán)接口標(biāo)準(zhǔn)硬盤(pán)接口標(biāo)準(zhǔn)vATA接口標(biāo)準(zhǔn)是接口標(biāo)準(zhǔn)是IDE硬盤(pán)的特定接口標(biāo)準(zhǔn)。硬盤(pán)的特定接口標(biāo)準(zhǔn)。ATA/IDE推出在推出在1986年，作為一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，沿年，作為一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，沿用至今。用至今。v1993年推出一個(gè)擴(kuò)展的年推出一個(gè)擴(kuò)展的ATA接口標(biāo)準(zhǔn)，即接口標(biāo)準(zhǔn)，即ATA-2。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)增加了快速的這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)增加了快速的PIO模式和模式和DMA模式模式；v改進(jìn)了硬盤(pán)的自動(dòng)識(shí)別功能，這對(duì)于即插即用改進(jìn)了硬盤(pán)的自動(dòng)識(shí)別功能，這對(duì)于即插即用（PnP）和與后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)的兼容性都具有重要作用；和與后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)的兼容性都具有重要作用；支持支持LBA模式。后又推出模式。后又推出ATA-3標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。

18、vPIO模式與模式與DMA模式模式v硬盤(pán)與主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的方式有兩種，一種是硬盤(pán)與主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的方式有兩種，一種是通過(guò)通過(guò)CPU執(zhí)行執(zhí)行I/O端口指令來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)端口指令來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)的的PIO模式模式；另一種是不經(jīng)過(guò)；另一種是不經(jīng)過(guò)CPU的的DMA方式方式。 vPIO（Programming Input/Output）模）模式，這種模式使用式，這種模式使用PC I/O端口指令來(lái)傳送所端口指令來(lái)傳送所有的命令、狀態(tài)和數(shù)據(jù)。這種指令只需一次取指有的命令、狀態(tài)和數(shù)據(jù)。這種指令只需一次取指令就可重復(fù)多次地完成令就可重復(fù)多次地完成I/O操作?？蛇_(dá)到高的數(shù)操作?？蛇_(dá)到高的數(shù)據(jù)傳輸率。據(jù)傳輸率

19、。vDMA（Direct Memory Access）（指導(dǎo)）（指導(dǎo)內(nèi)存直接讀?。?，它表示數(shù)據(jù)不經(jīng)過(guò)內(nèi)存直接讀取），它表示數(shù)據(jù)不經(jīng)過(guò)CPU，而，而直接在硬盤(pán)和內(nèi)存之間傳送。直接在硬盤(pán)和內(nèi)存之間傳送。4-4-2 Serial ATA也就是串行也就是串行ATAv它與目前廣泛采用的它與目前廣泛采用的ATA/100或或ATA/133等接等接口最根本的不同在于，以前硬盤(pán)所有的口最根本的不同在于，以前硬盤(pán)所有的ATA接口類接口類型都是采用并行方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，因而統(tǒng)稱型都是采用并行方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，因而統(tǒng)稱并行并行ATA。v 而而Serial ATA，顧名思義，也就是采用串行方式，顧名思義，也就是采用串行

20、方式（Serial ATA采用采用“序列式序列式”的結(jié)構(gòu)，把若干位的結(jié)構(gòu)，把若干位（bit）數(shù)據(jù)打包，然后采用比并行式更高的速度）數(shù)據(jù)打包，然后采用比并行式更高的速度（高（高50%），把數(shù)據(jù)分組形式傳輸至主機(jī)的方式），把數(shù)據(jù)分組形式傳輸至主機(jī)的方式） 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。vIntel公司公司865芯片組以后都支持。芯片組以后都支持。v AMD公司公司K8T800芯片組以后都支持。芯片組以后都支持。v nVIDIA公司公司nForce3芯片組以后都支持。芯片組以后都支持。 4-4-3 SCSI接口硬盤(pán)接口硬盤(pán)vSCSI即是小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口（即是小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口（ Small Comp

21、uter System Interface ），是），是同同IDE（ATA）完全不同的接口，）完全不同的接口，SCSI并并不是專門(mén)為硬盤(pán)設(shè)計(jì)的接口，而是一種廣泛不是專門(mén)為硬盤(pán)設(shè)計(jì)的接口，而是一種廣泛應(yīng)用于小型機(jī)上的高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。應(yīng)用于小型機(jī)上的高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。SCSI接口具有應(yīng)用范圍廣、多任務(wù)、帶寬大、接口具有應(yīng)用范圍廣、多任務(wù)、帶寬大、CPU占用率低，以及熱插拔等優(yōu)點(diǎn)，但較高占用率低，以及熱插拔等優(yōu)點(diǎn)，但較高的價(jià)格使得它很難如的價(jià)格使得它很難如IDE硬盤(pán)般普及，因此硬盤(pán)般普及，因此SCSI硬盤(pán)主要應(yīng)用于中、高端服務(wù)器和高檔硬盤(pán)主要應(yīng)用于中、高端服務(wù)器和高檔工作站中。工作站中。vSCSI

22、接口是一個(gè)通用接口，在SCSI母線上可以連接主機(jī)適配器和八個(gè)SCSI外設(shè)控制器，外設(shè)可以包括磁盤(pán)、磁帶、CD-ROM、可擦寫(xiě)光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、打印機(jī)、掃描儀和通訊設(shè)備等。vSCSI還是一種多任務(wù)接口，設(shè)有母線仲裁功能。掛在一個(gè)SCSI母線上的多個(gè)外設(shè)可以同時(shí)工作。vSCSI接口可以同步或異步傳輸數(shù)據(jù)，同步傳輸速率可以達(dá)到10MB/s，異步傳輸速率可以達(dá)到1.5MB/s。vSCSI的版本有： SCSI-1、 SCSI-2 SCSI-3vSCSI設(shè)備還具有智能化，SCSI卡自己可對(duì)CPU指令進(jìn)行排隊(duì)，這樣就提高了工作效率。 v使用使用SCSI硬盤(pán)時(shí)需要在主板上擴(kuò)充專門(mén)的硬盤(pán)時(shí)需要在主板上擴(kuò)充專門(mén)的SCS

23、I接接口卡，并安裝專門(mén)的驅(qū)動(dòng)程序，每個(gè)口卡，并安裝專門(mén)的驅(qū)動(dòng)程序，每個(gè)SCSI卡可同卡可同時(shí)連接時(shí)連接7個(gè)外設(shè)。個(gè)外設(shè)。v SCSI硬盤(pán)和硬盤(pán)和IDE硬盤(pán)可以一起使用，但在啟動(dòng)時(shí)硬盤(pán)可以一起使用，但在啟動(dòng)時(shí)首先啟動(dòng)主板的首先啟動(dòng)主板的BIOS，然后才會(huì)引導(dǎo)，然后才會(huì)引導(dǎo)SCSI控制控制卡的卡的BIOS，所以，所以，IDE硬盤(pán)有較高的優(yōu)先權(quán)作為硬盤(pán)有較高的優(yōu)先權(quán)作為啟動(dòng)盤(pán)。啟動(dòng)盤(pán)。4-4-4 RAID標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)v什么是什么是RAID vRAID是是Redundant Array of Independent Disk的縮寫(xiě)，翻譯成中的縮寫(xiě)，翻譯成中文意思是文意思是“獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列

24、”，意為獨(dú)，意為獨(dú)立冗余磁盤(pán)陣列，是磁盤(pán)陣列在技術(shù)上實(shí)立冗余磁盤(pán)陣列，是磁盤(pán)陣列在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)的理論標(biāo)準(zhǔn)，其目的在于減少錯(cuò)誤、提現(xiàn)的理論標(biāo)準(zhǔn)，其目的在于減少錯(cuò)誤、提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能與可靠度。常用的等級(jí)高存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能與可靠度。常用的等級(jí)有有1、3、5 級(jí)等。級(jí)等。 v簡(jiǎn)單的說(shuō)，簡(jiǎn)單的說(shuō)，RAID是一種把多塊獨(dú)立的硬盤(pán)是一種把多塊獨(dú)立的硬盤(pán)（物理硬盤(pán)）按不同的方式組合起來(lái)形成一個(gè)（物理硬盤(pán)）按不同的方式組合起來(lái)形成一個(gè)硬盤(pán)組（邏輯硬盤(pán)），從而提供比單個(gè)硬盤(pán)更硬盤(pán)組（邏輯硬盤(pán)），從而提供比單個(gè)硬盤(pán)更高的存儲(chǔ)性能和提供數(shù)據(jù)備份技術(shù)。組成磁盤(pán)高的存儲(chǔ)性能和提供數(shù)據(jù)備份技術(shù)。組成磁盤(pán)陣列的不同方式成為陣列

25、的不同方式成為RAID級(jí)別（級(jí)別（RAID Levels）。）。v數(shù)據(jù)備份的功能是在用戶數(shù)據(jù)一旦發(fā)生損壞后，數(shù)據(jù)備份的功能是在用戶數(shù)據(jù)一旦發(fā)生損壞后，利用備份信息可以使損壞數(shù)據(jù)得以恢復(fù)，從而利用備份信息可以使損壞數(shù)據(jù)得以恢復(fù)，從而保障了用戶數(shù)據(jù)的安全性。在用戶看起來(lái)，組保障了用戶數(shù)據(jù)的安全性。在用戶看起來(lái)，組成的磁盤(pán)組就像是一個(gè)硬盤(pán)，用戶可以對(duì)它進(jìn)成的磁盤(pán)組就像是一個(gè)硬盤(pán)，用戶可以對(duì)它進(jìn)行分區(qū)，格式化等等。行分區(qū)，格式化等等。v總之，對(duì)磁盤(pán)陣列的操作與單個(gè)硬盤(pán)一總之，對(duì)磁盤(pán)陣列的操作與單個(gè)硬盤(pán)一模一樣。不同的是，磁盤(pán)陣列的存儲(chǔ)速模一樣。不同的是，磁盤(pán)陣列的存儲(chǔ)速度要比單個(gè)硬盤(pán)高很多，而且可以提

26、供度要比單個(gè)硬盤(pán)高很多，而且可以提供自動(dòng)數(shù)據(jù)備份。自動(dòng)數(shù)據(jù)備份。 v最常用到的是最常用到的是RAID0、RAID1和和RAID 0+1。RAID0指加速、指加速、RAID1指?jìng)浞?、指?jìng)浞?、RAID 0+1既能備份既能備份又能加速。又能加速。v不過(guò)，備份功能需兩塊硬盤(pán)，所以，不過(guò)，備份功能需兩塊硬盤(pán)，所以，RAID0功能是最廉價(jià)的。功能是最廉價(jià)的。 vRAID 0：將多個(gè)較小的磁盤(pán)合并成一個(gè)大的：將多個(gè)較小的磁盤(pán)合并成一個(gè)大的磁盤(pán)，不具有冗余，并行磁盤(pán)，不具有冗余，并行I/O，速度最快。，速度最快。RAID 0亦稱為亦稱為帶區(qū)集帶區(qū)集。它是將多個(gè)。它是將多個(gè) 磁盤(pán)并磁盤(pán)并列起來(lái)，成為一個(gè)大硬盤(pán)。

27、在存放數(shù)據(jù)時(shí)，其列起來(lái)，成為一個(gè)大硬盤(pán)。在存放數(shù)據(jù)時(shí)，其將數(shù)據(jù)按磁盤(pán)的個(gè)數(shù)來(lái)進(jìn)行分段，然后同時(shí)將將數(shù)據(jù)按磁盤(pán)的個(gè)數(shù)來(lái)進(jìn)行分段，然后同時(shí)將這些數(shù)據(jù)寫(xiě)進(jìn)這些盤(pán)中。這些數(shù)據(jù)寫(xiě)進(jìn)這些盤(pán)中。 所以，在所有的級(jí)所以，在所有的級(jí)別中，別中，RAID 0的速度是最快的。但是的速度是最快的。但是RAID 0沒(méi)有冗余功能的，如果一個(gè)磁盤(pán)（物沒(méi)有冗余功能的，如果一個(gè)磁盤(pán)（物理）損壞，則所有的數(shù)理）損壞，則所有的數(shù) 據(jù)都無(wú)法使用。據(jù)都無(wú)法使用。 vRAID 1：兩組相同的磁盤(pán)系統(tǒng)互作鏡像，速：兩組相同的磁盤(pán)系統(tǒng)互作鏡像，速度沒(méi)有提高，但是允許單個(gè)磁盤(pán)錯(cuò)，可靠性最度沒(méi)有提高，但是允許單個(gè)磁盤(pán)錯(cuò)，可靠性最高。高。RAID

28、 1就是鏡像。其原理為就是鏡像。其原理為 在主硬盤(pán)在主硬盤(pán)上存放數(shù)據(jù)的同時(shí)也在鏡像硬盤(pán)上寫(xiě)一樣的數(shù)上存放數(shù)據(jù)的同時(shí)也在鏡像硬盤(pán)上寫(xiě)一樣的數(shù)據(jù)。當(dāng)主硬盤(pán)（物理）損壞時(shí)，鏡像硬盤(pán)則代據(jù)。當(dāng)主硬盤(pán)（物理）損壞時(shí)，鏡像硬盤(pán)則代替主硬盤(pán)的工作。因替主硬盤(pán)的工作。因 為有鏡像硬盤(pán)做數(shù)據(jù)備為有鏡像硬盤(pán)做數(shù)據(jù)備份，所以份，所以RAID 1的數(shù)據(jù)安全性在所有的的數(shù)據(jù)安全性在所有的RAID級(jí)別上來(lái)說(shuō)是最好的。但是其磁盤(pán)的利級(jí)別上來(lái)說(shuō)是最好的。但是其磁盤(pán)的利用率卻只有用率卻只有50%， 是所有是所有RAID上磁盤(pán)利用上磁盤(pán)利用率最低的一個(gè)級(jí)別。率最低的一個(gè)級(jí)別。 vRAID 3:存放數(shù)據(jù)的原理和存放數(shù)據(jù)的原理和RA

29、ID0、RAID1不同。不同。RAID 3是以一個(gè)硬盤(pán)來(lái)存放數(shù)據(jù)的奇偶是以一個(gè)硬盤(pán)來(lái)存放數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)位校驗(yàn)位，數(shù)據(jù)則分段存儲(chǔ)于其余硬盤(pán)，數(shù)據(jù)則分段存儲(chǔ)于其余硬盤(pán) 中。它象中。它象RAID 0一樣以并行的方式來(lái)存放數(shù)，但速度沒(méi)一樣以并行的方式來(lái)存放數(shù)，但速度沒(méi)有有RAID 0快。如果數(shù)據(jù)盤(pán)（物理）損壞，只要快。如果數(shù)據(jù)盤(pán)（物理）損壞，只要將壞硬盤(pán)換掉，將壞硬盤(pán)換掉，RAID 控制系統(tǒng)則會(huì)根據(jù)校驗(yàn)控制系統(tǒng)則會(huì)根據(jù)校驗(yàn)盤(pán)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)位在新盤(pán)中重建壞盤(pán)上的數(shù)據(jù)。不盤(pán)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)位在新盤(pán)中重建壞盤(pán)上的數(shù)據(jù)。不過(guò)，如果校驗(yàn)盤(pán)（物理）損壞的話，則全部數(shù)據(jù)過(guò)，如果校驗(yàn)盤(pán)（物理）損壞的話，則全部數(shù)據(jù)都都 無(wú)法使用

30、。利用單獨(dú)的校驗(yàn)盤(pán)來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)雖然無(wú)法使用。利用單獨(dú)的校驗(yàn)盤(pán)來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)雖然沒(méi)有鏡像的安全性高，但是硬盤(pán)利用率得到了很沒(méi)有鏡像的安全性高，但是硬盤(pán)利用率得到了很大的提高，為大的提高，為n-1。 vRAID 5：向陣列中的磁盤(pán)寫(xiě)數(shù)據(jù)，：向陣列中的磁盤(pán)寫(xiě)數(shù)據(jù)，奇奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)存放在陣列中的各個(gè)盤(pán)上偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)存放在陣列中的各個(gè)盤(pán)上，允許單個(gè)磁盤(pán)出錯(cuò)。允許單個(gè)磁盤(pán)出錯(cuò)。RAID 5也是以數(shù)也是以數(shù)據(jù)的校驗(yàn)據(jù)的校驗(yàn) 位來(lái)保證數(shù)據(jù)的安全，但它不位來(lái)保證數(shù)據(jù)的安全，但它不是以單獨(dú)硬盤(pán)來(lái)存放數(shù)據(jù)的校驗(yàn)位，而是以單獨(dú)硬盤(pán)來(lái)存放數(shù)據(jù)的校驗(yàn)位，而是將數(shù)據(jù)段的校驗(yàn)位交互存放于各個(gè)硬是將數(shù)據(jù)段的校驗(yàn)位交互存放于各個(gè)硬盤(pán)上。這

31、樣，任何一個(gè)硬盤(pán)損壞，都可盤(pán)上。這樣，任何一個(gè)硬盤(pán)損壞，都可以根據(jù)其它硬盤(pán)上的校驗(yàn)位來(lái)重建損壞以根據(jù)其它硬盤(pán)上的校驗(yàn)位來(lái)重建損壞的數(shù)據(jù)。硬盤(pán)的利用率為的數(shù)據(jù)。硬盤(pán)的利用率為n-1。 v下圖是磁盤(pán)陣列卡，插入主板下圖是磁盤(pán)陣列卡，插入主板PCI槽槽4-4-5 SSD固態(tài)硬盤(pán) v固態(tài)硬盤(pán)（固態(tài)硬盤(pán)（Solid State DiskSolid State Disk）是用固態(tài)電子存）是用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列而制成的硬盤(pán)，由儲(chǔ)芯片陣列而制成的硬盤(pán)，由控制單元控制單元和和存儲(chǔ)單存儲(chǔ)單元元（FLASHFLASH芯片、芯片、DRAMDRAM芯片）組成。芯片）組成。v固態(tài)硬盤(pán)在接口的規(guī)范和定義、功能及使用方法固

32、態(tài)硬盤(pán)在接口的規(guī)范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤(pán)的完全相同，在產(chǎn)品外形和尺寸上上與普通硬盤(pán)的完全相同，在產(chǎn)品外形和尺寸上也完全與普通硬盤(pán)一致。被廣泛應(yīng)用于軍事、車也完全與普通硬盤(pán)一致。被廣泛應(yīng)用于軍事、車載、工控、視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)終端、電載、工控、視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)終端、電力、醫(yī)療、航空、導(dǎo)航設(shè)備等領(lǐng)域。力、醫(yī)療、航空、導(dǎo)航設(shè)備等領(lǐng)域。( (下頁(yè)圖為大固態(tài)硬盤(pán)主控芯片品牌、型號(hào)、產(chǎn)品下頁(yè)圖為大固態(tài)硬盤(pán)主控芯片品牌、型號(hào)、產(chǎn)品) )v SSD固態(tài)硬盤(pán)的優(yōu)點(diǎn)有：讀寫(xiě)速度快、防震抗固態(tài)硬盤(pán)的優(yōu)點(diǎn)有：讀寫(xiě)速度快、防震抗 摔性、低功耗、無(wú)噪音、工作溫度范圍大、輕便摔性、低功耗、無(wú)噪音、

33、工作溫度范圍大、輕便v 缺點(diǎn)是缺點(diǎn)是：（1）與相同價(jià)位的硬盤(pán)相比，存儲(chǔ)容量相差大與相同價(jià)位的硬盤(pán)相比，存儲(chǔ)容量相差大（2）固態(tài)硬盤(pán)閃存具有擦寫(xiě)次數(shù)限制，導(dǎo)致使用）固態(tài)硬盤(pán)閃存具有擦寫(xiě)次數(shù)限制，導(dǎo)致使用壽命短壽命短（3）售價(jià)稍高（）售價(jià)稍高（市場(chǎng)上的64GB 固態(tài)硬盤(pán)產(chǎn)品的價(jià)格大約在在400人民幣左右，而128GB的產(chǎn)品價(jià)格大約在800人民幣）4-5 硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的安裝與使用及注意事項(xiàng)v 4-5-1 硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的安裝硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的安裝v1 、 IDE硬盤(pán)的主、從盤(pán)跳線硬盤(pán)的主、從盤(pán)跳線v安裝硬盤(pán)時(shí)，首先要注意正確識(shí)別硬盤(pán)的主從跳線，在安裝硬盤(pán)時(shí)，首先要注意正確識(shí)別硬盤(pán)的主從跳線，在每一臺(tái)每一臺(tái)IDE

34、設(shè)備上都有設(shè)置主（設(shè)備上都有設(shè)置主（Master）、從）、從（Slave）方式的跳線，用來(lái)區(qū)別一條線上的兩個(gè)設(shè)備。）方式的跳線，用來(lái)區(qū)別一條線上的兩個(gè)設(shè)備。v在安裝時(shí)，注意使用細(xì)紋螺釘。在安裝時(shí)，注意使用細(xì)紋螺釘。v連接電源線和數(shù)據(jù)電纜，連接電源線和數(shù)據(jù)電纜，IDE、EIDE接口的硬盤(pán)為接口的硬盤(pán)為40芯的扁平電纜，芯的扁平電纜，SCSI接口的硬盤(pán)為接口的硬盤(pán)為50芯的扁平電芯的扁平電纜。纜。v一般來(lái)說(shuō)，硬盤(pán)出廠時(shí)默認(rèn)的設(shè)置是作一般來(lái)說(shuō)，硬盤(pán)出廠時(shí)默認(rèn)的設(shè)置是作為主盤(pán)，當(dāng)只安裝一個(gè)硬盤(pán)時(shí)是不需要為主盤(pán)，當(dāng)只安裝一個(gè)硬盤(pán)時(shí)是不需要改動(dòng)的；但當(dāng)安裝多個(gè)硬盤(pán)時(shí)，就需要改動(dòng)的；但當(dāng)安裝多個(gè)硬盤(pán)時(shí)，就需

35、要對(duì)硬盤(pán)跳線重新設(shè)置了。硬盤(pán)上的跳線對(duì)硬盤(pán)跳線重新設(shè)置了。硬盤(pán)上的跳線比較簡(jiǎn)單，其跳線位置多在硬盤(pán)后面數(shù)比較簡(jiǎn)單，其跳線位置多在硬盤(pán)后面數(shù)據(jù)線接口和電源線接口之間。據(jù)線接口和電源線接口之間。跳線跳線數(shù)據(jù)線接口數(shù)據(jù)線接口電源接口電源接口跳線跳線如果跳線卡接在第一排，則為master or single 盤(pán)。表示設(shè)置硬盤(pán)為主盤(pán)或該通道上只單獨(dú)連接一個(gè)硬盤(pán)，即該硬盤(pán)獨(dú)占一個(gè)IDE通道，這個(gè)通道上不能有從盤(pán)。注意，電腦啟動(dòng)的時(shí)候，進(jìn)入的是主盤(pán)。slave 則是設(shè)為從盤(pán)。該圖顯示，如果將所有的跳線卡撥下來(lái)，則為從盤(pán)。Master with a non-ATA compatible slave 表示存在一個(gè)主盤(pán)，而從盤(pán)是不與ATA接口硬盤(pán)兼容的硬盤(pán)，這包括老式的不支持DMA33的硬盤(pán)或SCSI接口硬盤(pán)）Cable Select（使用數(shù)據(jù)線選擇硬盤(pán)主從）v2 、串口硬盤(pán)接口：、串口硬盤(pán)接口：vINTEL 865以后主板一般都提供二、四組以后主板一般都提供二、四組SATA接口，支持接口，支持SATA2硬盤(pán)，包括硬盤(pán)，包括3