任务5 选购外部存储器【知识目标】了解硬盘驱动器的分类；熟悉硬盘的结构；理解硬盘的工作原理；熟悉硬盘的性能指标及市场主流品牌和型号；熟悉光存储设备的硬件结构和性能指标；熟悉光存储器的设备和光盘的种类；熟悉移动存储器的种类。
【技能目标】能够选择合适的硬盘；能够根据需要选购合适的设备和光盘；能够选购合适的移动存储器。
5.1 任务描述外部存储器是计算机数据的主要存储设备，平时用户处理后的信息都存储在外部存储器里。
如何选购一款合适的外部存储来方便信息的存储和使用及保证信息的安全，在当今的信息社会显得成尤为重要。
那么，如何选购合适的外部存储器呢？５.２相关基础知识外部存储器简称外存，也称为辅存，是内存的延伸，其主要作用是长期存放计算机工作所需要的系统文件、应用程序、用户程序、文档和数据等。
外存设备是CPU不能直接访问的，它需要经过内存与CPU与I/Ｏ设备交换信息，用于长久地存放大量的、包括暂不使用的程序和数据。
外部存储器有磁带、磁盘和光盘等，其中最常用的是磁盘。
外存既属于输入设备，又属于输出设备。
磁盘是微型计算机使用的主要存储设备，分为硬盘、软盘、光盘和移动磁盘等。
通常一台微型计算机至少安装一个硬盘存储器、一个软盘存储器和一个光盘存储器。
随着移动存储器的出现，软盘也渐渐消失了。
5.2.1 硬盘驱动器硬盘驱动器(Hard Disk Drive,HDD)通常称为硬盘，是驱动器、盘片全二为一做成的一个整体。
硬盘是计算机中读写速度最快、存储容量最大的外部存储器，计算机大部分软件和数据都存储在硬盘上，因此它是计算机所必需的设备之一。
硬盘的维护是整台计算机日常维护的重点。
目前市场上的台式机硬盘几乎都是3.5英寸产品，其外观如图5.1所示。
1、硬盘驱动器的分类(1)按照物理尺寸硬盘可分为主要用在台式计算机和服务器上的3.5英寸和5.25英寸型（已经被淘汰），主要用于笔记本计算机的2.5英寸型，面向迷你笔记本计算机和便携音乐播放机的1.8英寸型，以及用于CF卡的1英寸型。
(2)按接口类型目前，市面上流行的硬盘，其接口类型大致可分为PATA(IDE)和SATA两种。
①PATA接口。
平时使用的IDE接口就是属于这种，如图5.2所示。
PATA的全称是Parallel ATA，即并行ATA硬盘接口规范，它是目前市面上较常见的硬盘接口规范。
图5.1 硬盘的外观图5.2 硬盘IDE接口②SATA接口（如图5.3所示）。
SATA采用串行数据传输方式，第一个时钟周期只传输一位数据。
图5.3 SATA接口和数据线2、硬盘的结构(1)硬盘的外部结构①电源接口（如图5.4所示）。
电源接口与主机电源相连，为硬盘工作提供电力保证。
②数据线接口（如图5.4所示）。
数据线接口是硬盘数据和主板控制器之间进行数据传输变换的纽带，使用时是用一根灵气电缆将其与主板硬盘接口或与控制适配器的接口相连接，通常所说的40芯、80芯、接口电缆也就是指数据电缆。
根据连接方式的差异，常用接口有IDE接口、SCSI接口和Serial ATA接口。
图5.4 硬盘电源接口和数据线接口③控制电路板（如图5.5所示）。
控制电路板一般裸露在硬盘下表面，这样利于散热。
图5.5 控制电路板④固定盖板（如图5.6）所示。
硬盘的外壳和底板结合成一个密封的整体，正面的外壳保证了硬盘盘片和机构的稳定运行。
在固定面板上贴有产品标签，上面印着产品型号、产品系列号、产地、生产日期等信息，由此可以对这款产品做一番大致的了解。
图5.6 固定盖板(2)硬盘的内部结构硬盘的内部结构由磁头组件、接口及附件等几大部分组成。
而磁头组件(Hard Disk Assembly,HAD)是构成硬盘的核心，封装在硬盘的净化腔体内，如图5.7所示。
磁头组件包括浮动磁头组件（如图5.8所示）、磁头驱动机构、盘片及主轴驱动机构、前置读写控制电路等。
图5.7 硬盘的内部结构图5.8 浮动磁头组件3、硬盘驱动器的性能参数硬盘驱动器的性能参数或称性能参数，决定了整块硬盘所具备的功能及性能的高低。
在选购硬盘的过程中，需对这些性能参数有所了解。
(1)容量硬盘做为计算机系统的数据存储器，其容量是最主要的参数容量越大，所能存储的数据也就越多。
硬盘的容量以GB、TB、为单位，1GB=1024MB。
但硬盘厂商在标称硬盘时通常采用1G=1000MB，因此，在BIOS中或在格式化进看到的容量会比厂家的标称值小。
目前主流PC的硬盘大小是320GB、500GB，市场上１TB和1.5TB的大硬盘。
(2)转速转速(Rotational Speed或Spindle Speed)是指硬盘盘片每分钟转动的圈数，单位为r/min。
转速是决定硬盘内部数据传输速率的决定性因素之一，同时，也是区别硬盘档次的主要标志。
目前，市场上IDE 硬盘的主轴速度为5400~7200r/min，主流硬盘的转速为7200r/min。
SCSI硬盘的主轴转速可达7200~10000r/min，而SCSI硬盘的最高转速高达15000r/min（希捷“捷豹X15”系列硬盘）。
(3)数据传输速率硬盘的数据传输速率（Data Transfer Tate）是指硬盘读写数据的速度，单位为MB/s，硬盘数据传输又包括了内部数据传输速率和外部数据传输速率。
(4)平均访问时间平均访问时间(Average Access Time) 指磁头从起始位置到达目标磁道位置，且从目标磁道上找到要读写的数据扇区所需要的时间。
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要的时间。
这个时间越小越好。
目前，硬盘的平均寻道时间勇冠在8~12ms之间。
硬盘的等待时间又称为潜伏期（Latency），是指磁头已处于要访问的磁道，等待所要讯问的扇区旋转至磁头下的方的时间。
平均等待时间为盘片旋转一周所需要时间的1/2，一般应在4ms以下。
(5)高速缓存与主板上的调整缓存一样，缓存是硬盘与外部总线交换数据的场所，汉磁头从硬盘片上将磁记录转化为电信号时，硬盘会临时将数据保存到数据缓存内，当数据缓存内的暂存数据传输完毕后，硬盘会清空缓存，然后再进行下一次的填充与清空。
这个填充、清空和再填冲的周期与主机系统总线周期一致。
目前，主流SATA硬盘的数据缓存为8MB和16MB。
缓存大的硬盘在存取零散文件时具有很大的优势。
(6)硬盘单碟容量单碟容量是指硬盘单个盘片的存储容量，由单位记录密度（每平方英寸）决定。
通过提高单碟容量，可以缩短寻道时间和等待时间，并极大地降低硬盘的成本。
单盘容量越大，单位成本越低，平均访问时间也越短。
目前，市面上大多数硬盘的单碟容量为60GB、80 GB、100 GB、200 GB和250GB，而更高的容量则已达到334 GB。
(7)磁头数磁盘的磁头数(Headers)与硬盘体内的盘片数目有关。
由于每个盘片有两个磁面，每面都应有一个磁头，因此，磁头数一般为盘片数的两倍。
每面磁道与每磁道所含的扇区数与硬盘的各类及容量无关。
(8)柱面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，并从外缘以０开始编号。
具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称为硬盘的柱面，如图５.９所示。
硬盘的柱面数与一个盘面上的磁道数是相等的。
由于每个盘面都有自己的碰头，因此，盘面数等于总的磁头数。
(9)每磁道扇区数把硬盘的磁道进一步划分为扇区，如图5.10所示，每一扇区是512KB。
格式化后，硬盘的容量由３个参数决定，即：硬盘容量＝磁头数*柱面数*扇区数*512(KB)图5.9 硬盘柱面图5.10 硬盘扇区(10)MTBFMTBF即连续无故障工作时间，它指硬盘从开始使用到第一次出现故障的最长时间，单位是h（小时）。
该指标关系到硬盘的使用寿命，一般硬盘的MTBF至少在3000h或４000h。
5.2.2光存储设备和光盘１.光存储基本原理光存储与光有密切关系。
有一些介质在光线照射下会产生一些物理的或者化学的变化，这些变化通常可使介质具有两种状态，这两种不同的状态可分别用数据０和数据１表示，因此就可以用这种介质做成光盘，然后对激光加以控制、进行精细聚焦，沿一定轨迹对光盘进行扫描，再通过一个光电头对光盘介质因激光照射而产生的反射、吸收或相称做出反应，从而完成了对光盘的读写、擦除等操作。
２.光驱的分类光驱是台式机里比较常见的一个配件。
随着多媒体的应用越来越广泛，使得光驱在台式机多配件中已经成标准配置。
目前，光驱可分为CD-ROM驱动器、DVD光驱(DVD--ROM)、康宝(COMBO)和记录机等。
图5.11所示为内置光驱和外置光驱。
图5.11 内置光驱和外置光驱(1)CD-ROM光驱：又称为致密盘只读存储器，是一种只读的光存储介质。
它是刊用原本用于音频CD的CD-DA(Digital Audio)格式发展起来的。
(2)DVD光驱：是一种可以读取DVD碟片的光驱，除了DVD-ROM、DVD Video、DVD-R和CD-ROM等常见的格式外，对于CD-R/PW、CD-I、Video-CD和CD-G等都能很好地支持。
(3)COMBO光驱：“康宝”光驱是人们对COMBO光驱的俗称。
而COMBO光驱是一种集成了CD刻录、CD-ROM和DVD-ROM为一体的多功能的光存储产品。
(4)刻录光驱：包括了CD-R、CD-RW和DVD刻录等，其中DVD刻录机又分为DVD+R、DVD-R、DVD+RW、DVD-RW(W代表可反复擦写)和DVD-RAM。
刻录机的外观普通光驱差不多，只是其前置面板上通常都清楚地标识着写入、复写和读取３种速度。
３.光驱的性能指标(1)数据传输速率数据传输速率是指光驱在1秒内所能读写的数据量，单位为KB/s。
它是衡量光驱性能的最基本的指标。
该值越大，光驱的数据传输速率越高。
最初CD-ROM数据传输速率只有150KB/s，定义为倍速(1x)，在此之后出现的CD-ROM其速度与倍速是一个倍数关系，如40倍速CD-ROM的数据传输速率为6000 KB/s(150*40)。
随着光驱传输速率越来越快，出现了40X、48X、52X、56X的CD-ROM光驱。
DVD-ROM 的1X为1358MB/s，DVD-ROM的最高倍速为20X。
(2)平均访问时间平均访问时间又称为“平均访问寻道时间”，是指光驱的激光头从原来的位置塔夫绸到指定的数据扇区，并把该扇区上的第一块数据读入高速缓存所花费的时间，其值一般在80~90ms。
(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速率时所占用CPU的时间。