计算机的存储设备(云南省德宏傣族景颇族自治州潞西市)
文档属性
| 名称 | 计算机的存储设备(云南省德宏傣族景颇族自治州潞西市) |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 信息技术（信息科技） | ||
| 更新时间 | 2008-03-01 10:47:00 | ||
图片预览
文档简介
(共83张PPT)
第4章 存储设备
存储器可分为主存储器（Main Memory，简称主存）和辅助存储器（Auxiliary Memory，简称辅存）。主存储器又称内存储器（简称内存），辅助存储器又称外存储器（简称外存）。外存通常是磁性介质（软盘、硬盘、磁带）或光盘，能长期保存信息，并且不依赖于电来保存信息。
4.1 内存
4.1.1 内存的分类
内存泛指计算机系统中存放数据与指令的半导体存储单元。它包括RAM (Random Access Memory，随机存取存储器)、ROM (Read Only Memory，只读存储器)、Cache (高速缓冲存储器)等。因为RAM是其中最主要的存储器，整个计算机系统的内存容量主要由它的容量决定，所以人们习惯将RAM直接称为内存，而后两种，则仍称为ROM和Cache。
1.只读存储器ROM
只读存储器ROM是计算机厂商用特殊的装置把内容写在芯片中，只能读取，不能随意改变内容的一种存储器，一般用于存放固定的程序，如BIOS，ROM中的内容不会因为掉电而丢失。ROM又分为一次写ROM和可改写ROM—EPROM(Erasable Programmable ROM)。ROM中的信息只能被读出，而不能被操作者修改或删除。与一般的ROM相比，EPROM可以用特殊的装置擦除和重写它的内容。
EPROM：
EPROM芯片上有一个透明窗口，用特殊的装置向芯片写完毕后，用不透明的标签贴住。如果要擦除EPROM中的内容，揭掉标签，用紫外线照射EPROM的窗口，EPROM中的内容就会丢失。
EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM,电擦除可编程只读存储器)：
它与EPROM非常相似，EEPROM中的信息也同样可以被抹去，也同样可以写入新的数据。EEPROM可以用电来对其进行擦写，而不需要紫外线。
闪速存储器Flash Memory
主要特点是在不加电的情况下能长期保存存储的信息。就其本质而言，Flash Memory属于EEPROM类型。它既有ROM的特点，又有很高的存取速度，而且易于擦除和重写，功耗很小。由于Flash Memory的独特优点，可以将BIOS存储在其中，使得BIOS升级非常方便。
2．随机存储器RAM
RAM就是平常所说的内存，系统运行时，将所需的指令和数据从外部存储器（如硬盘、光盘等）调入内存中，CPU再从内存中读取指令或数据进行运算，并将运算结果存入内存中。RAM的存储单元根据具体需要可以读出，也可以写入或改写。RAM只能用于暂时存放程序和数据，一旦关闭电源或发生断电，其中的数据就会丢失。根据其制造原理不同，现在的RAM多为MOS型半导体电路，它分为静态和动态两种。
静态RAM (SRAM)
SRAM (Static RAM) 的一个存储单元的基本结构是一个双稳态电路，由于读、写的转换由写电路控制，所以只要写电路不工作，电路有电，开关就保持现状，不需要刷新，因此SRAM又叫静态RAM，由于这里的开关实际上是由晶体管代替，而晶体管的转换时间一般都小于20 ns，所以SRAM的读写速度很快，一般比DRAM快出2~3倍。微机的外部高速缓存（External Cache）就是SRAM。但是，这种开关电路需要的元件较多，在实际生产时一个存储单元需要4个晶体管和2个电阻组成，这样一方面降低了SRAM的集成度，另一方面也增加了生产成本。
动态RAM（DRAM）
DRAM (Dynamic RAM) 就是通常所说的内存,它是针对静态RAM （SRAM）来说的。SRAM中存储的数据，只要不断电就不会丢失，也不需要进行刷新。而DRAM中存储的数据是需要不断地进行刷新的。因为一个DRAM单元由一个晶体管和一个小电容组成。
晶体管通过小电容的电压来保持断开、接通的状态，当小电容有电时，晶体管接通表示1；当小电容没电时，晶体管断开表示0。但是充电后的小电容上的电荷很快就会丢失，所以需要不断地进行“刷新”。
所谓刷新，就是给DRAM的存储单元充电。在存储单元刷新的过程中，程序不能访问它们，在本次访问后，下次访问前，存储单元又必须进行刷新。
所谓内存具有多少纳秒（ns），就是指它的刷新时间。由于电容的充、放电需要时间，所以DRAM的读写时间远远慢于SRAM，其平均读写时间在60-120ns，但由于它结构简单，所用的晶体管数仅是SRAM的四分之一，实际生产时集成度很高，成本也大大低于SRAM，所以DRAM的价格也低于SRAM，适合作大容量存储器。所以主内存通常采用动态DRAM，而高速缓冲存储器（Cache）则使用SRAM。
内存还应用于显卡、声卡及CMOS等设备中，用于充当设备缓存或保存固定的程序及数据。
4.1.2 内存的单位和主要性能指标
1.内存的单位:
存储器是具有“记忆”功能的设备，它用具有两种稳定状态的物理器件来表示二进制数码“0”和“1”，这种器件称为记忆元件或记忆单元。记忆元件可以是磁芯、半导体触发器、MOS电路或电容器等。位（bit）是二进制数的最基本单位，也是存储器存储信息的最小单位，8位二进制数称为一个字节（Byte），可以由一个字节或若干个字节组成一个字（Word），字长等于运算器的位数。若干个记忆单元组成一个存储单元，大量的存储单元的集合组成一个存储体（Memory Bank）。为了区分存储体内的存储单元，必须将它们逐一进行编号，称为地址。地址与存储单元之间一一对应，且是存储单元的唯一标志。应注意存储单元的地址和它里面存放的内容完全是两回事。
位（bit）
位（bit，常用b表示）是二进制数的最基本单位，也是存储器存储信息的最小单位。如十进制中的14在计算机中就是用1110来表示，1110中的一个0或一个1就是一个比特。
字节（Byte）
8位二进制数称为一个字节（B），内存容量即是指具有多少字节，字节是微机中最常用的单位。一个字节等于8个比特，即1B=8b。
存储器可以容纳的二进制信息量称为存储量。在微机中，凡是涉及到数据量的多少时，用的单位都是字节，内存也不例外。不过在数量级方面与普通的计算方法有所不同，1024字节为1KB，而不是通常的1000为1K，1024KB为1MB，更高数量级用1GB=1024MB表示。目前而言，一般微机的内存大小都以“MB”（有时也省略B）作为基本的计数单位。
内存的单位换算
微机的内存容量都很大，一般都以千字节、百万字节、十亿字节或更大的单位来表示。常用的内存单位及其换算如下：
千字节（KB, Kilo Byte）：1KB=1024B
百万字节 (MB, Mega Byte)：1MB=1024KB
十亿字节（GB, Giga Byte）：1GB=1024MB
兆兆字节（TB, Tera Byte）：1TB=1024GB
各个单位的关系如下：
1TB=1024GB
=1024×1024MB
=1024×1024×1024KB
=1024×1024×1024×1024B
=1024×1024×1024×1024×8bit
2.内存的主要性能指标:
存取周期
内存的速度用存取周期来表示。单位为ns，这个时间越短，速度就越快，也就标志着内存的性能越高。内存的速度一般为6ns、7ns、8ns、10ns。
数据宽度和带宽
内存的数据宽度是指内存同时传输数据的位数，以位（bit）为单位。内存带宽指内存的数据传输速率。
容量
每个时期内存条的容量都分为多种规格，比如早期的30线内存条有256KB、1MB、4MB等容量，后来72线的EDO内存有4MB、8MB、16MB等容量，目前流行的168线内存常见的内存容量有128MB、256MB、512MB。
内存电压
早期的FPM内存和EDO内存均使用5V电压，而SDRAM使用3.3V电压，DDR SDRAM和RDRAM使用2.5 V电压。DDRⅡ内存工作电压从DDR的2.5V降到1.8V。
内存的“线”数
就是指内存条与主板插接时有多少个接触点，这些接触点就是“金手指”，有30线、72线和168线。30线内存条的数据宽度为8bit；72线内存条的数据宽度为32bit；168线内存条的数据宽度为64bit。
一般主板的存储器安装插座分为几个组（BANK），每个组中有2-4个存储器安装插座，可安装2-4个存储器条。286和386SX及486SLC类CPU只有16位数据线，因此，使用30线的内存条时，由于每条可以提供8位有效数据，所以系统主板的存储器条安装数据量通常为2的倍数。386DX和486DX微处理器有32位数据线，一次要存取32位数据，则用30线内存条时，需要安装4的倍数；如果主板上安装的是72线的内存条插座，由于72线的内存条一次就可以提供32位有效数据，所以只安装一条也能正常工作。
SPD
SPD (Serial Presence Detect) 是1个8针的EEPROM芯片，容量为256字节，里面主要保存了该内存条的相关资料，如容量、芯片的厂商、内存模组的厂商、工作速度、是否具备ECC校验等。SPD的内容一般由内存模组制造商写入。支持SPD的主板在启动时自动检测SPD中的资料，并以此设定内存的工作参数，使之以最佳状态工作，更好地确保系统的稳定。
时钟频率f、时钟周期TCK
时钟频率代表了DRAM所能稳定运行的最大频率，支持时钟频率越高的内存，其性能也越出众。
对于SDRAM而言，可分为PC66、PC100、PC133规范，分别表示可在66-133MHz的时钟频率下稳定运行。DDR内存的基准时钟频率为200MHz、266MHz，333MHz、400 MHz、533 MHz。RDRAM基准时钟频率为600MHz、700MHz和800MHz。
内存的时钟周期TCK由时钟频率决定，TCK=1/f，例如对于100MHz的系统来说，一个系统时钟周期为10ns。
CAS的延迟时间 CL
CAS的延迟时间是指纵向地址脉冲的反应时间，也是在一定频率下衡量支持不同规范的内存重要标志之一，用CAS Latency (CL) 指标来衡量。SDRAM能够运行在CAS反应时间CL=2或3模式，也就是说它们读取数据所延迟的时间既可以是两个时钟周期，也可以是三个时钟周期。我们可以把这个性能写入SDRAM的EEPROM中，这样PC的BIOS会检查此项内容，并且以CL=2模式这一较快的速度运行。
存取时间、CAS反应时间等性能指标是互相制约的。换句话说，当你有较快的存取时间，你就必须牺牲CAS反应时间的性能。因此，评估和比较SDRAM的性能时，我们必须综合考虑以上指标，不能仅从芯片上所刻的－6、－7、－8或－10来评价。
下面是一个评估SDRAM性能的简单例子。
对于100MHz的系统来说，一个系统时钟周期为10ns。
粗略计算一下：读取数据的总延迟时间=CAS 延迟 ＋存取时间。
例如：现代PC－100 SDRAM，存取时间为8ns，CL=2 模式。因此，总的延迟时间为2×周期＋存取时间=2×10ns＋8ns=28 ns
如果SDRAM运行在CL=3模式下，存取时间为6ns。这样，总的时间延迟为=3×10ns＋6ns=36ns
显然，当SDRAM运行在CL=2模式下，其速度确实快于CL=3模式。
ECC
ECC(Error Checking and Correcting) 功能，指内存具备错误修正码的功能。它使得内存在传输数据的同时，在每笔资料上增加一个检查位元，以确保资料的正确性，若有错误发生，还可以将它加以修正并继续传输，这样不至于因为错误而中断。
奇偶校验（Parity）
非奇偶校验内存的每个字节只有8位，若它的某一位存储了错误的值，就会使其中存储的数据发生改变而导致应用程序发生错误。而奇偶校验内存在每一字节（8位）外又额外增加了一位作为错误检测之用。那些Parity检测到错误的地方，ECC可以纠正错误。
内存的封装
BLP：（Bottom Leaded Plastic底部引出塑封技术），其芯片面积与封装面积之比大于1：1.1，符合CSP(Chip Size Package)封装规范。不仅高度和面积极小，而且电气特性得到了进一步的提高。相比之下，这种封装技术的制造成本也并不算高，它广泛应用于SDRAM、RDRAM、DDR等内存制造上。
uBGA：（Micro Ball Grid Array微型球栅阵列封装），其芯片面积与封装面积之比大于1：1.14，尤其适合工作于高频状态下的RDRAM，但制造成本极高昂，目前主要用于RDRAM。
TinyBGA: (Tiny BALL Grid Array小型球栅阵列封装），其芯片面积与封装面积之比不小于1：1.14,是KingMax的专利,属于BGA封装技术的一个分支。KingMax采用这种封装形式。
TOSP II：(Thin Small Outline Package薄型小尺寸封装），目前广泛应用于SDRAM内存的制造上，但是随着时间的推移和技术的进步，TOSP II已越来越不适用于高频、高速的新一代内存。目前市场上的内存产品中，GL2000千禧条、HY等内存采用这种封装方式。
4.1.3主流内存
486和早期Pentium时代普遍使用的内存是FPM (Fast Page Mode RAM，快速页面模式随机存取存储器)，它每隔3个时钟脉冲周期传送一次数据，72线、5V电压、32bit数据宽度，速度基本都在60ns以上。
后来使用EDO (Extended Data Out RAM，扩展数据输出随机存取存储器) 内存，EDO内存每隔两个时钟脉冲周期传输一次数据，大大地缩短了存取时间，使存取速度提高30%。EDO内存有72线和168线之分，速度达到60ns。EDO内存多用于早期的Pentium主板上。
现在市场上用于个人电脑的内存主要有三大类，一种是SDRAM，一种是目前主流的DDR内存，还有一种是RDRAM。这三种内存都是DRAM。
1． SDRAM
SDRAM（Synchronous DRAM 同步动态随机存储器）是现在常见的内存之一。SDRAM如其名字所示，它是同步的，也就是其工作速度与系统总线速度是同步的。SDRAM内存是根据其性能来进行标称的，比如PC100和PC133就是依据SDRAM内存的运行频率来进行划分的。现在内存运行的频率都比较快，单位都是MHz (兆赫兹)。SDRAM的主流规范是PC133，也就是说这是运行在133 MHz的SDRAM。我们简单地计算一下，133MHz就意味着每秒运行133百万次，那么每次的运行时间就是差不多7.5纳秒。这里的7.5纳秒就是内存的一个时钟周期，在内存里面操作花费的时间都是时钟周期的整数倍，加快内存的时钟频率也就是缩短了内存的时钟周期，比如平时需要两个周期才能完成的工作，现在虽然还是要两个时钟周期，但由于内存时钟频率的加快，所花费的时间就少了很多了，我们直接能感受到的就是计算机的运行速度变快了。
2． DDR SDRAM
DDR SDRAM (Double Date Rate SDRAM，双倍速率SDRAM)。看名字就知道DDR其实也是SDRAM的一种。DDR内存采用了双时钟差分信号等技术，使其在单个时钟周期内的上、下沿都能进行数据传输，所以具有比SDRAM多一倍的传输速率和内存带宽。 可以通过内存条的金手指的“缺口”进行辨别，DDR只有一个缺口，而SDRAM有两个缺口。
DDR的标称和SDRAM一样采用频率。现在DDR运行频率主要有100MHz、133MHz、166MHz、200MHz四种，由于DDR内存具有双倍速率传输数据的特性，因此在DDR内存的标识上采用了工作频率×2的方法，也就是DDR200、DDR266、DDR333和DDR400。
DDR内存的标称还可以用其带宽来表示。内存带宽严格地说应该分为内存理论带宽和内存实际带宽这两种，这里讨论的是内存的理论带宽，它的计算公式是：内存带宽＝内存运行频率×8Byte (64bit)。那么DDR266的内存就可以换算为266×8Byte＝2128MB/s，所以DDR266通常也被称为PC2100，同理DDR200是PC1600，而DDR333是PC2700。用内存的带宽来表示比用运行频率表示更能体现内存的性能，但是这里提及的都是理论带宽。
3． RDRAM?
? RDRAM 存储器总线式动态随机存取存储器，也就是Rambus内存。RDRAM的运行频率比SDRAM和DDR要高了许多，从300MHz、600MHz、800MHz到10660MHz。因为其比较高的工作频率发热量自然不会小，因此RDRAM内存表面都贴上金属散热片。如图4-3所示，这就是我们在市场上常看到的RDRAM的样子。
RDRAM常见的型号是PC600、PC700、PC800三种，RDRAM可以像DDR一样在时钟信号的上下沿都可以传输信息，但其数据通道接口带宽较低，只有16位。RDRAM和SDRAM、DDR相比最大优势在于可以提供更大的内存带宽。这里以PC800为例，它的实际运行频率为400MHz，而内存带宽为800×2Byte＝1.6GB/s。现在RDRAM还支持双通道技术，也就是说我们可以用两根同等容量和速度的RDRAM配对使用，形成双通道架构，这样双通道的PC800 RDRAM的带宽就成了3.2GB/s了，这也是在Intel 850主板上RDRAM内存需要两条RDRAM内存同时使用的原因。
RDRAM因为其高频率可以获得更大的带宽，但它还是有它不足的地方。和SDRAM、DDR相比，RDRAM比较大的延迟又在很大程度上削弱了它的优势。所以在需要大量数据传输的场合，RDRAM因为其带宽的优势，其性能更为优越；而在普通应用场合，因为零散数据比较多，潜伏周期较短的DDR SDRAM性能则占上风。
4.1.4 选购内存
明确用途
品牌与市场
认清标识、鉴别质量、防止假冒伪劣
注意保护
4.2 硬盘
产品标签
4.2.1 硬盘的分类
微型计算机的硬盘可按盘径尺寸和接口类型进行分类
1． 按盘径尺寸分类
硬盘产品按内部盘片分有：5.25、3.5、2.5和1.8英寸，后两种常用于笔记本及部分袖珍精密仪器中，目前台式机中使用最为广泛的是3.5英寸的硬盘。
2． 按接口类型进行分类
硬盘与微机之间的数据接口，常用的为三大类：SCSI接口、IDE接口和Serial ATA接口硬盘。
（1）IDE接口硬盘
IDE（Integrated Drive Electronics）接口的硬盘是目前市场中的主流产品。IDE的本意是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器。 ATA（Advanced Technology Attachment）是最早的IDE标准的正式名称，IDE接口的硬盘由早期的ATA、ATA-2、ATA-3发展到今天的Ultra ATA133，而数据传输速率也由3.3 MB/s发展到133 MB/s。
（2）SCSI接口硬盘
SCSI（Small Computer System Interface）小型计算机系统接口，最早研制于1979年。SCSI接口早期多用于服务器、工作站等级的电脑上。随着计算机技术的发展，现在它被完全移植到普通计算机上了。SCSI硬盘受SCSI卡的控制，虽然SCSI硬盘需要花费额外的价钱来购买SCSI控制卡配合使用，但是每块SCSI控制卡最多可以挂接15种不同的设备。
SCSI硬盘接口有三种，分别是50针、68针和80针。我们常见到硬盘型号上标有“N”“W”“SCA”，就是表示接口针数的。N即窄口（Narrow），50针；W即宽口（Wide），68针；SCA即单接头（Single Connector Attachment），80针。其中80针的SCSI盘一般支持热插拔。
SCSI硬盘（或外围设备）的规格有：SCSI-1、SCSI-2、Fast SCSI、Wide SCSI、Ultra SCSI、Wide Ultra SCSI、Ultra 2 SCSI、Wide Ultra 2 SCSI、Ultra 320 SCSI等。
（3）Serial ATA接口硬盘
Serial ATA接口硬盘即串行ATA，它是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘。串行ATA以连续串行的方式传送数据，一次只会传送一位数据。这样能减少ATA接口的针脚数目，使连接电缆数目变少，效率也会更高。Serial ATA仅用四支针脚就能完成所有的工作，分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据，同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。其次，Serial ATA的起点高、发展潜力大，Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/s，这比目前最新的并行ATA133所能达到133MB/s的最高数据传输率还高，而Serial ATA 2.0的数据传输率将达到300MB/s，最终将实现600MB/s的最高数据传输率。Serial ATA的拓展性强，由于Serial ATA采用点对点的传输协议，所以不存在主从问题，这样每个驱动器不仅能独享带宽，而且使拓展SATA设备更加便利。
Serial ATA规范保留了多种向前兼容方式，在硬件方面，Serial ATA标准中定义了在串行ATA普及之前，可用转换器提供同并行ATA设备的兼容性，转换器能把来自主板的并行ATA信号转换成串行ATA硬盘能够使用的串行信号。在软件方面，Serial ATA和并行ATA保持了软件兼容性，这意味着厂商丝毫也不必为使用Serial ATA而重写任何驱动程序和操作系统代码。
4.2.2 硬盘的结构和工作原理
4.2.2.1 硬盘的结构
1． 外部结构
（1）固定面板
（2）控制电路板
（3）电源接口
（4）数据接口
（5）跳线
数据线接口
硬盘跳线
电源插口
2． 内部结构
（1）盘片和主轴组件
（2）浮动磁头组件
（3）磁头驱动机构
（4）前置控制电路
4.2.2.2． 工作原理
硬盘驱动器的原理并不复杂，和我们日常使用的盒式录音机的原理十分相似。磁头负责读取以及写入数据。硬盘盘片布满了磁性物质，这些磁性物质可以被磁头改变磁极，利用不同磁性的正反两极来代表电脑里的0与1，起到数据存储的作用。写入数据实际上是通过磁头对硬盘片表面的可磁化单元进行磁化，就象录音机的录音过程，不同的是，录音机是将模拟信号顺序地录制在涂有磁介质的磁带上，而硬盘是将二进制的数字信号以环状同心圆轨迹的形式，一圈一圈地记录在涂有磁介质的高速旋转的盘面上。读取数据时，把磁头移动到相应的位置读取此处的磁化编码状态，将磁粒子的不同极性转换成不同的电脉冲信号，再利用数据转换器将这些原始信号变成电脑可以使用的数据。
硬盘驱动器加电正常工作后，利用控制电路中的单片机初始化模块进行初始化工作，此时磁头置于盘片中心位置，初始化完成后主轴电机将启动并以高速旋转，装载磁头的小车机构移动，将浮动磁头置于盘片表面的00道，处于等待指令的启动状态。当接口电路接收到微机系统传来的指令信号，通过前置放大控制电路，驱动音圈电机发出磁信号，根据感应阻值变化的磁头对盘片数据信息进行正确定位，并将接收后的数据信息解码，通过放大控制电路传输到接口电路，反馈给主机系统完成指令操作。结束硬盘操作或断电状态，在反力矩弹簧的作用下浮动磁头驻留到盘面中心。
4.2.3 硬盘的主要参数和性能指标
1． 磁道和扇区
当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道。这些磁道用肉眼是根本看不到的，因为它们仅是盘面上以特殊方式磁化了的一些磁化区，磁盘上的信息便是沿着这样的轨道存放的。相邻磁道之间并不是紧挨着的，这是因为磁化单元相隔太近时磁性会产生相互影响，同时也为磁头的读写带来困难。一张1.44MB的3.5″软盘，一面有80个磁道，而硬盘上的磁道密度则远远大于此值，通常一面有几百甚至上千个磁道。磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段便是磁盘的扇区，每个扇区可以存放512个字节的信息，磁盘驱动器在向磁盘读取和写入数据时，要以扇区为单位。
2． 磁头数（Heads）
硬盘的磁头数与硬盘体内的盘片数目有关，由于每一盘片均有两个磁面，每面都应有一个磁头，因此，磁头数一般为盘片数的两倍。
3． 柱面（Cylinders）
硬盘通常由重叠的一组盘片（盘片最多为14片，一般均在1-10片之间）构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的“0”开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为硬盘的柱面。磁盘的柱面数与一个盘面上的磁道数是相等的。
4． 容量
格式化后硬盘的容量由3个参数决定：硬盘容量=磁头数×柱面数×扇区数×512 (字节)。硬盘的容量以兆字节（MB）或千兆字节（GB）为单位，1GB=1024MB。但硬盘厂商在标称硬盘容量时通常取1G=1000MB，因此在BIOS中或在格式化硬盘时看到的容量会比厂家的标称值要小。
5． 单碟容量
单碟容量就是硬盘盘体内每张磁碟的最大容量。每块硬盘内部有若干张盘片，所有盘片的容量之和就是硬盘的总容量。单碟容量越大，实现大容量硬盘也就越容易，寻找数据所需的时间也相对少一点。同时，单碟容量越大，硬盘的档次越高，性能越好，其故障率也越低，当然价格也越贵。
6．交错因子
假设扇区是围绕着磁道依次编号的，磁头读取扇区上的数据分为两个阶段：读出数据，读后处理 (即传送至硬盘缓冲区的过程)，当磁盘高速旋转，磁盘控制器读出1号扇区后准备转向2号扇区读数时，2号扇区的扇区头很有可能已经通过了磁头，使磁头停留在2号扇区的中部，甚至更远的地方。在这种情况下，磁盘控制器必须等待磁盘再次旋转一周，等2号扇区到达时才能读取上面的数据，从而造成磁头大部分时间都在等待，数据传输率极低。解决的办法是扇区不要顺序连续编号，使原来的3号扇区编号为2，以此类推。相邻两号扇区之间间隔的扇区数就是“交错因子”或称为“间隔系数”，交错因子是在硬盘低极格式化时，由用户设置的。其设置值应符合厂商提供的说明。在某些低极格式化程序中提供了自动设置交错因子的功能，用户也可选择该功能由系统自动选择设置。现在的硬盘出厂时已经由生产厂家进行了低级格式化的工作，交错因子的设置也由厂家设为了最佳值，所以我们用不着再进行低级格式化了。
7． 转速
转速是指硬盘盘片每分钟转动的圈数，单位是rpm.。转速是决定硬盘内部传输率的决定因素之一，它的快慢在很大程度上决定了硬盘的速度，同时也是区别硬盘档次的重要标志。硬盘的转速多为5400rpm、7200rpm和10000rpm。7200rpm的硬盘已经逐步取代5400rpm的硬盘成为主流，10000rpm的硬盘多是面对高档用户的。
8． 平均访问时间
平均访问时间（Average Access Time）是指磁头从起始位置到达目标磁道位置，并且从目标磁道上找到要读写的数据扇区所需的时间。平均访问时间体现了硬盘的读写速度，它包括了硬盘的寻道时间和等待时间，即：平均访问时间=平均寻道时间+平均等待时间。
硬盘的平均寻道时间（Average Seek Time）是指硬盘的磁头移动到盘面指定磁道所需的时间。这个时间当然越小越好。目前主流硬盘的平均寻道时间通常在9ms左右。
硬盘的等待时间，又叫潜伏期（Latency），是指磁头已处于要访问的磁道，等待所要访问的扇区旋转至磁头下方的时间。这个时间当然越小越好。对圆形的硬盘来说，潜伏时间最多是转一圈所需的时间，最少则为0（不用转），一般来说，其Average Latency Time则为旋转半圈所需时间。目前的硬盘转速差不多为540O rpm（或 7200 rpm），故其Average Latency Time约等于（1/5400）×60×1000÷2=5.6 ms，其余依此类推。硬盘转速7200 RPM,潜伏时间4.2 ms，硬盘转速1000 rpm，潜伏时间3.0 ms。
平均访问时间通常在11ms到18ms之间。
9． 传输速率
传输速率是指硬盘读写数据的速度，单位为兆字节每秒（MB/s）。硬盘数据传输速度包括了内部数据传输率和外部数据传输率。
内部传输率也称为持续传输率，指磁头至硬盘缓存间的最大数据传输率，一般取决于硬盘的盘片转速和盘片数据线性密度 (指同一磁道上的数据间隔度)。这项指标中常常使用Mb/S或Mbps为单位，这是兆位/秒的意思，如果需要转换成MB/s（兆字节/秒），就必须将Mbps数据除以8。例如最大内部数据传输率为131Mbps，但如果按MB/S计算就只有16.37MB/s。数据传输速度实际上达不到33MB/s，更达不到66MB/s。因此硬盘的内部数据传输率就成了整个系统瓶颈中的瓶颈，只有硬盘的内部数据传输率提高了，再提高硬盘的接口速度才有实在的意义。
外部传输率（External Transfer Rate）也称为突发数据传输率（Burst Data Transfer Rate）或接口传输率，它标称的是系统总线与硬盘缓冲区之间的数据传输率，外部数据传输率与硬盘接口类型和硬盘缓存的大小有关。目前采用Ultra DMA133技术的硬盘，外部数据传输率可达133MB/s。
由于内部数据传输率才是系统真正的瓶颈，因此在购买时我们要分清这两个概念。一般来讲，硬盘的转速相同时，单碟容量大的内部传输率高；在单碟容量相同时，转速高的硬盘的内部传输率高。应该清楚的是只有内部传输率向外部传输率接近靠拢，有效地提高硬盘的内部传输率才能对磁盘子系统的性能有最直接、最明显的提升。目前各硬盘生产厂家努力提高硬盘的内部传输率，除了改进信号处理技术、提高转速以外，最主要的就是不断地提高单碟容量以提高线性密度。由于单碟容量越大的硬盘线性密度越高，磁头的寻道频率与移动距离可以相应减少，从而减少了平均寻道时间，内部传输速率也就提高了。
10． 缓存
缓存（Cache）的大小也是影响硬盘性能的一个重要指标。当硬盘接收到CPU指令控制开始读取数据时，硬盘上的控制芯片会控制磁头把正在读取的簇的下一个或者数个簇中的数据读到缓存中（因为硬盘上数据存储时是比较连续的，所以读取的命中率是很高的），当CPU指令需要读取下一个或者几个簇中的数据的时候，磁头就不需要再次去读取数据，而是直接把缓存中的数据传输过去就行了，由于缓存的速度远远高于磁头的速度，所以能够达到明显改善性能的目的。显然缓存容量越大，硬盘性能越好。目前，主流硬盘的缓存一般是2MB。
11． 盘表面温度
指硬盘工作时产生的温度使硬盘密封壳温度上升的情况。这项指标厂家并不提供，一般只能在各种媒体的测试数据中看到。硬盘工作时产生的温度过高将影响磁头的数据读取灵敏度，因此硬盘工作表面温度较低的硬盘有更稳定的数据读、写性能。
12． MTBF (连续无故障时间)
指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间，单位是小时。一般硬盘的MTBF至少在30000小时以上。这项指标在一般的产品广告或常见的技术特性表中并不提供，需要时可专门上网到具体生产该款硬盘的公司网址中查询。
13． Ultra DSP (超级数字信号处理器)
应用Ultra DSP处理数学运算，其速度较一般CPU快10～50倍，MAXTOR在硬盘厂商中率先引入了此项技术，用于缩短硬盘的平均寻道时间，采用Ultra DSP技术，单个的DSP芯片可以同时提供处理器及驱动接口的双重功能，以减少其它电子元件的使用，可大幅度提高硬盘的速度可靠性。
14． 新型磁头技术
15． 数据保护新技术
4.2.4 硬盘的生产厂商及编号
1． Maxtor硬盘
2．希捷（Seagate）
3．西部数据（Western Digital）
4．IBM硬盘
4.2.5 选购硬盘
1． 按需选购硬盘
2． 发热及噪音问题
3． 超频问题
4． 保修问题
5． 硬盘的编号
（1）Seagate
（2）Maxtor
（3）WD
（4）三星
4.3 软盘驱动器与软盘
4.3.1 软盘、软盘驱动器
软盘是3.5英寸的，容量为1.44MB。
软盘靠写保护开关实现写保护。拨动小方块，打开方孔时则表示已经写保护；反之则表示未进行写保护，这时可以往软盘写入数据。写保护是个非常有用的功能，可防止误写操作，也避免计算机病毒的侵害。在使用时，最好将那些存有重要文件的软盘，如程序安装盘和数据备份盘置于写保护状态。
软盘驱动器简称“软驱”。是驱动软盘旋转并同时向软盘写入数据或从软盘读出数据的设备。目前使用的都是3.5英寸软驱，与1.44MB的3.5英寸软盘配用。
1． 软驱的优点
2． 软驱的缺点
4.3.2 选购软盘驱动器和软盘
由于软盘驱动器的价格便宜，所以购买时最好选名牌产品，如SONY、NEC和三星等，这些厂家的软驱读盘能力强、噪音小、质量好。
购买软盘时应注意购买防静电、防霉能力强的软盘，另外软盘外表应具有明显标志，一目了然的磁盘写保护系统、易于粘贴撕下的标签纸、快门移动的自如性等，在选购时都应加以考虑。
4.4 光盘驱动器与光盘
4.4.1 光盘驱动器的外观
③
⑦
①
②
④
⑥
⑤
1． 光驱的正面：
（1）防尘门和CD-ROM托盘。
（2）耳机插孔：连接耳机或音箱，可输出Audio CD音乐。
（3）音量控制按钮：调整输出的CD音乐音量大小。
（4）播放/跳道键：用于直接使用面板控制播放Audio CD。注意，有些牌子的光驱是没有这个键的。
（5）打开/关闭/停止键：控制光盘进出盒和停止Audio CD播放。
（6）读盘指示灯：显示光驱的运行状态。
（7）手动退盘孔：当光盘由于断电或其它原因不能退出时，可以用小硬棒插入此孔把光盘退出。注意，部分光驱无此功能。
2． 光驱的背面：
（1）电源线插座：用于光驱与电源连接的插座。
（2）主从跳线：光驱和硬盘一样也有主盘和副盘工作方式之分，您可根据需要通过此跳线开关设置
（3）数据线插座：目前绝大部分的光驱跟硬盘一样使用IDE数据线。
（4）音频线插座：此插座通过音频线和声卡相连。
4.4.2 光盘驱动器的结构和工作原理
1． 光盘驱动器的结构
光驱（CD-ROM）的内部主要由机芯及启动机构组成，整个机芯包括以下部分
（1）激光头组件：包括激光头、聚焦透镜等组成部分，配合齿轮机构和导轨等机械部分，在通电状态下根据系统信号确定并读取光盘数据，然后将数据传输到系统。
（2）主轴马达：光盘运行的驱动力，在光盘读取过程的高速运行中提供数据定位功能。
（3）光盘托架：光驱在开启和关闭状态下的光盘承载体。
（4）启动机构：控制光盘托架的进出和主轴马达的启动，加电运行时使包括主轴马达和激光头组件的伺服机构都处于半加载状态中。
2． 光盘驱动器的工作原理
激光头是光驱的中心部件，光驱就是通过它来读取数据的。光驱在读取信息时，激光头会向光盘发出激光束，当激光束照射到光盘的凹面或非凹面时，反射光束的强弱会发生变化，光驱就根据反射光束的强弱，把光盘上的信息还原成为数字信息，即“0”或“1”，再通过相应的控制系统，把数据传给电脑。
在无光盘状态下，光驱加电后，激光头组件启动，光驱面板指示灯亮。激光头组件移动到主轴马达附近，并由内向外顺着导轨步进移动，最后回到主轴马达附近。激光头的聚焦透镜将向上移动4次搜索光盘，同时主轴马达也顺时针启动4次。然后激光头组件复位，主轴马达停止运行，面板指示灯熄灭。
放入光盘后，激光头聚焦透镜重复搜索动作，找到光盘后主轴马达将加速运转。此时若读取光盘，面板指示灯将不停地闪动。步进电机带动激光头组件移动到光盘数据处，聚焦透镜将数据反射到接收光电管，再由数据带传送到系统。若停止读取光盘，激光头组件和马达仍将处于加载状态中，面板指示灯熄灭。不过，目前高速光驱在设计上都考虑到可以使主轴马达和激光头组件在40秒或几分钟后停止工作，直到重新读取数据。这样可有效地节能，并延长使用时间。
4.4.3 光盘驱动器的主要性能指标
1． 数据传输速率
数据传输速率 (Data Transfer Rate) 即大家常说的倍速，是光驱最基本的性能指标，是指光驱在1秒内所能读取的最大数据量。早期的光驱数据传输率并不高，每秒钟只能传输150K字节（即150KB/s），即单速光驱。我们平时说的多少速光驱，就是以此为基准。例如，传输率为600KB/s的光驱称为四倍速光驱。目前市面上的主流光驱早已超过了40倍速，40或48倍速光驱每秒钟能读取6000KB和7200KB的数据。
2． 平均寻道时间
平均寻道时间 (Average Access Time)，是指光驱的激光头从原来的位置移到指定的数据扇区，并把该扇区上的第一块数据读入高速缓存所花费的平均时间。显然，平均寻道时间越短，光驱的性能就越好。
3． CPU占用时间
CPU占用时间 (CPU Loading)，是指光驱在保持一定的转速和数据传输率时所占用CPU的时间。这是衡量光驱性能的一个重要指标，光驱的CPU占用时间越少，系统整体性能的发挥就越好。
4． 内部缓存
内部缓存 (Buffer)，主要用于存放读出的数据。内部缓存的工作原理和作用于主板上的Cache相似，可以有效地减少读取盘片的次数，提高数据传输速率。早期低速光驱的内部缓存多为64K或者128K，而现在8倍以上的光驱大多为128K或256K，甚至512KB。
5． 容错能力
任何光驱的性能指标中都没有标出容错能力的参数，但这却是一个实在的光驱评判标准。在高倍速光驱设计中，高速旋转的马达使激光头在读取数的准确定位性上相对于低倍速光驱要逊色许多，同时劣质的光碟更加剧对光驱容错能力的需求，因而许多厂家都加强对容错能力的设计。一些小厂家只是单纯地加大激光头的发射功率，初期使用时读盘容错能力非常好，但在两三个月之后，其容错性能力明显下降。而名牌大厂通常以提高光驱的整体性能为出发点，采用先进的机芯电路设计，改善数据读取过程中的准确性和稳定性，或者根据光碟数据类型自动调整读取速度，以达到容错纠错的目的。
4.4.4 光驱的选购
1． 接口类型，光驱常见接口有IDE和SCSI接口。如果没有特殊要求，选择价格便宜的IDE接口光驱就可以了，因为SCSI接口的光驱还得配买一块相应的SCSI卡。
2． 数据传输率的高低，光驱的数据传输率越高越好。应选择40倍速以上的光驱。
3． 数据缓冲区的大小，缓冲区通常为128KB或256KB，一般建议您选择缓冲区不少于128KB的光驱。
4． 兼容性的好坏，由于产地不同，各种光驱的兼容性的差别很大，有些光驱在读取一些质量不太好的光盘时很容易出错，这会给您带来很大的麻烦，所以，一定要选兼容性好的光驱。
5． 常见品牌：如华硕、源兴、索尼、飞利浦、大白鲨等。
4.4.5 DVD-ROM光驱
1． DVD光盘
DVD的大小和普通CD-ROM完全一样，为了增大光盘容量，DVD盘的生产采用了一种新的技术：即采用短波长（波长为635mm～650mm）的红色激光或波长更短的蓝－绿色激光刻盘，使基片上的凹槽更细、道间距更小，所以DVD盘片数据存储量比CD－ROM大得多。
DVD盘片可以单面存储，也可以双面存储，而且每一面还可以存储两层资料。因此DVD有四种格式：单面单层（容量为4.7GB）、单面双层（容量为8.5GB）、双面单层（容量为9.4GB）、双面双层（容量为17GB）。普通的CD-ROM容量仅为650M。DVD可向下兼容CD、VCD、CD-ROM等格式的光盘。
2． DVD驱动器
DVD驱动器是用来读取DVD盘上数据的设备，从外形上看和CD-ROM驱动器一样。
DVD速度的计算方法和CD-ROM不同。DVD的一倍速是1350Kb/s，而CD-ROM为150Kb/s，约为CD－ROM驱动器的9倍。目前DVD驱动器采用的是波长为635mm～650mm的红激光。DVD的技术核心是MPEG-Ⅱ标准，MPEG-Ⅱ标准的图像格式共有11种组合，DVD采用的是其中“主要等级”的图像格式，使其图像质量达到广播级水平。DVD驱动器也完全兼容现在流行的VCD、CD-ROM和CD-R等。但是普通的光驱却不能读DVD光盘。因为DVD光盘采用了MPEG-Ⅱ标准进行录制的，所以播放DVD光盘上的视频数据使用支持MPEG-Ⅱ解码技术的解码器。
4.4.6 光盘刻录机
只读光盘（如CD-ROM光盘、DVD光盘）的数据只能被光驱读出，而光盘上的内容无法被修改。随着新技术发展，出现了能够向光盘写入数据的光驱，其中主要有提供一次写入的CD-R（CD－Recordable）光驱，提供多次写入的CD-RW（CD-ReWritable）光驱。这种光驱称为光盘刻录机。当然，这种刻录机刻录时需要特殊的存储介质CD-R光盘和CD-RW光盘。
1． 刻路原理简介
在光存储盘片的表面有一层薄面膜。刻录时，刻录机将大功率的激光按照要刻录的信息的要求，照射在这层薄膜上，薄膜上会形成相应的平面（Land）和凹坑（Pit）。光盘读取设备将这些平面和凹坑信息转化为0和1，将光盘的物理信息转换为数字信息。
对于CD-R盘片，这种薄膜上的物理变化是一次性的，写入之后，就不能修改。因此CD-R盘片只能写入一次，不能重复写入。
而CD-RW盘片上的薄膜材质多为银、硒或碲的结晶体。这种薄膜能够呈现出结晶体和非结晶体两种状态。在激光束的照射下，材料可以在两种状态之间转换，所以CD-RW盘片可以重复写入。
2． 刻录机工作步骤
首先是将数据读入自带的缓冲存储器中，然后再从缓存中把数据写入刻录盘片，这样可以尽量保证刻录机的连续性。需要特别注意的是刻录机读入数据、写入刻录机这一过程是一个连续工作的过程。所以，刻录机在工作过程中容易出现问题。如果刻录机缓存数据被用完或其他原因（如运行其他应用程序）造成硬盘或光驱向刻录机传输数据中断，当前刻录机操作被迫中断。在传统刻录方式下，中断后如不能继续进行刻录，就会导致刻录光盘报废，这就是“Buffer Under Run”（缓冲区数据不足）的问题。
3． 刻录机的选购
（1）读写速度
（2）接口方式
（3）缓存容量
（4）兼容性
（5）品牌
4.4.7 刻录光盘
1． 光盘的种类
刻录光盘分为CD-R光盘和CD-RW光盘两种。CD-R光盘只能一次记录数据；CD-RW光盘是可反复多次改写的光盘，即可用有机材料也可用相变材料制成。其工作原理也与CD-R光盘基本相同，只是染色层变成可改写的。但是由于染色层是相变的，它的反光讯号只有普通CD的20%，所以CD-RW的盘片只有高倍速光驱才能读取。而价格方面CD-RW光盘比CD-R光盘要贵。
CD-R光盘具有与一般CD光盘相同的外观尺寸，它上面所记载资料的方式与一般CD光盘一样，也是利用激光的反射读取资料，所以CD-R光盘可以放在CD-ROM上读取。CD-R光盘的容量和CD-ROM光盘一样，通常都是650MB。不过现在也有更大容量的CD-R光盘了，如黑色的CD-R光盘容量就有700MB，另外还有一些公司生产的CD-R光盘容量可以达到1GB，不过对刻录机的要求也比较高。
2． 光盘的选购
（1）光盘的速度：CD-R光盘本身是区分速度的。质量较差的光盘最多只能支持4倍速CD-R刻录机或2倍速CD-RW复写，如果强行以高速刻录，拿到普通CD-ROM上往往不能顺利读出。现在大多数刻录机的固件（Firmware）都能自动识别盘片等级，并采用与之相应的刻录速度，无须干涉。要想最大限度地发挥刻录机的潜力，必须使用相应的盘片。如12倍速的刻录机，最好使用12倍速的盘片。
（2）性价比：市场的刻录光盘品牌基本可以分为三类。第一类是国外知名品牌（如HP、柯达、SONY），产品一般价格很高，而且只有盒装片。第二类是国内杂牌，这类产品的定位较低，品牌实力相对较弱，价格低兼，品质不稳定，集中在市场的最低端。第三类产品是已经在国内有相当知名度的大厂，其产品不仅性能不错，而且价格也低廉。
4.5 其它存储设备
4.5.1 Zip
ZIP是较早出现的大容量移动存储器。ZIP盘的尺寸为3.5英寸，同1.44MB软盘同样大小，其外型跟1.44M软盘很相似，因此ZIP携带方便。ZIP盘的外壳十分坚硬，比一般的软盘更可靠。目前常见的ZIP盘的容量有三种：100MB、120MB和250MB，同时必须配合相应的驱动器使用。
4.5.2 Ls-120
Ls-120属于大容量软盘驱动器，LS-120在读写技术上采用了激光定位技术，这种定位技术比传统软驱的磁性定位更为准确，并且可以在相同的面积内划出更多的磁道，储存更多的资料。这种技术称为Laser Servo，简称LS，这正是LS-120名字的由来。
Ls-120可以读写120MB容量的磁盘，Ls-120盘的尺寸为3.5英寸，与普通软盘一样大小。支持的接口有IDE、并行、SCSI及USB等。Ls-120与1.44MB软盘完全兼容，可以读取1.44MB软盘。因此曾经在台式机或笔记本电脑中用其代替软驱。它在读写120MB容量的磁盘时要比读写普通磁盘时快很多，而且Ls-120驱动器对工作环境的要求不高，这使得其保存的数据可以长期存放而不必担心损失。Ls-120的速度要比Zip慢很多。
4.5.3 MO驱动器
MO是磁光盘（Magneto－Optical Disk）的简称，是结合光学与电磁学技术而成的一种新兴存储技术，其特点是体积小，抗震性能好，不需要任何驱动程序，操作简便，而且读取速度快。
目前市场上的MO驱动器有两种类型，一种使用3.5英寸盘片，另一种使用5.25英寸的盘片。前者主要有230MB、540MB和640MB等，后者主要有230MB、640MB、1.3GB、2.6GB和5.2GB等。MO的记录层很薄，它是基于所谓Kerr效应、利用对温度极为敏感的磁性材料制成。
4.5.4 USB闪存
闪存是Flash Memory的意译，具备快速读写、掉电后仍能保留信息的特性。USB闪存拥有容量超大、存取快捷、轻巧便捷、即插即用、安全稳定等许多传统移动存储设备无法替代的优点。我们也把闪存称之为“电子软盘”、“闪盘”或“优盘”，因为绝大多数人都把其作为软盘的替代品了，所以习惯用“盘”来称呼它，虽然从原理上说闪存并非光磁存储设备。
1． USB闪存的优点
（1）无需驱动器，无需外接电源。
（2）容量大，可以做到8MB—1GB，未来可达2GB，相当于数百张1.44M软盘。主要存储容量为16MB、32MB、64MB、128MB和256MB。
（3）体积小、重量轻，重量仅仅20克左右。
（4）USB接口，使用简便，兼容性好，即插即用，可带电插拔。
（5）存取速度快，约为软盘速度的15—30倍。
（6）可靠性好，可反复擦写100万次，数据至少可保存10年。
（7）抗震，防潮，耐高低湿，携带方便。
（8）带写保护功能，防止文件被意外抹掉或受病毒感染。
（9）无须安装驱动程序（WindowsMe以上，包括Win2000和WindowsXP）。
2． USB闪存的内部结构
USB闪存是由硬件和软件两部分组成。硬件主要有Flash存储芯片、控制芯片、USB接口、PCB板等。软件包括嵌入式软件和应用软件。嵌入式软件嵌入在控制芯片中，是闪存盘核心技术所在，它直接决定了闪存盘是否能支持双启动功能，能否支持USB2.0标准协议等，因此闪存盘的品质首先取决于控制芯片中嵌入式软件的功能。
USB闪存的正面主要有一块USB接口控制芯片和提供基准频率的晶振。闪盘的读写速度、功能（比如启动、加密）全由这块USB接口控制芯片决定了，它相当于整个闪存的神经中枢。
闪存的背面有两块Flash存储芯片，以及绿色PCB板。Flash存储芯片相当于闪存的大脑，专管“记忆”。
3． 选购USB闪存
（1）无驱动型
（2）加密型
（3）启动型
4.5.5 USB移动硬盘
USB移动硬盘存储产品具备以下几方面显著优点：大容量、高速度、轻巧便捷、安全易用。容量从5G-50G，极为适合需要携带大型的图库、数据库、软件库的需要。采用USB与1394接口，存储速度从12Mb/s—400Mb/s，重量只有200克左右。
第4章 存储设备
存储器可分为主存储器（Main Memory，简称主存）和辅助存储器（Auxiliary Memory，简称辅存）。主存储器又称内存储器（简称内存），辅助存储器又称外存储器（简称外存）。外存通常是磁性介质（软盘、硬盘、磁带）或光盘，能长期保存信息，并且不依赖于电来保存信息。
4.1 内存
4.1.1 内存的分类
内存泛指计算机系统中存放数据与指令的半导体存储单元。它包括RAM (Random Access Memory，随机存取存储器)、ROM (Read Only Memory，只读存储器)、Cache (高速缓冲存储器)等。因为RAM是其中最主要的存储器，整个计算机系统的内存容量主要由它的容量决定，所以人们习惯将RAM直接称为内存，而后两种，则仍称为ROM和Cache。
1.只读存储器ROM
只读存储器ROM是计算机厂商用特殊的装置把内容写在芯片中，只能读取，不能随意改变内容的一种存储器，一般用于存放固定的程序，如BIOS，ROM中的内容不会因为掉电而丢失。ROM又分为一次写ROM和可改写ROM—EPROM(Erasable Programmable ROM)。ROM中的信息只能被读出，而不能被操作者修改或删除。与一般的ROM相比，EPROM可以用特殊的装置擦除和重写它的内容。
EPROM：
EPROM芯片上有一个透明窗口，用特殊的装置向芯片写完毕后，用不透明的标签贴住。如果要擦除EPROM中的内容，揭掉标签，用紫外线照射EPROM的窗口，EPROM中的内容就会丢失。
EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM,电擦除可编程只读存储器)：
它与EPROM非常相似，EEPROM中的信息也同样可以被抹去，也同样可以写入新的数据。EEPROM可以用电来对其进行擦写，而不需要紫外线。
闪速存储器Flash Memory
主要特点是在不加电的情况下能长期保存存储的信息。就其本质而言，Flash Memory属于EEPROM类型。它既有ROM的特点，又有很高的存取速度，而且易于擦除和重写，功耗很小。由于Flash Memory的独特优点，可以将BIOS存储在其中，使得BIOS升级非常方便。
2．随机存储器RAM
RAM就是平常所说的内存，系统运行时，将所需的指令和数据从外部存储器（如硬盘、光盘等）调入内存中，CPU再从内存中读取指令或数据进行运算，并将运算结果存入内存中。RAM的存储单元根据具体需要可以读出，也可以写入或改写。RAM只能用于暂时存放程序和数据，一旦关闭电源或发生断电，其中的数据就会丢失。根据其制造原理不同，现在的RAM多为MOS型半导体电路，它分为静态和动态两种。
静态RAM (SRAM)
SRAM (Static RAM) 的一个存储单元的基本结构是一个双稳态电路，由于读、写的转换由写电路控制，所以只要写电路不工作，电路有电，开关就保持现状，不需要刷新，因此SRAM又叫静态RAM，由于这里的开关实际上是由晶体管代替，而晶体管的转换时间一般都小于20 ns，所以SRAM的读写速度很快，一般比DRAM快出2~3倍。微机的外部高速缓存（External Cache）就是SRAM。但是，这种开关电路需要的元件较多，在实际生产时一个存储单元需要4个晶体管和2个电阻组成，这样一方面降低了SRAM的集成度，另一方面也增加了生产成本。
动态RAM（DRAM）
DRAM (Dynamic RAM) 就是通常所说的内存,它是针对静态RAM （SRAM）来说的。SRAM中存储的数据，只要不断电就不会丢失，也不需要进行刷新。而DRAM中存储的数据是需要不断地进行刷新的。因为一个DRAM单元由一个晶体管和一个小电容组成。
晶体管通过小电容的电压来保持断开、接通的状态，当小电容有电时，晶体管接通表示1；当小电容没电时，晶体管断开表示0。但是充电后的小电容上的电荷很快就会丢失，所以需要不断地进行“刷新”。
所谓刷新，就是给DRAM的存储单元充电。在存储单元刷新的过程中，程序不能访问它们，在本次访问后，下次访问前，存储单元又必须进行刷新。
所谓内存具有多少纳秒（ns），就是指它的刷新时间。由于电容的充、放电需要时间，所以DRAM的读写时间远远慢于SRAM，其平均读写时间在60-120ns，但由于它结构简单，所用的晶体管数仅是SRAM的四分之一，实际生产时集成度很高，成本也大大低于SRAM，所以DRAM的价格也低于SRAM，适合作大容量存储器。所以主内存通常采用动态DRAM，而高速缓冲存储器（Cache）则使用SRAM。
内存还应用于显卡、声卡及CMOS等设备中，用于充当设备缓存或保存固定的程序及数据。
4.1.2 内存的单位和主要性能指标
1.内存的单位:
存储器是具有“记忆”功能的设备，它用具有两种稳定状态的物理器件来表示二进制数码“0”和“1”，这种器件称为记忆元件或记忆单元。记忆元件可以是磁芯、半导体触发器、MOS电路或电容器等。位（bit）是二进制数的最基本单位，也是存储器存储信息的最小单位，8位二进制数称为一个字节（Byte），可以由一个字节或若干个字节组成一个字（Word），字长等于运算器的位数。若干个记忆单元组成一个存储单元，大量的存储单元的集合组成一个存储体（Memory Bank）。为了区分存储体内的存储单元，必须将它们逐一进行编号，称为地址。地址与存储单元之间一一对应，且是存储单元的唯一标志。应注意存储单元的地址和它里面存放的内容完全是两回事。
位（bit）
位（bit，常用b表示）是二进制数的最基本单位，也是存储器存储信息的最小单位。如十进制中的14在计算机中就是用1110来表示，1110中的一个0或一个1就是一个比特。
字节（Byte）
8位二进制数称为一个字节（B），内存容量即是指具有多少字节，字节是微机中最常用的单位。一个字节等于8个比特，即1B=8b。
存储器可以容纳的二进制信息量称为存储量。在微机中，凡是涉及到数据量的多少时，用的单位都是字节，内存也不例外。不过在数量级方面与普通的计算方法有所不同，1024字节为1KB，而不是通常的1000为1K，1024KB为1MB，更高数量级用1GB=1024MB表示。目前而言，一般微机的内存大小都以“MB”（有时也省略B）作为基本的计数单位。
内存的单位换算
微机的内存容量都很大，一般都以千字节、百万字节、十亿字节或更大的单位来表示。常用的内存单位及其换算如下：
千字节（KB, Kilo Byte）：1KB=1024B
百万字节 (MB, Mega Byte)：1MB=1024KB
十亿字节（GB, Giga Byte）：1GB=1024MB
兆兆字节（TB, Tera Byte）：1TB=1024GB
各个单位的关系如下：
1TB=1024GB
=1024×1024MB
=1024×1024×1024KB
=1024×1024×1024×1024B
=1024×1024×1024×1024×8bit
2.内存的主要性能指标:
存取周期
内存的速度用存取周期来表示。单位为ns，这个时间越短，速度就越快，也就标志着内存的性能越高。内存的速度一般为6ns、7ns、8ns、10ns。
数据宽度和带宽
内存的数据宽度是指内存同时传输数据的位数，以位（bit）为单位。内存带宽指内存的数据传输速率。
容量
每个时期内存条的容量都分为多种规格，比如早期的30线内存条有256KB、1MB、4MB等容量，后来72线的EDO内存有4MB、8MB、16MB等容量，目前流行的168线内存常见的内存容量有128MB、256MB、512MB。
内存电压
早期的FPM内存和EDO内存均使用5V电压，而SDRAM使用3.3V电压，DDR SDRAM和RDRAM使用2.5 V电压。DDRⅡ内存工作电压从DDR的2.5V降到1.8V。
内存的“线”数
就是指内存条与主板插接时有多少个接触点，这些接触点就是“金手指”，有30线、72线和168线。30线内存条的数据宽度为8bit；72线内存条的数据宽度为32bit；168线内存条的数据宽度为64bit。
一般主板的存储器安装插座分为几个组（BANK），每个组中有2-4个存储器安装插座，可安装2-4个存储器条。286和386SX及486SLC类CPU只有16位数据线，因此，使用30线的内存条时，由于每条可以提供8位有效数据，所以系统主板的存储器条安装数据量通常为2的倍数。386DX和486DX微处理器有32位数据线，一次要存取32位数据，则用30线内存条时，需要安装4的倍数；如果主板上安装的是72线的内存条插座，由于72线的内存条一次就可以提供32位有效数据，所以只安装一条也能正常工作。
SPD
SPD (Serial Presence Detect) 是1个8针的EEPROM芯片，容量为256字节，里面主要保存了该内存条的相关资料，如容量、芯片的厂商、内存模组的厂商、工作速度、是否具备ECC校验等。SPD的内容一般由内存模组制造商写入。支持SPD的主板在启动时自动检测SPD中的资料，并以此设定内存的工作参数，使之以最佳状态工作，更好地确保系统的稳定。
时钟频率f、时钟周期TCK
时钟频率代表了DRAM所能稳定运行的最大频率，支持时钟频率越高的内存，其性能也越出众。
对于SDRAM而言，可分为PC66、PC100、PC133规范，分别表示可在66-133MHz的时钟频率下稳定运行。DDR内存的基准时钟频率为200MHz、266MHz，333MHz、400 MHz、533 MHz。RDRAM基准时钟频率为600MHz、700MHz和800MHz。
内存的时钟周期TCK由时钟频率决定，TCK=1/f，例如对于100MHz的系统来说，一个系统时钟周期为10ns。
CAS的延迟时间 CL
CAS的延迟时间是指纵向地址脉冲的反应时间，也是在一定频率下衡量支持不同规范的内存重要标志之一，用CAS Latency (CL) 指标来衡量。SDRAM能够运行在CAS反应时间CL=2或3模式，也就是说它们读取数据所延迟的时间既可以是两个时钟周期，也可以是三个时钟周期。我们可以把这个性能写入SDRAM的EEPROM中，这样PC的BIOS会检查此项内容，并且以CL=2模式这一较快的速度运行。
存取时间、CAS反应时间等性能指标是互相制约的。换句话说，当你有较快的存取时间，你就必须牺牲CAS反应时间的性能。因此，评估和比较SDRAM的性能时，我们必须综合考虑以上指标，不能仅从芯片上所刻的－6、－7、－8或－10来评价。
下面是一个评估SDRAM性能的简单例子。
对于100MHz的系统来说，一个系统时钟周期为10ns。
粗略计算一下：读取数据的总延迟时间=CAS 延迟 ＋存取时间。
例如：现代PC－100 SDRAM，存取时间为8ns，CL=2 模式。因此，总的延迟时间为2×周期＋存取时间=2×10ns＋8ns=28 ns
如果SDRAM运行在CL=3模式下，存取时间为6ns。这样，总的时间延迟为=3×10ns＋6ns=36ns
显然，当SDRAM运行在CL=2模式下，其速度确实快于CL=3模式。
ECC
ECC(Error Checking and Correcting) 功能，指内存具备错误修正码的功能。它使得内存在传输数据的同时，在每笔资料上增加一个检查位元，以确保资料的正确性，若有错误发生，还可以将它加以修正并继续传输，这样不至于因为错误而中断。
奇偶校验（Parity）
非奇偶校验内存的每个字节只有8位，若它的某一位存储了错误的值，就会使其中存储的数据发生改变而导致应用程序发生错误。而奇偶校验内存在每一字节（8位）外又额外增加了一位作为错误检测之用。那些Parity检测到错误的地方，ECC可以纠正错误。
内存的封装
BLP：（Bottom Leaded Plastic底部引出塑封技术），其芯片面积与封装面积之比大于1：1.1，符合CSP(Chip Size Package)封装规范。不仅高度和面积极小，而且电气特性得到了进一步的提高。相比之下，这种封装技术的制造成本也并不算高，它广泛应用于SDRAM、RDRAM、DDR等内存制造上。
uBGA：（Micro Ball Grid Array微型球栅阵列封装），其芯片面积与封装面积之比大于1：1.14，尤其适合工作于高频状态下的RDRAM，但制造成本极高昂，目前主要用于RDRAM。
TinyBGA: (Tiny BALL Grid Array小型球栅阵列封装），其芯片面积与封装面积之比不小于1：1.14,是KingMax的专利,属于BGA封装技术的一个分支。KingMax采用这种封装形式。
TOSP II：(Thin Small Outline Package薄型小尺寸封装），目前广泛应用于SDRAM内存的制造上，但是随着时间的推移和技术的进步，TOSP II已越来越不适用于高频、高速的新一代内存。目前市场上的内存产品中，GL2000千禧条、HY等内存采用这种封装方式。
4.1.3主流内存
486和早期Pentium时代普遍使用的内存是FPM (Fast Page Mode RAM，快速页面模式随机存取存储器)，它每隔3个时钟脉冲周期传送一次数据，72线、5V电压、32bit数据宽度，速度基本都在60ns以上。
后来使用EDO (Extended Data Out RAM，扩展数据输出随机存取存储器) 内存，EDO内存每隔两个时钟脉冲周期传输一次数据，大大地缩短了存取时间，使存取速度提高30%。EDO内存有72线和168线之分，速度达到60ns。EDO内存多用于早期的Pentium主板上。
现在市场上用于个人电脑的内存主要有三大类，一种是SDRAM，一种是目前主流的DDR内存，还有一种是RDRAM。这三种内存都是DRAM。
1． SDRAM
SDRAM（Synchronous DRAM 同步动态随机存储器）是现在常见的内存之一。SDRAM如其名字所示，它是同步的，也就是其工作速度与系统总线速度是同步的。SDRAM内存是根据其性能来进行标称的，比如PC100和PC133就是依据SDRAM内存的运行频率来进行划分的。现在内存运行的频率都比较快，单位都是MHz (兆赫兹)。SDRAM的主流规范是PC133，也就是说这是运行在133 MHz的SDRAM。我们简单地计算一下，133MHz就意味着每秒运行133百万次，那么每次的运行时间就是差不多7.5纳秒。这里的7.5纳秒就是内存的一个时钟周期，在内存里面操作花费的时间都是时钟周期的整数倍，加快内存的时钟频率也就是缩短了内存的时钟周期，比如平时需要两个周期才能完成的工作，现在虽然还是要两个时钟周期，但由于内存时钟频率的加快，所花费的时间就少了很多了，我们直接能感受到的就是计算机的运行速度变快了。
2． DDR SDRAM
DDR SDRAM (Double Date Rate SDRAM，双倍速率SDRAM)。看名字就知道DDR其实也是SDRAM的一种。DDR内存采用了双时钟差分信号等技术，使其在单个时钟周期内的上、下沿都能进行数据传输，所以具有比SDRAM多一倍的传输速率和内存带宽。 可以通过内存条的金手指的“缺口”进行辨别，DDR只有一个缺口，而SDRAM有两个缺口。
DDR的标称和SDRAM一样采用频率。现在DDR运行频率主要有100MHz、133MHz、166MHz、200MHz四种，由于DDR内存具有双倍速率传输数据的特性，因此在DDR内存的标识上采用了工作频率×2的方法，也就是DDR200、DDR266、DDR333和DDR400。
DDR内存的标称还可以用其带宽来表示。内存带宽严格地说应该分为内存理论带宽和内存实际带宽这两种，这里讨论的是内存的理论带宽，它的计算公式是：内存带宽＝内存运行频率×8Byte (64bit)。那么DDR266的内存就可以换算为266×8Byte＝2128MB/s，所以DDR266通常也被称为PC2100，同理DDR200是PC1600，而DDR333是PC2700。用内存的带宽来表示比用运行频率表示更能体现内存的性能，但是这里提及的都是理论带宽。
3． RDRAM?
? RDRAM 存储器总线式动态随机存取存储器，也就是Rambus内存。RDRAM的运行频率比SDRAM和DDR要高了许多，从300MHz、600MHz、800MHz到10660MHz。因为其比较高的工作频率发热量自然不会小，因此RDRAM内存表面都贴上金属散热片。如图4-3所示，这就是我们在市场上常看到的RDRAM的样子。
RDRAM常见的型号是PC600、PC700、PC800三种，RDRAM可以像DDR一样在时钟信号的上下沿都可以传输信息，但其数据通道接口带宽较低，只有16位。RDRAM和SDRAM、DDR相比最大优势在于可以提供更大的内存带宽。这里以PC800为例，它的实际运行频率为400MHz，而内存带宽为800×2Byte＝1.6GB/s。现在RDRAM还支持双通道技术，也就是说我们可以用两根同等容量和速度的RDRAM配对使用，形成双通道架构，这样双通道的PC800 RDRAM的带宽就成了3.2GB/s了，这也是在Intel 850主板上RDRAM内存需要两条RDRAM内存同时使用的原因。
RDRAM因为其高频率可以获得更大的带宽，但它还是有它不足的地方。和SDRAM、DDR相比，RDRAM比较大的延迟又在很大程度上削弱了它的优势。所以在需要大量数据传输的场合，RDRAM因为其带宽的优势，其性能更为优越；而在普通应用场合，因为零散数据比较多，潜伏周期较短的DDR SDRAM性能则占上风。
4.1.4 选购内存
明确用途
品牌与市场
认清标识、鉴别质量、防止假冒伪劣
注意保护
4.2 硬盘
产品标签
4.2.1 硬盘的分类
微型计算机的硬盘可按盘径尺寸和接口类型进行分类
1． 按盘径尺寸分类
硬盘产品按内部盘片分有：5.25、3.5、2.5和1.8英寸，后两种常用于笔记本及部分袖珍精密仪器中，目前台式机中使用最为广泛的是3.5英寸的硬盘。
2． 按接口类型进行分类
硬盘与微机之间的数据接口，常用的为三大类：SCSI接口、IDE接口和Serial ATA接口硬盘。
（1）IDE接口硬盘
IDE（Integrated Drive Electronics）接口的硬盘是目前市场中的主流产品。IDE的本意是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器。 ATA（Advanced Technology Attachment）是最早的IDE标准的正式名称，IDE接口的硬盘由早期的ATA、ATA-2、ATA-3发展到今天的Ultra ATA133，而数据传输速率也由3.3 MB/s发展到133 MB/s。
（2）SCSI接口硬盘
SCSI（Small Computer System Interface）小型计算机系统接口，最早研制于1979年。SCSI接口早期多用于服务器、工作站等级的电脑上。随着计算机技术的发展，现在它被完全移植到普通计算机上了。SCSI硬盘受SCSI卡的控制，虽然SCSI硬盘需要花费额外的价钱来购买SCSI控制卡配合使用，但是每块SCSI控制卡最多可以挂接15种不同的设备。
SCSI硬盘接口有三种，分别是50针、68针和80针。我们常见到硬盘型号上标有“N”“W”“SCA”，就是表示接口针数的。N即窄口（Narrow），50针；W即宽口（Wide），68针；SCA即单接头（Single Connector Attachment），80针。其中80针的SCSI盘一般支持热插拔。
SCSI硬盘（或外围设备）的规格有：SCSI-1、SCSI-2、Fast SCSI、Wide SCSI、Ultra SCSI、Wide Ultra SCSI、Ultra 2 SCSI、Wide Ultra 2 SCSI、Ultra 320 SCSI等。
（3）Serial ATA接口硬盘
Serial ATA接口硬盘即串行ATA，它是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘。串行ATA以连续串行的方式传送数据，一次只会传送一位数据。这样能减少ATA接口的针脚数目，使连接电缆数目变少，效率也会更高。Serial ATA仅用四支针脚就能完成所有的工作，分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据，同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。其次，Serial ATA的起点高、发展潜力大，Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/s，这比目前最新的并行ATA133所能达到133MB/s的最高数据传输率还高，而Serial ATA 2.0的数据传输率将达到300MB/s，最终将实现600MB/s的最高数据传输率。Serial ATA的拓展性强，由于Serial ATA采用点对点的传输协议，所以不存在主从问题，这样每个驱动器不仅能独享带宽，而且使拓展SATA设备更加便利。
Serial ATA规范保留了多种向前兼容方式，在硬件方面，Serial ATA标准中定义了在串行ATA普及之前，可用转换器提供同并行ATA设备的兼容性，转换器能把来自主板的并行ATA信号转换成串行ATA硬盘能够使用的串行信号。在软件方面，Serial ATA和并行ATA保持了软件兼容性，这意味着厂商丝毫也不必为使用Serial ATA而重写任何驱动程序和操作系统代码。
4.2.2 硬盘的结构和工作原理
4.2.2.1 硬盘的结构
1． 外部结构
（1）固定面板
（2）控制电路板
（3）电源接口
（4）数据接口
（5）跳线
数据线接口
硬盘跳线
电源插口
2． 内部结构
（1）盘片和主轴组件
（2）浮动磁头组件
（3）磁头驱动机构
（4）前置控制电路
4.2.2.2． 工作原理
硬盘驱动器的原理并不复杂，和我们日常使用的盒式录音机的原理十分相似。磁头负责读取以及写入数据。硬盘盘片布满了磁性物质，这些磁性物质可以被磁头改变磁极，利用不同磁性的正反两极来代表电脑里的0与1，起到数据存储的作用。写入数据实际上是通过磁头对硬盘片表面的可磁化单元进行磁化，就象录音机的录音过程，不同的是，录音机是将模拟信号顺序地录制在涂有磁介质的磁带上，而硬盘是将二进制的数字信号以环状同心圆轨迹的形式，一圈一圈地记录在涂有磁介质的高速旋转的盘面上。读取数据时，把磁头移动到相应的位置读取此处的磁化编码状态，将磁粒子的不同极性转换成不同的电脉冲信号，再利用数据转换器将这些原始信号变成电脑可以使用的数据。
硬盘驱动器加电正常工作后，利用控制电路中的单片机初始化模块进行初始化工作，此时磁头置于盘片中心位置，初始化完成后主轴电机将启动并以高速旋转，装载磁头的小车机构移动，将浮动磁头置于盘片表面的00道，处于等待指令的启动状态。当接口电路接收到微机系统传来的指令信号，通过前置放大控制电路，驱动音圈电机发出磁信号，根据感应阻值变化的磁头对盘片数据信息进行正确定位，并将接收后的数据信息解码，通过放大控制电路传输到接口电路，反馈给主机系统完成指令操作。结束硬盘操作或断电状态，在反力矩弹簧的作用下浮动磁头驻留到盘面中心。
4.2.3 硬盘的主要参数和性能指标
1． 磁道和扇区
当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道。这些磁道用肉眼是根本看不到的，因为它们仅是盘面上以特殊方式磁化了的一些磁化区，磁盘上的信息便是沿着这样的轨道存放的。相邻磁道之间并不是紧挨着的，这是因为磁化单元相隔太近时磁性会产生相互影响，同时也为磁头的读写带来困难。一张1.44MB的3.5″软盘，一面有80个磁道，而硬盘上的磁道密度则远远大于此值，通常一面有几百甚至上千个磁道。磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段便是磁盘的扇区，每个扇区可以存放512个字节的信息，磁盘驱动器在向磁盘读取和写入数据时，要以扇区为单位。
2． 磁头数（Heads）
硬盘的磁头数与硬盘体内的盘片数目有关，由于每一盘片均有两个磁面，每面都应有一个磁头，因此，磁头数一般为盘片数的两倍。
3． 柱面（Cylinders）
硬盘通常由重叠的一组盘片（盘片最多为14片，一般均在1-10片之间）构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的“0”开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为硬盘的柱面。磁盘的柱面数与一个盘面上的磁道数是相等的。
4． 容量
格式化后硬盘的容量由3个参数决定：硬盘容量=磁头数×柱面数×扇区数×512 (字节)。硬盘的容量以兆字节（MB）或千兆字节（GB）为单位，1GB=1024MB。但硬盘厂商在标称硬盘容量时通常取1G=1000MB，因此在BIOS中或在格式化硬盘时看到的容量会比厂家的标称值要小。
5． 单碟容量
单碟容量就是硬盘盘体内每张磁碟的最大容量。每块硬盘内部有若干张盘片，所有盘片的容量之和就是硬盘的总容量。单碟容量越大，实现大容量硬盘也就越容易，寻找数据所需的时间也相对少一点。同时，单碟容量越大，硬盘的档次越高，性能越好，其故障率也越低，当然价格也越贵。
6．交错因子
假设扇区是围绕着磁道依次编号的，磁头读取扇区上的数据分为两个阶段：读出数据，读后处理 (即传送至硬盘缓冲区的过程)，当磁盘高速旋转，磁盘控制器读出1号扇区后准备转向2号扇区读数时，2号扇区的扇区头很有可能已经通过了磁头，使磁头停留在2号扇区的中部，甚至更远的地方。在这种情况下，磁盘控制器必须等待磁盘再次旋转一周，等2号扇区到达时才能读取上面的数据，从而造成磁头大部分时间都在等待，数据传输率极低。解决的办法是扇区不要顺序连续编号，使原来的3号扇区编号为2，以此类推。相邻两号扇区之间间隔的扇区数就是“交错因子”或称为“间隔系数”，交错因子是在硬盘低极格式化时，由用户设置的。其设置值应符合厂商提供的说明。在某些低极格式化程序中提供了自动设置交错因子的功能，用户也可选择该功能由系统自动选择设置。现在的硬盘出厂时已经由生产厂家进行了低级格式化的工作，交错因子的设置也由厂家设为了最佳值，所以我们用不着再进行低级格式化了。
7． 转速
转速是指硬盘盘片每分钟转动的圈数，单位是rpm.。转速是决定硬盘内部传输率的决定因素之一，它的快慢在很大程度上决定了硬盘的速度，同时也是区别硬盘档次的重要标志。硬盘的转速多为5400rpm、7200rpm和10000rpm。7200rpm的硬盘已经逐步取代5400rpm的硬盘成为主流，10000rpm的硬盘多是面对高档用户的。
8． 平均访问时间
平均访问时间（Average Access Time）是指磁头从起始位置到达目标磁道位置，并且从目标磁道上找到要读写的数据扇区所需的时间。平均访问时间体现了硬盘的读写速度，它包括了硬盘的寻道时间和等待时间，即：平均访问时间=平均寻道时间+平均等待时间。
硬盘的平均寻道时间（Average Seek Time）是指硬盘的磁头移动到盘面指定磁道所需的时间。这个时间当然越小越好。目前主流硬盘的平均寻道时间通常在9ms左右。
硬盘的等待时间，又叫潜伏期（Latency），是指磁头已处于要访问的磁道，等待所要访问的扇区旋转至磁头下方的时间。这个时间当然越小越好。对圆形的硬盘来说，潜伏时间最多是转一圈所需的时间，最少则为0（不用转），一般来说，其Average Latency Time则为旋转半圈所需时间。目前的硬盘转速差不多为540O rpm（或 7200 rpm），故其Average Latency Time约等于（1/5400）×60×1000÷2=5.6 ms，其余依此类推。硬盘转速7200 RPM,潜伏时间4.2 ms，硬盘转速1000 rpm，潜伏时间3.0 ms。
平均访问时间通常在11ms到18ms之间。
9． 传输速率
传输速率是指硬盘读写数据的速度，单位为兆字节每秒（MB/s）。硬盘数据传输速度包括了内部数据传输率和外部数据传输率。
内部传输率也称为持续传输率，指磁头至硬盘缓存间的最大数据传输率，一般取决于硬盘的盘片转速和盘片数据线性密度 (指同一磁道上的数据间隔度)。这项指标中常常使用Mb/S或Mbps为单位，这是兆位/秒的意思，如果需要转换成MB/s（兆字节/秒），就必须将Mbps数据除以8。例如最大内部数据传输率为131Mbps，但如果按MB/S计算就只有16.37MB/s。数据传输速度实际上达不到33MB/s，更达不到66MB/s。因此硬盘的内部数据传输率就成了整个系统瓶颈中的瓶颈，只有硬盘的内部数据传输率提高了，再提高硬盘的接口速度才有实在的意义。
外部传输率（External Transfer Rate）也称为突发数据传输率（Burst Data Transfer Rate）或接口传输率，它标称的是系统总线与硬盘缓冲区之间的数据传输率，外部数据传输率与硬盘接口类型和硬盘缓存的大小有关。目前采用Ultra DMA133技术的硬盘，外部数据传输率可达133MB/s。
由于内部数据传输率才是系统真正的瓶颈，因此在购买时我们要分清这两个概念。一般来讲，硬盘的转速相同时，单碟容量大的内部传输率高；在单碟容量相同时，转速高的硬盘的内部传输率高。应该清楚的是只有内部传输率向外部传输率接近靠拢，有效地提高硬盘的内部传输率才能对磁盘子系统的性能有最直接、最明显的提升。目前各硬盘生产厂家努力提高硬盘的内部传输率，除了改进信号处理技术、提高转速以外，最主要的就是不断地提高单碟容量以提高线性密度。由于单碟容量越大的硬盘线性密度越高，磁头的寻道频率与移动距离可以相应减少，从而减少了平均寻道时间，内部传输速率也就提高了。
10． 缓存
缓存（Cache）的大小也是影响硬盘性能的一个重要指标。当硬盘接收到CPU指令控制开始读取数据时，硬盘上的控制芯片会控制磁头把正在读取的簇的下一个或者数个簇中的数据读到缓存中（因为硬盘上数据存储时是比较连续的，所以读取的命中率是很高的），当CPU指令需要读取下一个或者几个簇中的数据的时候，磁头就不需要再次去读取数据，而是直接把缓存中的数据传输过去就行了，由于缓存的速度远远高于磁头的速度，所以能够达到明显改善性能的目的。显然缓存容量越大，硬盘性能越好。目前，主流硬盘的缓存一般是2MB。
11． 盘表面温度
指硬盘工作时产生的温度使硬盘密封壳温度上升的情况。这项指标厂家并不提供，一般只能在各种媒体的测试数据中看到。硬盘工作时产生的温度过高将影响磁头的数据读取灵敏度，因此硬盘工作表面温度较低的硬盘有更稳定的数据读、写性能。
12． MTBF (连续无故障时间)
指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间，单位是小时。一般硬盘的MTBF至少在30000小时以上。这项指标在一般的产品广告或常见的技术特性表中并不提供，需要时可专门上网到具体生产该款硬盘的公司网址中查询。
13． Ultra DSP (超级数字信号处理器)
应用Ultra DSP处理数学运算，其速度较一般CPU快10～50倍，MAXTOR在硬盘厂商中率先引入了此项技术，用于缩短硬盘的平均寻道时间，采用Ultra DSP技术，单个的DSP芯片可以同时提供处理器及驱动接口的双重功能，以减少其它电子元件的使用，可大幅度提高硬盘的速度可靠性。
14． 新型磁头技术
15． 数据保护新技术
4.2.4 硬盘的生产厂商及编号
1． Maxtor硬盘
2．希捷（Seagate）
3．西部数据（Western Digital）
4．IBM硬盘
4.2.5 选购硬盘
1． 按需选购硬盘
2． 发热及噪音问题
3． 超频问题
4． 保修问题
5． 硬盘的编号
（1）Seagate
（2）Maxtor
（3）WD
（4）三星
4.3 软盘驱动器与软盘
4.3.1 软盘、软盘驱动器
软盘是3.5英寸的，容量为1.44MB。
软盘靠写保护开关实现写保护。拨动小方块，打开方孔时则表示已经写保护；反之则表示未进行写保护，这时可以往软盘写入数据。写保护是个非常有用的功能，可防止误写操作，也避免计算机病毒的侵害。在使用时，最好将那些存有重要文件的软盘，如程序安装盘和数据备份盘置于写保护状态。
软盘驱动器简称“软驱”。是驱动软盘旋转并同时向软盘写入数据或从软盘读出数据的设备。目前使用的都是3.5英寸软驱，与1.44MB的3.5英寸软盘配用。
1． 软驱的优点
2． 软驱的缺点
4.3.2 选购软盘驱动器和软盘
由于软盘驱动器的价格便宜，所以购买时最好选名牌产品，如SONY、NEC和三星等，这些厂家的软驱读盘能力强、噪音小、质量好。
购买软盘时应注意购买防静电、防霉能力强的软盘，另外软盘外表应具有明显标志，一目了然的磁盘写保护系统、易于粘贴撕下的标签纸、快门移动的自如性等，在选购时都应加以考虑。
4.4 光盘驱动器与光盘
4.4.1 光盘驱动器的外观
③
⑦
①
②
④
⑥
⑤
1． 光驱的正面：
（1）防尘门和CD-ROM托盘。
（2）耳机插孔：连接耳机或音箱，可输出Audio CD音乐。
（3）音量控制按钮：调整输出的CD音乐音量大小。
（4）播放/跳道键：用于直接使用面板控制播放Audio CD。注意，有些牌子的光驱是没有这个键的。
（5）打开/关闭/停止键：控制光盘进出盒和停止Audio CD播放。
（6）读盘指示灯：显示光驱的运行状态。
（7）手动退盘孔：当光盘由于断电或其它原因不能退出时，可以用小硬棒插入此孔把光盘退出。注意，部分光驱无此功能。
2． 光驱的背面：
（1）电源线插座：用于光驱与电源连接的插座。
（2）主从跳线：光驱和硬盘一样也有主盘和副盘工作方式之分，您可根据需要通过此跳线开关设置
（3）数据线插座：目前绝大部分的光驱跟硬盘一样使用IDE数据线。
（4）音频线插座：此插座通过音频线和声卡相连。
4.4.2 光盘驱动器的结构和工作原理
1． 光盘驱动器的结构
光驱（CD-ROM）的内部主要由机芯及启动机构组成，整个机芯包括以下部分
（1）激光头组件：包括激光头、聚焦透镜等组成部分，配合齿轮机构和导轨等机械部分，在通电状态下根据系统信号确定并读取光盘数据，然后将数据传输到系统。
（2）主轴马达：光盘运行的驱动力，在光盘读取过程的高速运行中提供数据定位功能。
（3）光盘托架：光驱在开启和关闭状态下的光盘承载体。
（4）启动机构：控制光盘托架的进出和主轴马达的启动，加电运行时使包括主轴马达和激光头组件的伺服机构都处于半加载状态中。
2． 光盘驱动器的工作原理
激光头是光驱的中心部件，光驱就是通过它来读取数据的。光驱在读取信息时，激光头会向光盘发出激光束，当激光束照射到光盘的凹面或非凹面时，反射光束的强弱会发生变化，光驱就根据反射光束的强弱，把光盘上的信息还原成为数字信息，即“0”或“1”，再通过相应的控制系统，把数据传给电脑。
在无光盘状态下，光驱加电后，激光头组件启动，光驱面板指示灯亮。激光头组件移动到主轴马达附近，并由内向外顺着导轨步进移动，最后回到主轴马达附近。激光头的聚焦透镜将向上移动4次搜索光盘，同时主轴马达也顺时针启动4次。然后激光头组件复位，主轴马达停止运行，面板指示灯熄灭。
放入光盘后，激光头聚焦透镜重复搜索动作，找到光盘后主轴马达将加速运转。此时若读取光盘，面板指示灯将不停地闪动。步进电机带动激光头组件移动到光盘数据处，聚焦透镜将数据反射到接收光电管，再由数据带传送到系统。若停止读取光盘，激光头组件和马达仍将处于加载状态中，面板指示灯熄灭。不过，目前高速光驱在设计上都考虑到可以使主轴马达和激光头组件在40秒或几分钟后停止工作，直到重新读取数据。这样可有效地节能，并延长使用时间。
4.4.3 光盘驱动器的主要性能指标
1． 数据传输速率
数据传输速率 (Data Transfer Rate) 即大家常说的倍速，是光驱最基本的性能指标，是指光驱在1秒内所能读取的最大数据量。早期的光驱数据传输率并不高，每秒钟只能传输150K字节（即150KB/s），即单速光驱。我们平时说的多少速光驱，就是以此为基准。例如，传输率为600KB/s的光驱称为四倍速光驱。目前市面上的主流光驱早已超过了40倍速，40或48倍速光驱每秒钟能读取6000KB和7200KB的数据。
2． 平均寻道时间
平均寻道时间 (Average Access Time)，是指光驱的激光头从原来的位置移到指定的数据扇区，并把该扇区上的第一块数据读入高速缓存所花费的平均时间。显然，平均寻道时间越短，光驱的性能就越好。
3． CPU占用时间
CPU占用时间 (CPU Loading)，是指光驱在保持一定的转速和数据传输率时所占用CPU的时间。这是衡量光驱性能的一个重要指标，光驱的CPU占用时间越少，系统整体性能的发挥就越好。
4． 内部缓存
内部缓存 (Buffer)，主要用于存放读出的数据。内部缓存的工作原理和作用于主板上的Cache相似，可以有效地减少读取盘片的次数，提高数据传输速率。早期低速光驱的内部缓存多为64K或者128K，而现在8倍以上的光驱大多为128K或256K，甚至512KB。
5． 容错能力
任何光驱的性能指标中都没有标出容错能力的参数，但这却是一个实在的光驱评判标准。在高倍速光驱设计中，高速旋转的马达使激光头在读取数的准确定位性上相对于低倍速光驱要逊色许多，同时劣质的光碟更加剧对光驱容错能力的需求，因而许多厂家都加强对容错能力的设计。一些小厂家只是单纯地加大激光头的发射功率，初期使用时读盘容错能力非常好，但在两三个月之后，其容错性能力明显下降。而名牌大厂通常以提高光驱的整体性能为出发点，采用先进的机芯电路设计，改善数据读取过程中的准确性和稳定性，或者根据光碟数据类型自动调整读取速度，以达到容错纠错的目的。
4.4.4 光驱的选购
1． 接口类型，光驱常见接口有IDE和SCSI接口。如果没有特殊要求，选择价格便宜的IDE接口光驱就可以了，因为SCSI接口的光驱还得配买一块相应的SCSI卡。
2． 数据传输率的高低，光驱的数据传输率越高越好。应选择40倍速以上的光驱。
3． 数据缓冲区的大小，缓冲区通常为128KB或256KB，一般建议您选择缓冲区不少于128KB的光驱。
4． 兼容性的好坏，由于产地不同，各种光驱的兼容性的差别很大，有些光驱在读取一些质量不太好的光盘时很容易出错，这会给您带来很大的麻烦，所以，一定要选兼容性好的光驱。
5． 常见品牌：如华硕、源兴、索尼、飞利浦、大白鲨等。
4.4.5 DVD-ROM光驱
1． DVD光盘
DVD的大小和普通CD-ROM完全一样，为了增大光盘容量，DVD盘的生产采用了一种新的技术：即采用短波长（波长为635mm～650mm）的红色激光或波长更短的蓝－绿色激光刻盘，使基片上的凹槽更细、道间距更小，所以DVD盘片数据存储量比CD－ROM大得多。
DVD盘片可以单面存储，也可以双面存储，而且每一面还可以存储两层资料。因此DVD有四种格式：单面单层（容量为4.7GB）、单面双层（容量为8.5GB）、双面单层（容量为9.4GB）、双面双层（容量为17GB）。普通的CD-ROM容量仅为650M。DVD可向下兼容CD、VCD、CD-ROM等格式的光盘。
2． DVD驱动器
DVD驱动器是用来读取DVD盘上数据的设备，从外形上看和CD-ROM驱动器一样。
DVD速度的计算方法和CD-ROM不同。DVD的一倍速是1350Kb/s，而CD-ROM为150Kb/s，约为CD－ROM驱动器的9倍。目前DVD驱动器采用的是波长为635mm～650mm的红激光。DVD的技术核心是MPEG-Ⅱ标准，MPEG-Ⅱ标准的图像格式共有11种组合，DVD采用的是其中“主要等级”的图像格式，使其图像质量达到广播级水平。DVD驱动器也完全兼容现在流行的VCD、CD-ROM和CD-R等。但是普通的光驱却不能读DVD光盘。因为DVD光盘采用了MPEG-Ⅱ标准进行录制的，所以播放DVD光盘上的视频数据使用支持MPEG-Ⅱ解码技术的解码器。
4.4.6 光盘刻录机
只读光盘（如CD-ROM光盘、DVD光盘）的数据只能被光驱读出，而光盘上的内容无法被修改。随着新技术发展，出现了能够向光盘写入数据的光驱，其中主要有提供一次写入的CD-R（CD－Recordable）光驱，提供多次写入的CD-RW（CD-ReWritable）光驱。这种光驱称为光盘刻录机。当然，这种刻录机刻录时需要特殊的存储介质CD-R光盘和CD-RW光盘。
1． 刻路原理简介
在光存储盘片的表面有一层薄面膜。刻录时，刻录机将大功率的激光按照要刻录的信息的要求，照射在这层薄膜上，薄膜上会形成相应的平面（Land）和凹坑（Pit）。光盘读取设备将这些平面和凹坑信息转化为0和1，将光盘的物理信息转换为数字信息。
对于CD-R盘片，这种薄膜上的物理变化是一次性的，写入之后，就不能修改。因此CD-R盘片只能写入一次，不能重复写入。
而CD-RW盘片上的薄膜材质多为银、硒或碲的结晶体。这种薄膜能够呈现出结晶体和非结晶体两种状态。在激光束的照射下，材料可以在两种状态之间转换，所以CD-RW盘片可以重复写入。
2． 刻录机工作步骤
首先是将数据读入自带的缓冲存储器中，然后再从缓存中把数据写入刻录盘片，这样可以尽量保证刻录机的连续性。需要特别注意的是刻录机读入数据、写入刻录机这一过程是一个连续工作的过程。所以，刻录机在工作过程中容易出现问题。如果刻录机缓存数据被用完或其他原因（如运行其他应用程序）造成硬盘或光驱向刻录机传输数据中断，当前刻录机操作被迫中断。在传统刻录方式下，中断后如不能继续进行刻录，就会导致刻录光盘报废，这就是“Buffer Under Run”（缓冲区数据不足）的问题。
3． 刻录机的选购
（1）读写速度
（2）接口方式
（3）缓存容量
（4）兼容性
（5）品牌
4.4.7 刻录光盘
1． 光盘的种类
刻录光盘分为CD-R光盘和CD-RW光盘两种。CD-R光盘只能一次记录数据；CD-RW光盘是可反复多次改写的光盘，即可用有机材料也可用相变材料制成。其工作原理也与CD-R光盘基本相同，只是染色层变成可改写的。但是由于染色层是相变的，它的反光讯号只有普通CD的20%，所以CD-RW的盘片只有高倍速光驱才能读取。而价格方面CD-RW光盘比CD-R光盘要贵。
CD-R光盘具有与一般CD光盘相同的外观尺寸，它上面所记载资料的方式与一般CD光盘一样，也是利用激光的反射读取资料，所以CD-R光盘可以放在CD-ROM上读取。CD-R光盘的容量和CD-ROM光盘一样，通常都是650MB。不过现在也有更大容量的CD-R光盘了，如黑色的CD-R光盘容量就有700MB，另外还有一些公司生产的CD-R光盘容量可以达到1GB，不过对刻录机的要求也比较高。
2． 光盘的选购
（1）光盘的速度：CD-R光盘本身是区分速度的。质量较差的光盘最多只能支持4倍速CD-R刻录机或2倍速CD-RW复写，如果强行以高速刻录，拿到普通CD-ROM上往往不能顺利读出。现在大多数刻录机的固件（Firmware）都能自动识别盘片等级，并采用与之相应的刻录速度，无须干涉。要想最大限度地发挥刻录机的潜力，必须使用相应的盘片。如12倍速的刻录机，最好使用12倍速的盘片。
（2）性价比：市场的刻录光盘品牌基本可以分为三类。第一类是国外知名品牌（如HP、柯达、SONY），产品一般价格很高，而且只有盒装片。第二类是国内杂牌，这类产品的定位较低，品牌实力相对较弱，价格低兼，品质不稳定，集中在市场的最低端。第三类产品是已经在国内有相当知名度的大厂，其产品不仅性能不错，而且价格也低廉。
4.5 其它存储设备
4.5.1 Zip
ZIP是较早出现的大容量移动存储器。ZIP盘的尺寸为3.5英寸，同1.44MB软盘同样大小，其外型跟1.44M软盘很相似，因此ZIP携带方便。ZIP盘的外壳十分坚硬，比一般的软盘更可靠。目前常见的ZIP盘的容量有三种：100MB、120MB和250MB，同时必须配合相应的驱动器使用。
4.5.2 Ls-120
Ls-120属于大容量软盘驱动器，LS-120在读写技术上采用了激光定位技术，这种定位技术比传统软驱的磁性定位更为准确，并且可以在相同的面积内划出更多的磁道，储存更多的资料。这种技术称为Laser Servo，简称LS，这正是LS-120名字的由来。
Ls-120可以读写120MB容量的磁盘，Ls-120盘的尺寸为3.5英寸，与普通软盘一样大小。支持的接口有IDE、并行、SCSI及USB等。Ls-120与1.44MB软盘完全兼容，可以读取1.44MB软盘。因此曾经在台式机或笔记本电脑中用其代替软驱。它在读写120MB容量的磁盘时要比读写普通磁盘时快很多，而且Ls-120驱动器对工作环境的要求不高，这使得其保存的数据可以长期存放而不必担心损失。Ls-120的速度要比Zip慢很多。
4.5.3 MO驱动器
MO是磁光盘（Magneto－Optical Disk）的简称，是结合光学与电磁学技术而成的一种新兴存储技术，其特点是体积小，抗震性能好，不需要任何驱动程序，操作简便，而且读取速度快。
目前市场上的MO驱动器有两种类型，一种使用3.5英寸盘片，另一种使用5.25英寸的盘片。前者主要有230MB、540MB和640MB等，后者主要有230MB、640MB、1.3GB、2.6GB和5.2GB等。MO的记录层很薄，它是基于所谓Kerr效应、利用对温度极为敏感的磁性材料制成。
4.5.4 USB闪存
闪存是Flash Memory的意译，具备快速读写、掉电后仍能保留信息的特性。USB闪存拥有容量超大、存取快捷、轻巧便捷、即插即用、安全稳定等许多传统移动存储设备无法替代的优点。我们也把闪存称之为“电子软盘”、“闪盘”或“优盘”，因为绝大多数人都把其作为软盘的替代品了，所以习惯用“盘”来称呼它，虽然从原理上说闪存并非光磁存储设备。
1． USB闪存的优点
（1）无需驱动器，无需外接电源。
（2）容量大，可以做到8MB—1GB，未来可达2GB，相当于数百张1.44M软盘。主要存储容量为16MB、32MB、64MB、128MB和256MB。
（3）体积小、重量轻，重量仅仅20克左右。
（4）USB接口，使用简便，兼容性好，即插即用，可带电插拔。
（5）存取速度快，约为软盘速度的15—30倍。
（6）可靠性好，可反复擦写100万次，数据至少可保存10年。
（7）抗震，防潮，耐高低湿，携带方便。
（8）带写保护功能，防止文件被意外抹掉或受病毒感染。
（9）无须安装驱动程序（WindowsMe以上，包括Win2000和WindowsXP）。
2． USB闪存的内部结构
USB闪存是由硬件和软件两部分组成。硬件主要有Flash存储芯片、控制芯片、USB接口、PCB板等。软件包括嵌入式软件和应用软件。嵌入式软件嵌入在控制芯片中，是闪存盘核心技术所在，它直接决定了闪存盘是否能支持双启动功能，能否支持USB2.0标准协议等，因此闪存盘的品质首先取决于控制芯片中嵌入式软件的功能。
USB闪存的正面主要有一块USB接口控制芯片和提供基准频率的晶振。闪盘的读写速度、功能（比如启动、加密）全由这块USB接口控制芯片决定了，它相当于整个闪存的神经中枢。
闪存的背面有两块Flash存储芯片，以及绿色PCB板。Flash存储芯片相当于闪存的大脑，专管“记忆”。
3． 选购USB闪存
（1）无驱动型
（2）加密型
（3）启动型
4.5.5 USB移动硬盘
USB移动硬盘存储产品具备以下几方面显著优点：大容量、高速度、轻巧便捷、安全易用。容量从5G-50G，极为适合需要携带大型的图库、数据库、软件库的需要。采用USB与1394接口，存储速度从12Mb/s—400Mb/s，重量只有200克左右。
同课章节目录