第四章存儲(chǔ)器.

1、第四章第四章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器中南林業(yè)科技大學(xué)中南林業(yè)科技大學(xué)計(jì)算計(jì)算機(jī)維修協(xié)會(huì)機(jī)維修協(xié)會(huì)收集整理收集整理4.1 內(nèi)存內(nèi)存4.1.1 內(nèi)存分類內(nèi)存分類1 按內(nèi)存工作原理分類 按工作原理內(nèi)存可分為只讀存儲(chǔ)器ROM和隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM。2 按內(nèi)存外觀分類 內(nèi)存按外觀分，有雙列直插封裝內(nèi)存芯片和內(nèi)存條兩種。 為了節(jié)省主板空間和增強(qiáng)配置的靈活性，現(xiàn)在的主板均采用內(nèi)存條結(jié)構(gòu)。條形存儲(chǔ)器是把存儲(chǔ)器芯片、電容、電阻等元件焊在一小條印制電路板上，構(gòu)成大容量?jī)?nèi)存條。內(nèi)存條主要有SIMM、DIMM兩種模組。(1) SIMM模組 SIMM即單列接觸內(nèi)存模組。SIMM是一種兩側(cè)金手指都提供相同信號(hào)的內(nèi)存結(jié)構(gòu)，它多用于早期的

2、FPM和EDD DRAM，最初一次只能傳輸8位數(shù)據(jù)，后來(lái)逐漸推出16位、32位的SIMM模組，其中8位和16位 SIMM使用30線接口，32位 SIMM使用72線接口。(2) DIMM模組 DIMM即雙邊接觸內(nèi)存模組，也就是說(shuō)這種接口類型內(nèi)存條的兩邊都有數(shù)據(jù)接口觸片，而且各自獨(dú)立傳輸信號(hào)，因此可以滿足更多數(shù)據(jù)信號(hào)的傳送需求。 SDRAM DIMM為168線DIMM結(jié)構(gòu)，金手指每面為84線，金手指上有兩個(gè)卡口。圖4.1 SDR內(nèi)存條 DDR內(nèi)存模組采用184線DIMM結(jié)構(gòu)，金手指每面有92線，金手指上只有一個(gè)卡口，DDR內(nèi)存金手指離內(nèi)存端最近的距離為59.21mm，占整個(gè)長(zhǎng)度約45%左右。圖4.

3、2 DDR內(nèi)存條 DDR2內(nèi)存模組為240線DIMM結(jié)構(gòu)，金手指每面有120線，與DDR內(nèi)存模組一樣金手指上也只有一個(gè)卡口，但是卡口的位置與DDR內(nèi)存模組稍微有不同，DDR2內(nèi)存金手指離內(nèi)存端最近的距離為61.86mm，占整個(gè)長(zhǎng)度約47%左右。圖4.3 DDR2內(nèi)存條 DDR3內(nèi)存模組也為240線DIMM結(jié)構(gòu)，金手指每面有120線，與DDR、DDR2內(nèi)存模組一樣金手指上也只有一個(gè)卡口，但是卡口的位置與DDR、DDR2內(nèi)存模組均不同，DDR3內(nèi)存金手指離內(nèi)存端最近的距離為53.88mm，占整個(gè)長(zhǎng)度約41%左右。圖4.4 DDR3內(nèi)存條4.1.2 內(nèi)存顆粒的封裝及內(nèi)存條的組成內(nèi)存顆粒的封裝及內(nèi)存條

4、的組成1 內(nèi)存顆粒的封裝內(nèi)存顆粒的封裝 顆粒封裝其實(shí)就是內(nèi)存芯片所采用的封裝技術(shù)類型。不同的封裝技術(shù)在制造工序和工藝方面差異很大，封裝后對(duì)內(nèi)存芯片自身性能的發(fā)揮也起到至關(guān)重要的作用。 目前內(nèi)存芯片封裝主要有TSOP、BGA、FBGA等3種封裝技術(shù)。4.1.2 內(nèi)存顆粒的封裝及內(nèi)存條的組成內(nèi)存顆粒的封裝及內(nèi)存條的組成1 內(nèi)存顆粒的封裝2 內(nèi)存條結(jié)構(gòu)1PCB板2金手指3內(nèi)存芯片4金手指缺口5電容6電阻7SPD芯片4.1.3 內(nèi)存?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)內(nèi)存?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)1 內(nèi)存數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程 內(nèi)存數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程是從內(nèi)存預(yù)讀數(shù)據(jù)、保存在內(nèi)存單元隊(duì)列、然后傳輸?shù)絻?nèi)存I/O緩存、再傳輸?shù)紺PU系統(tǒng)進(jìn)行處理。1） SDR數(shù)據(jù)傳輸數(shù)

5、據(jù)傳輸 如圖4.5所示，SDR內(nèi)存采用100MHz的核心頻率，通過(guò)一條路線同步傳輸?shù)絀/O緩存，實(shí)現(xiàn)100MHz傳輸速度。圖4.5 SDR傳輸過(guò)程2） DDR數(shù)據(jù)傳輸 如圖4.6所示，DDR內(nèi)存采用200MHz的核心頻率，通過(guò)兩條路線同步傳輸?shù)絀/O緩存，實(shí)現(xiàn)400MHz傳輸速度。圖4.6 DDR傳輸過(guò)程3） DDR2數(shù)據(jù)傳輸 如圖4.7所示，DDR2采用100MHz的核心頻率，通過(guò)四條傳輸路線同步傳輸至I/O緩存，同樣實(shí)現(xiàn)400MHz傳輸速度。圖 4.7 DDR2傳輸過(guò)程4） DDR3數(shù)據(jù)傳輸 如圖4.8所示，DDR3采用100MHz的核心頻率，通過(guò)八條傳輸路線同步傳輸至I/O緩存，實(shí)現(xiàn)80

6、0MHz傳輸速度。圖4.8 DDR3傳輸過(guò)程2 內(nèi)存?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)內(nèi)存?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)1） SDR傳輸標(biāo)準(zhǔn) 100為系統(tǒng)總線頻率為100MHz，而且要求CMOS中CL置2下能穩(wěn)定工作的SDRAM，符合該標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)存都稱為PC100。(1) PC100133指的是該內(nèi)存工作頻率可達(dá)133MHz。(2) PC1332) DDR SDRAM傳輸標(biāo)準(zhǔn) DDR的核心頻率與時(shí)鐘頻率相等，但數(shù)據(jù)頻率為時(shí)鐘頻率的兩倍。DDRDDR傳輸標(biāo)準(zhǔn)傳輸標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘頻率時(shí)鐘頻率數(shù)據(jù)傳輸頻率數(shù)據(jù)傳輸頻率數(shù)據(jù)傳輸率數(shù)據(jù)傳輸率DDR200/PC1600DDR200/PC1600100MHz100MHz200MHz200MHz1600MB/s160

7、0MB/sDDR266/PC2100DDR266/PC2100133MHz133MHz266MHz266MHz2100MB/s2100MB/sDDR333/PC2700DDR333/PC2700166MHz166MHz333MHz333MHz2700MB/s2700MB/sDDR333/PC2700DDR333/PC2700200MHz200MHz400MHz400MHz3200MB/s3200MB/s DDR2核心頻率僅為時(shí)鐘頻率的一半、時(shí)鐘頻率再為數(shù)據(jù)頻率的一半。3） DDR2傳輸標(biāo)準(zhǔn)DDR2 DDR2 傳輸標(biāo)準(zhǔn)傳輸標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘頻率時(shí)鐘頻率數(shù)據(jù)傳輸頻率數(shù)據(jù)傳輸頻率數(shù)據(jù)傳輸率數(shù)據(jù)傳輸率DDR2

8、400/PC2 3200DDR2 400/PC2 3200200MHz200MHz400MHz400MHz3200MB/s3200MB/sDDR2 533/PC2 4300DDR2 533/PC2 4300266MHz266MHz533MHz533MHz4300MB/s4300MB/sDDR2 667/PC2 5300DDR2 667/PC2 5300333MHz333MHz667MHz667MHz5300MB/s5300MB/sDDR2 800/PC2 6400DDR2 800/PC2 6400400MHz400MHz800MHz800MHz6400MB/s6400MB/s DDR3的時(shí)鐘頻

9、率為核心頻率的四倍，數(shù)據(jù)頻率為時(shí)鐘頻率的兩倍。4） DDR3傳輸標(biāo)準(zhǔn)DDR2 DDR2 傳輸標(biāo)準(zhǔn)傳輸標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘頻率時(shí)鐘頻率數(shù)據(jù)傳輸頻率數(shù)據(jù)傳輸頻率數(shù)據(jù)傳輸率數(shù)據(jù)傳輸率DDR3 1066/PC3 6400DDR3 1066/PC3 6400533MHz533MHz1066MHz1066MHz6400MB/s6400MB/sDDR3 1333/PC3 8600DDR3 1333/PC3 8600664MHz664MHz1333MHz1333MHz8600MB/s8600MB/sDDR3 1600/PC3 10600DDR3 1600/PC3 10600800MHz800MHz1600MHz1600M

10、Hz10600MB/s10600MB/sDDR3 2000/PC2 12800DDR3 2000/PC2 128001000MHz1000MHz2000MHz2000MHz12800MB/s12800MB/s3 內(nèi)存條新技術(shù)內(nèi)存條新技術(shù) 從DDR2開(kāi)始，內(nèi)存條采用OCD、ODT和Post CAS三項(xiàng)新技術(shù)。 OCD(Off-Chip Driver，離線驅(qū)動(dòng)調(diào)整)是一些I/O驅(qū)動(dòng)電阻，可以通過(guò)這些電阻調(diào)整電壓，減少DQ-DQS畸變，改進(jìn)信號(hào)的完整性。1） OCD ODT將終結(jié)電阻設(shè)置于內(nèi)存芯片內(nèi)，在DRAM模組工作時(shí)把終結(jié)電阻器關(guān)閉，而對(duì)于不工作的DRAM模組則進(jìn)行終結(jié)操作，減少信號(hào)反射。2）

11、ODT Post CAS是為了解決DDR內(nèi)存中指令沖突問(wèn)題，提高內(nèi)存的利用效率而設(shè)計(jì)的功能。在Post CAS操作中，它允許CAS信號(hào)緊隨RAS發(fā)送，CAS信號(hào)能夠被插到RAS信號(hào)后面的一個(gè)時(shí)鐘周期，CAS命令可以在附加延遲后面保持有效。3） Post CAS4.1.4 內(nèi)存條性能指標(biāo)內(nèi)存條性能指標(biāo) 內(nèi)存的位寬是指內(nèi)存在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)所能傳送數(shù)據(jù)的位數(shù)，以bit為單位，位數(shù)越大則瞬間所能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量越大，這是內(nèi)存的重要參數(shù)之一。內(nèi)存的帶寬是指內(nèi)存在單位時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸速率。1內(nèi)存位寬與帶寬4.1.4 內(nèi)存條性能指標(biāo)內(nèi)存條性能指標(biāo)1內(nèi)存位寬與帶寬 內(nèi)存容量是指該內(nèi)存條的存儲(chǔ)容量，是內(nèi)存條的關(guān)鍵性

12、參數(shù)，單位以GB為MB。一般地，內(nèi)存容量越大越有利于系統(tǒng)的運(yùn)行。目前臺(tái)式機(jī)中主流采用的內(nèi)存容量為1GMB或2GB。2內(nèi)存條容量4.1.4 內(nèi)存條性能指標(biāo)內(nèi)存條性能指標(biāo)1內(nèi)存位寬與帶寬2內(nèi)存條容量 即內(nèi)存正常工作所需要的電壓值，不同類型的內(nèi)存電壓也不同，但各自均有自己的規(guī)格，超出其規(guī)格，容易造成內(nèi)存損壞。3內(nèi)存電壓4.1.4 內(nèi)存條性能指標(biāo)內(nèi)存條性能指標(biāo)1內(nèi)存位寬與帶寬2內(nèi)存條容量3內(nèi)存電壓 內(nèi)存頻率有存儲(chǔ)單元(Cell)核心頻率、時(shí)鐘頻率及數(shù)據(jù)傳輸頻率3種。存儲(chǔ)單元核心頻率是指存儲(chǔ)單元工作頻率，它不受外界因素音響；時(shí)鐘頻率是指內(nèi)存與系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致的頻率；數(shù)據(jù)傳輸頻率是內(nèi)存模組與系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)的頻率

13、。4頻率與時(shí)序 內(nèi)存時(shí)序涉及CL、tRCD、tRP、tRAS等參數(shù)，通常所說(shuō)的內(nèi)存時(shí)序參數(shù)如“3-4-4-8”，就是指“CL-tRCD-tRP-tRAS”。如DDR2 800典型時(shí)序?yàn)?-5-5-16，DDR3 1066典型時(shí)序?yàn)?-6-6-20。4.1.4 內(nèi)存條性能指標(biāo)內(nèi)存條性能指標(biāo)1內(nèi)存位寬與帶寬2內(nèi)存條容量3內(nèi)存電壓4頻率與時(shí)序4.2 硬盤(pán)硬盤(pán)4.2.1 硬盤(pán)的發(fā)展硬盤(pán)的發(fā)展 1956年，IBM 公司制造出世界上第一塊容量為5MB 硬盤(pán)IBM 350 RAMAC。 1968年，IBM公司提出溫徹斯特技術(shù)。 20世紀(jì)80年代末期，IBM公司發(fā)明了MR磁頭。 1999年9月，Maxtor公

14、司發(fā)布首塊單碟容量高達(dá)10.2GB 的ATA硬盤(pán)。 2000年2月，希捷公司發(fā)布轉(zhuǎn)速高達(dá)15000rpm的Cheetah X15系列硬盤(pán)。 2000年3月16日，IBM首次推出玻璃硬盤(pán)Deskstar 75GXP及Deskstar 40GV。 2001年7月31日，Maxtor推出ATA/133標(biāo)準(zhǔn)。 2002年，IBM AFC技術(shù)真正走向?qū)嵱?，打破了每平方英?00GB的存儲(chǔ)密度極限。 2003年，串行ATA技術(shù)走向?qū)嵱谩?.2.2 硬盤(pán)結(jié)構(gòu)硬盤(pán)結(jié)構(gòu)1硬盤(pán)外部結(jié)構(gòu) 硬盤(pán)外部結(jié)構(gòu)由控制電路板、硬盤(pán)接口和面板等部件組成。圖4.9 IDE硬盤(pán)接口示意圖2硬盤(pán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)4.2.2 硬盤(pán)結(jié)構(gòu)硬盤(pán)結(jié)構(gòu)1硬

15、盤(pán)外部結(jié)構(gòu) 硬盤(pán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)由磁頭組件、磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、前置控制電路、盤(pán)片和主軸組件等部件組成。圖4.10 硬盤(pán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖4.11 磁頭組件4.2.3 硬盤(pán)數(shù)據(jù)接口技術(shù)硬盤(pán)數(shù)據(jù)接口技術(shù)1IDE接口 IDE接口硬盤(pán)采用ATA規(guī)范。隨著技術(shù)的發(fā)展，ATA從最早的ATA-1開(kāi)始，經(jīng)歷了ATA-2、ATA-3、ATA-4、Ultra ATA/66到Ultra ATA/100/133的發(fā)展歷程。2SCSI接口 SCSI是1979年為小型機(jī)研制的一種接口技術(shù)，但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在它被完全移植到普通計(jì)算機(jī)上。SCSI接口硬盤(pán)價(jià)格高，主要用于服務(wù)器等高端場(chǎng)合。4.2.3 硬盤(pán)數(shù)據(jù)接口技術(shù)硬盤(pán)數(shù)據(jù)接口技術(shù)1

16、IDE接口3光纖通道 光纖通道有熱插拔性、高速帶寬、遠(yuǎn)程連接和連接設(shè)備數(shù)量大等特點(diǎn)。2SCSI接口4.2.3 硬盤(pán)數(shù)據(jù)接口技術(shù)硬盤(pán)數(shù)據(jù)接口技術(shù)1IDE接口4SATA接口 SATA具有較快的外部接口傳輸速度。SATA 1.0標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到150MB/s，SATA 2.0/3.0數(shù)據(jù)傳輸率更可提升到300 MB/s600MB/s。3光纖通道2SCSI接口4.2.3 硬盤(pán)數(shù)據(jù)接口技術(shù)硬盤(pán)數(shù)據(jù)接口技術(shù)1IDE接口4.2.4 硬盤(pán)主要性能指標(biāo)硬盤(pán)主要性能指標(biāo) 硬盤(pán)內(nèi)部往往有多個(gè)疊起來(lái)的磁盤(pán)片，因此，硬盤(pán)容量=單碟容量碟片數(shù)，單位為GB。1. 硬盤(pán)容量 硬盤(pán)數(shù)據(jù)傳輸率表現(xiàn)出硬盤(pán)工作時(shí)數(shù)據(jù)傳輸速度。在讀

17、取硬盤(pán)不同磁道、不同扇區(qū)的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)存放的是否連續(xù)等因素都會(huì)影響到硬盤(pán)數(shù)據(jù)傳輸率。因?yàn)檫@個(gè)數(shù)據(jù)的不確定性，所以廠商在標(biāo)示硬盤(pán)參數(shù)時(shí)，更多是采用外部數(shù)據(jù)傳輸率和內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率。2. 數(shù)據(jù)傳輸率4.2.4 硬盤(pán)主要性能指標(biāo)硬盤(pán)主要性能指標(biāo)1. 硬盤(pán)容量 緩存是硬盤(pán)控制器上的一塊內(nèi)存芯片，具有極快的存取速度，它是硬盤(pán)內(nèi)部存儲(chǔ)和外界接口之間的緩沖器。3. 高速緩存2. 數(shù)據(jù)傳輸率4.2.4 硬盤(pán)主要性能指標(biāo)硬盤(pán)主要性能指標(biāo)1. 硬盤(pán)容量 轉(zhuǎn)速是硬盤(pán)內(nèi)部電機(jī)主軸的旋轉(zhuǎn)速度，也就是硬盤(pán)盤(pán)片在一分鐘內(nèi)所能完成的最大轉(zhuǎn)數(shù)。4. 主軸轉(zhuǎn)速3. 高速緩存2. 數(shù)據(jù)傳輸率4.2.4 硬盤(pán)主要性能指標(biāo)硬盤(pán)主要性能指標(biāo)

18、1. 硬盤(pán)容量 該指標(biāo)表示硬盤(pán)工作時(shí)產(chǎn)生的溫度，使硬盤(pán)密封殼溫度上升的情況。5 硬盤(pán)表面溫度4. 主軸轉(zhuǎn)速3. 高速緩存2. 數(shù)據(jù)傳輸率4.2.4 硬盤(pán)主要性能指標(biāo)硬盤(pán)主要性能指標(biāo)1. 硬盤(pán)容量5 硬盤(pán)表面溫度6 平均尋道時(shí)間 平均尋道時(shí)間是指硬盤(pán)在接收到系統(tǒng)指令后，磁頭從開(kāi)始移動(dòng)到移動(dòng)至數(shù)據(jù)所在的磁道所花費(fèi)時(shí)間的平均值，單位為毫秒(ms)。4. 主軸轉(zhuǎn)速3. 高速緩存2. 數(shù)據(jù)傳輸率4.2.4 硬盤(pán)主要性能指標(biāo)硬盤(pán)主要性能指標(biāo)1. 硬盤(pán)容量 指磁頭移動(dòng)到數(shù)據(jù)所在的磁道后，等待所要的數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)動(dòng)到磁頭下的時(shí)間，一般在2ms6ms之間。7 平均潛伏時(shí)間5 硬盤(pán)表面溫度6 平均尋道時(shí)間4. 主軸轉(zhuǎn)速

19、3. 高速緩存2. 數(shù)據(jù)傳輸率4.2.4 硬盤(pán)主要性能指標(biāo)硬盤(pán)主要性能指標(biāo)1. 硬盤(pán)容量 指磁頭找到指定數(shù)據(jù)的平均時(shí)間，通常是平均尋道時(shí)間和平均潛伏時(shí)間之和。8 平均訪問(wèn)時(shí)間7 平均潛伏時(shí)間5 硬盤(pán)表面溫度6 平均尋道時(shí)間4. 主軸轉(zhuǎn)速3. 高速緩存2. 數(shù)據(jù)傳輸率4.2.4 硬盤(pán)主要性能指標(biāo)硬盤(pán)主要性能指標(biāo)1. 硬盤(pán)容量 該指標(biāo)指磁頭開(kāi)始移動(dòng)直到最后找到所需要的數(shù)據(jù)塊所用的全部時(shí)間，單位為毫秒。9 全程訪問(wèn)時(shí)間8 平均訪問(wèn)時(shí)間7 平均潛伏時(shí)間5 硬盤(pán)表面溫度6 平均尋道時(shí)間4. 主軸轉(zhuǎn)速3. 高速緩存2. 數(shù)據(jù)傳輸率4.2.4 硬盤(pán)主要性能指標(biāo)硬盤(pán)主要性能指標(biāo)1. 硬盤(pán)容量 該指標(biāo)是指硬盤(pán)從

20、開(kāi)始運(yùn)行到出現(xiàn)故障的最長(zhǎng)時(shí)間，單位是小時(shí)。一般硬盤(pán)的MTBF至少在30000小時(shí)以上。10連續(xù)無(wú)故障時(shí)間9 全程訪問(wèn)時(shí)間8 平均訪問(wèn)時(shí)間7 平均潛伏時(shí)間5 硬盤(pán)表面溫度6 平均尋道時(shí)間4. 主軸轉(zhuǎn)速3. 高速緩存2. 數(shù)據(jù)傳輸率4.2.4 硬盤(pán)主要性能指標(biāo)硬盤(pán)主要性能指標(biāo)1. 硬盤(pán)容量 即使用壽命。耐用性通常是用平均無(wú)故障時(shí)間、元件設(shè)計(jì)使用周期和保質(zhì)期等指標(biāo)來(lái)衡量。11耐用性耐用性10連續(xù)無(wú)故障時(shí)間9 全程訪問(wèn)時(shí)間8 平均訪問(wèn)時(shí)間7 平均潛伏時(shí)間5 硬盤(pán)表面溫度6 平均尋道時(shí)間4. 主軸轉(zhuǎn)速3. 高速緩存2. 數(shù)據(jù)傳輸率4.2.4 硬盤(pán)主要性能指標(biāo)硬盤(pán)主要性能指標(biāo)1. 硬盤(pán)容量4.2.5 硬盤(pán)

21、工作方式硬盤(pán)工作方式1 硬盤(pán)存取模式 硬盤(pán)存取模式主要有3種：NORMAL模式、LARGE模式和LBA模式。 即普通模式。在此方式下對(duì)硬盤(pán)訪問(wèn)時(shí)，支持最大硬盤(pán)容量為528MB 。1） NORMAL模式 又稱為大硬盤(pán)管理模式。當(dāng)硬盤(pán)的柱面數(shù)超過(guò)1024 而又不為L(zhǎng)BA 支持時(shí)可采用這種模式。2） LARGE模式 即邏輯塊尋址模式。應(yīng)用這種模式管理的硬盤(pán)空間突破了528MB極限容量，可達(dá)8.4 GB。3） LBA模式 硬盤(pán)數(shù)據(jù)傳輸模式經(jīng)歷PIO模式、DMA模式到Ultra DMA模式的發(fā)展。硬盤(pán)的傳輸模式有以下三種：PIO(Programmed I/O)模式、DMA(Driect Memory A

22、ccess)模式、Ultra DMA(簡(jiǎn)稱UDMA)模式。2 硬盤(pán)數(shù)據(jù)傳輸模式4.2.5 硬盤(pán)工作方式硬盤(pán)工作方式1 硬盤(pán)存取模式 PIO模式是一種通過(guò)CPU執(zhí)行I/O端口指令來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換模式。數(shù)據(jù)傳輸速率低，CPU占有率高。1） PIO模式 DMA是一種不經(jīng)過(guò)CPU而直接從內(nèi)存存取數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)交換模式。2） DMA模式 Ultra DMA簡(jiǎn)稱為UDMA，采用16-bit Multi-Word DMA模式為基準(zhǔn)，增加CRC技術(shù)，提高數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的準(zhǔn)確性、安全性。3） Ultra DMA模式4.2.6 硬盤(pán)技術(shù)硬盤(pán)技術(shù) 硬盤(pán)技術(shù)主要包括RAID技術(shù)、磁頭技術(shù)、防震技術(shù)、數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)。 RAID

23、是一種把多塊獨(dú)立的硬盤(pán)按不同的方式組合起來(lái)形成一個(gè)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)。1 RAIDRAID RAID 0原理是把連續(xù)的數(shù)據(jù)分散到多個(gè)磁盤(pán)上存取。1） RAID 0圖4.12 RAID 0數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式 RAID 1的操作方式是把用戶寫(xiě)入硬盤(pán)的數(shù)據(jù)百分之百地自動(dòng)復(fù)制到另外一個(gè)硬盤(pán)上。2） RAID 1圖4.13 RAID 1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式 RAID 0+1是RAID 0和RAID 1的組合形式，也稱為RAID 10。3） RAID 0+1圖4.14 RAID 0+1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式 RAID 3和RAID 5都是校驗(yàn)方式。 RAID 3的工作方式是用一塊磁盤(pán)存放

24、校驗(yàn)數(shù)據(jù)。 RAID 5的工作方式是將各個(gè)磁盤(pán)生成的數(shù)據(jù)校驗(yàn)切成塊，分別存放到組成陣列的各個(gè)磁盤(pán)中去。4） RAID 3和RAID 52防震技術(shù)1） SPS 防震保護(hù)系統(tǒng) 這是昆騰公司在其火球7代(EX)系列之后采用的硬盤(pán)防震動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)思路是分散外來(lái)沖擊能量，盡量避免硬盤(pán)磁頭和盤(pán)片之間的意外撞擊。SPS 防震保護(hù)系統(tǒng)能使硬盤(pán)受1000g(克)意外沖擊力。2） ShockBlock 防震保護(hù)系統(tǒng) ShockBlock 防震保護(hù)系統(tǒng)是Maxtor 公司的專利技術(shù)，其設(shè)計(jì)目的也是為了分散外來(lái)的沖擊能量，盡量避免磁頭和盤(pán)片相互撞擊，但它能承受的最大沖擊力可達(dá)到1500g(克)，甚至更高。3數(shù)據(jù)

25、保護(hù)技術(shù)數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)1） S.M.A.R.T 技術(shù) S.M.A.R.T 技術(shù)是目前絕大多數(shù)硬盤(pán)采用的通用安全技術(shù)，應(yīng)用S.M.A.R.T 技術(shù)，用戶可預(yù)先檢測(cè)出硬盤(pán)某些特性。2） MaxSafe 技術(shù) MaxSafe技術(shù)是邁拓公司在其金鉆2 代以后采用的技術(shù)。MaxSafe技術(shù)的核心就是將附加的ECC 校驗(yàn)位保存在硬盤(pán)上，使硬盤(pán)在讀寫(xiě)過(guò)程中，每一步都要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的校驗(yàn)，以此來(lái)保證硬盤(pán)數(shù)據(jù)的完整性。3） PRML讀取通道技術(shù) PRML技術(shù)就是將硬盤(pán)數(shù)據(jù)讀取電路分成兩段操作流水線，流水線第一段將磁頭讀取的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，然后只選取部分標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)移交第二段繼續(xù)處理，第二段將所接收的信號(hào)與PRML芯片

26、預(yù)置信號(hào)模型進(jìn)行對(duì)比，然后選取差異最小的信號(hào)進(jìn)行組合后輸出以完成數(shù)據(jù)的讀取過(guò)程。4） 西部數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)衛(wèi)士技術(shù) 數(shù)據(jù)衛(wèi)士技術(shù)實(shí)際上運(yùn)用了S.M.A.R.T.技術(shù)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，Disk Lifeguard在硬盤(pán)持續(xù)開(kāi)機(jī)八小時(shí)后，硬盤(pán)本身就自動(dòng)地掃描偵測(cè)硬盤(pán)內(nèi)部，如果遇到可能快要產(chǎn)生壞磁區(qū)時(shí)，就快速地把這些磁區(qū)上的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到狀況良好的磁區(qū)，并且做好數(shù)據(jù)在硬盤(pán)上所需的連接。4.3 光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和光盤(pán)光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和光盤(pán)4.3.1 光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器分類光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器分類1按光驅(qū)接口類型分類 按光驅(qū)接口類型分類，光驅(qū)可分為SCSI接口光驅(qū)、IDE接口光驅(qū)和SATA接口光驅(qū)。2按光驅(qū)安裝方式分類 按光驅(qū)安裝方式分類，光驅(qū)可分

27、為內(nèi)置式光驅(qū)和外置式光驅(qū)。 按光盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù)分類，光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器可分為CD-ROM驅(qū)動(dòng)器、CD-R/RW驅(qū)動(dòng)器、DVD-ROM驅(qū)動(dòng)器、DVD刻錄機(jī)等。3按光盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù)分類圖4.15 托盤(pán)式DVD-ROM光驅(qū)4.3.2 DVD-ROM驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器1） DVD-ROM光驅(qū)前面板 DVD-ROM光驅(qū)前面板有耳機(jī)插孔、音量調(diào)節(jié)按鈕、停止播放/彈出光盤(pán)鍵等，如圖4.16所示。圖4.16 光驅(qū)前面板1 DVD-ROM驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)2） DVD-ROM光驅(qū)后面板 DVD-ROM光驅(qū)后面板主要有數(shù)據(jù)接口、電源接口等。IDE接口DVD-ROM光驅(qū)后面板如圖4.17所示。圖4.17 光驅(qū)后面板3） DVD-ROM光驅(qū)內(nèi)部主

28、要部件 DVD-ROM光驅(qū)內(nèi)部部件主要由光盤(pán)托架系統(tǒng)、啟動(dòng)機(jī)構(gòu)、激光頭組件、機(jī)械傳動(dòng)組件和主軸電機(jī)等部件組成。2 DVD-ROM驅(qū)動(dòng)器工作原理 DVD-ROM光盤(pán)是利用盤(pán)片上的坑洞(pit)來(lái)記錄數(shù)據(jù)，并且從內(nèi)圈到外圈沿著同一條螺旋狀的信息軌道。當(dāng)激光束照射到凹坑時(shí)反射光束強(qiáng)弱發(fā)生變化，讀出的數(shù)據(jù)為“1”；當(dāng)激光束照射到平坦部分時(shí)反射光強(qiáng)弱沒(méi)有發(fā)生變化，讀出的數(shù)據(jù)為“0”。1） DVD 光頭 DVD-ROM 驅(qū)動(dòng)器主要有單激光頭和雙激光頭之分。單激光頭也就是用同一個(gè)光頭讀取DVD 和CD-ROM 信號(hào)，雙激光頭則是指分別采用兩個(gè)光頭讀取DVD 和CD-ROM 信號(hào)。2） 內(nèi)部機(jī)芯材質(zhì) 在內(nèi)部機(jī)

29、芯方面，光驅(qū)有塑料制與剛制兩種。塑料在高溫、高速狀態(tài)下極容易老化。全鋼機(jī)芯抗高速和抗高溫性能良好，數(shù)據(jù)讀取速度穩(wěn)、快，而且最大化地減少機(jī)械的老化。3 DVD-ROM驅(qū)動(dòng)器性能指標(biāo)3） 數(shù)據(jù)傳輸速率 DVD-ROM驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)傳輸速率分DVD-ROM驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)傳輸速率和CD-ROM驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)傳輸速率。DVD-ROM 1是1358KB/s，相當(dāng)于CD-ROM 9，DVD-ROM 2相當(dāng)于CD-ROM 20，DVD-ROM 16相當(dāng)于CD-ROM 48。4） 光驅(qū)讀取方式 (1) 恒定線速度方式 (2) 恒定角速度方式 (3) 局部恒定角速度方式5） 平均訪問(wèn)時(shí)間 平均尋道時(shí)間是指光存儲(chǔ)產(chǎn)品查找一條位

30、于光盤(pán)可讀取區(qū)域中的數(shù)據(jù)道所花費(fèi)的平均時(shí)間，單位是毫秒。平均尋道時(shí)間是購(gòu)買(mǎi)光存儲(chǔ)產(chǎn)品的關(guān)鍵參數(shù)之一，更快的平均尋道時(shí)間可以提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速度。6） CPU 占用時(shí)間 CPU 占用時(shí)間是指DVD-ROM光驅(qū)在維持一定的轉(zhuǎn)速和數(shù)據(jù)傳輸速率時(shí)所占用CPU 的時(shí)間。7） 高速緩存 高速緩存是提供數(shù)據(jù)緩沖，目的是解決光驅(qū)速度與主機(jī)速度不匹配問(wèn)題。8） 穩(wěn)定性 穩(wěn)定性是指一部光驅(qū)在較長(zhǎng)的一段時(shí)間(至少一年)內(nèi)能保持穩(wěn)定的、較好的讀盤(pán)能力。9） DVD區(qū)碼 DVD區(qū)域是在DVD光驅(qū)、影碟機(jī)和其碟片上編入6個(gè)不同的區(qū)域代碼，使它們之間不能相互讀取。4.3.3 DVD刻錄機(jī)刻錄機(jī)1 DVD刻錄機(jī)規(guī)格 DVD

31、刻錄機(jī)沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)格，目前主要有DVD-RAM、DVD-R/RW和DVD+RW三種刻錄規(guī)格。 DVD-R/+R：是只能寫(xiě)入一次的DVD，DVDRW/+RW：是能多次寫(xiě)入的DVD。DVD-R/-RW光碟及DVD+R/+RW光碟的(+)及(-)區(qū)別只是存儲(chǔ)介質(zhì)不同。2 DVD刻錄機(jī)的工作原理 DVD-RAM刻錄機(jī)是通過(guò)改變激光強(qiáng)度對(duì)記錄層進(jìn)行加熱，從而導(dǎo)致非晶體狀態(tài)和晶體狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，完成寫(xiě)入和擦除的操作。 DVD-R/RW 和DVD+R/RW等規(guī)格刻錄機(jī)是在預(yù)刻溝槽中進(jìn)行刻錄。3 DVD刻錄機(jī)性能指標(biāo)1） 速度 刻錄機(jī)有最大DVD刻錄速度、最大DVD擦寫(xiě)速度和最大DVD讀取速度三項(xiàng)速度指標(biāo)。2）

32、可支持的盤(pán)片標(biāo)準(zhǔn) 可支持的盤(pán)片標(biāo)準(zhǔn)是指該光儲(chǔ)產(chǎn)品所能讀取或刻錄的盤(pán)片規(guī)格，從光儲(chǔ)產(chǎn)品出現(xiàn)至今，存在眾多標(biāo)準(zhǔn)的盤(pán)片，不同標(biāo)準(zhǔn)的盤(pán)片在性能、功能方面都各有差異。3） 刻錄機(jī)規(guī)格 目前有DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW三種不同的刻錄規(guī)格。4） 緩存 DVD刻錄機(jī)的緩存容量一般在2MB、4MB、8MB之間。5） 接口類型 連接光存儲(chǔ)產(chǎn)品與系統(tǒng)接口的類型有IDE接口、SCSI接口、USB接口等。6） 旋轉(zhuǎn)方式 DVD-R/RW刻錄機(jī)和DVD-ROM驅(qū)動(dòng)器一樣，使用恒定線性速度(CLV)方式；DVD+R/RW刻錄機(jī)大多使用恒定角度速度(CAV)方式，部分使用恒定線性速度(CLV)方式；DVD-R

33、AM采用局部恒定角速度(PCAV)方式。(1) 一次寫(xiě)入 (2) 軌道寫(xiě)入(3) 區(qū)段寫(xiě)入(4) 飛速寫(xiě)入(6) 數(shù)據(jù)包寫(xiě)入7） 刻錄方式4.3.4 DVD光盤(pán)光盤(pán)1） DVD預(yù)錄式光盤(pán)(1) DVD預(yù)錄式光盤(pán)格式 DVD預(yù)錄式光盤(pán)又叫DVD只讀光盤(pán)，有DVD-ROM、DVD-Video、DVD-Audio等三種格式。(2) DVD預(yù)錄式光盤(pán)規(guī)格 DVD預(yù)錄式光盤(pán)按結(jié)構(gòu)可分為DVD5、DVD9、DVD10和DVD18四種規(guī)格。1 DVD光盤(pán)類型2） DVD可錄式光盤(pán) DVD可錄光盤(pán)分為一次寫(xiě)入和可擦寫(xiě)兩種類型。一次寫(xiě)入型有DVD-R、DVD+R。可擦寫(xiě)性有DVD-RAM、DVD-RW、DVD+

34、RW。其中DVD-R、DVD-RW和DVD-RAM是DVD論壇制訂的格式。而DVD+R和DVD+RW是DVD聯(lián)盟制訂的格式。2 DVD光盤(pán)物理結(jié)構(gòu) DVD光盤(pán)直徑為120mm、厚度為1.2mm，它是由兩層基底組成，每片基底的厚度均為0.6mm。DVD的存儲(chǔ)方式主要有兩種，即單面存儲(chǔ)和雙面存儲(chǔ)，而且每一面還可以存儲(chǔ)兩層資料。44 移動(dòng)存儲(chǔ)器移動(dòng)存儲(chǔ)器4.4.1 USB閃存盤(pán)閃存盤(pán) USB閃存盤(pán)由于使用USB接口，所以簡(jiǎn)稱U盤(pán)。USB閃存盤(pán)是采用Flash memory作為存儲(chǔ)介質(zhì)和采用通用串行總線(USB)接口的移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備。 USB閃存盤(pán)由I/O控制芯片、閃存芯片、PCB板及接口等部件組成。1

35、USB閃存盤(pán)組成(1) 即插即用。(2) 支持系統(tǒng)啟動(dòng)。2USB閃存盤(pán)特點(diǎn)3USB閃存盤(pán)性能標(biāo)準(zhǔn) (1) 存儲(chǔ)介質(zhì)(2) USB接口標(biāo)準(zhǔn)(3) 供電方式(4) 容量(5) 數(shù)據(jù)可靠性(6) 數(shù)據(jù)讀寫(xiě)速度4.4.2 移動(dòng)硬盤(pán)移動(dòng)硬盤(pán)1移動(dòng)硬盤(pán)結(jié)構(gòu) 移動(dòng)硬盤(pán)總體結(jié)構(gòu)是由硬盤(pán)和硬盤(pán)盒組成，其中硬盤(pán)盒是由接口轉(zhuǎn)換電路、接口組件及外殼等部件組成。2 移動(dòng)硬盤(pán)盒的主要參數(shù) 移動(dòng)硬盤(pán)盒的尺寸分為3.5in、2.5in和1.8in等3種標(biāo)準(zhǔn)。1） 移動(dòng)硬盤(pán)盒的尺寸 移動(dòng)硬盤(pán)盒接口類型主要有USB和IEEE 1394兩種。2） 接口類型 USB接口和IEEE 1394接口本身可以提供電源，USB端口提供的電源是5V/500mA。6針1394接口額定電流為1A，最大電流達(dá)1.5A。3） 移動(dòng)硬盤(pán)盒的電源用料有塑料、鋁以及鋁鎂合金3種。4） 移動(dòng)硬盤(pán)盒的材質(zhì)4.5 實(shí)訓(xùn)實(shí)訓(xùn)實(shí)訓(xùn)實(shí)訓(xùn)4-1 使用使用Memory Zipper測(cè)試與優(yōu)化內(nèi)存測(cè)試與優(yōu)化內(nèi)存一、實(shí)訓(xùn)目的掌握使用Memory Zipper測(cè)試與優(yōu)化內(nèi)存。二、實(shí)訓(xùn)工具和設(shè)備(1) 實(shí)訓(xùn)工具：Memory Zipper測(cè)試軟件一套。(2) 實(shí)訓(xùn)設(shè)備：微型計(jì)算機(jī)一臺(tái)。三、預(yù)備知識(shí) Memory Zipper是一款內(nèi)存測(cè)試與優(yōu)化軟件，可以把已經(jīng)關(guān)閉的程序所占用的內(nèi)存資源整理收回，以保證系統(tǒng)資源的正常運(yùn)行，加快系統(tǒng)運(yùn)行速度。該軟件運(yùn)行后界面主要