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硬件支援及系統安裝與維護

硬件支援及系統安裝與維護. 磁碟機 ( Hard disk). 軟碟機. 軟碟：攜帶方便、容量小、速度慢 5.25"：360 k、1.2M 3.25"：720K、1.44M、2.88M( 不普遍) 磁片：2 DD( 雙面雙密度 ) 、 2HD ( 雙面高密度 ) 高容量磁碟機： 100 MB Zip drive (Iomega Zip) . 接駁軟碟機. 資料排線. 電源供應. 軟碟機運作. 磁碟片的規格和容量. 磁碟片的結構. 磁區. 開始識别區. 資料區 512Byte. 結束識别區. 硬碟.

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硬件支援及系統安裝與維護

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Presentation Transcript

  1. 硬件支援及系統安裝與維護 磁碟機 (Hard disk)

  2. 軟碟機 • 軟碟：攜帶方便、容量小、速度慢 • 5.25"：360k、1.2M • 3.25"：720K、1.44M、2.88M(不普遍) • 磁片：2DD(雙面雙密度)、2HD (雙面高密度) • 高容量磁碟機：100MB Zip drive (Iomega Zip)

  3. 接駁軟碟機 資料排線 電源供應

  4. 軟碟機運作

  5. 磁碟片的規格和容量

  6. 磁碟片的結構 磁區 開始識别區 資料區 512Byte 結束識别區

  7. 硬碟 • 「硬」是要得的記憶倉庫 、是你電腦中唯一必備的「大容量儲存裝置」！

  8. 硬碟的演進

  9. 硬碟機的結構 • 現在絕大多數硬碟在結構上都是溫徹斯特盤。從1973年IBM生產出第一塊溫氏硬碟以來，後來的硬碟基本都沿用了這一結構，即採用溫徹斯特(Winchester)技術，其核心就是：磁碟片被密封、固定並且不停高速旋轉，磁頭懸浮于碟片上方沿磁片徑向移動，並且不和碟片接觸。

  10. 硬碟機的各部份解說 • 外殼（上蓋，墊圈及基座） • 主軸馬達（Spindle Motor） • 磁頭定位馬達（Head Positioner Motor） • 磁頭驅動臂（移動臂，Arm Actuator） • 磁碟控制器（Controller） • 磁頭（Head） • 碟片（Media）

  11. 硬碟的構造

  12. 解剖硬碟

  13. 磁頭（Head） 硬碟讀取資料是通過磁頭來完成的。

  14. 電磁感應式磁頭 • 最早的傳統磁頭 • 讀寫合一，由於硬碟讀、寫操作的不同，這種二合一磁頭就必須要同時兼顧到讀/寫兩種特性，對硬碟的設計造成了不便。

  15. 磁阻磁頭技術磁頭 / Magneto Resistive (MR) • 分離式的磁頭結構：寫入磁頭仍採用磁感應磁頭，而MR磁頭則作為讀取磁頭磁阻。 • 更好的讀/寫性能。 • 通過阻值變化來感應信號幅度，對信號變化相當敏感，準確性也較高，而且由於讀取的信號幅度與磁軌寬度無關，故磁軌可以做得很窄，從而提高了碟片密度，擴大了碟片的容量。

  16. MR磁頭

  17. 巨磁阻磁頭技術磁頭 / Giant Magneto Resistive (GMR) • GMR磁頭技術是在MR的基礎上開發的，它比MR具有更高的靈敏性。 • 硬碟單碟容量越做越大成為可能，目前最新的磁頭是基於第三代巨磁阻磁頭技術。

  18. 磁頭驅動臂 （Arm Actuator）

  19. 磁頭驅動臂 （Arm Actuator）

  20. 磁頭驅動臂 （Arm Actuator）

  21. 主軸 (Spindle) 轉速(RPM)就是指 主軸的轉動速度

  22. 硬碟機的運作原理 - 存檔 • 存檔： • 首先，當你下達一個儲存的指令，這時候，收到儲存指令的硬碟控制器，就會將訊號丟給硬碟機。 • 然後，主軸馬達便開始轉動。當主軸馬達轉動的同時，磁頭定位馬達也開始移動。當移動到一個儲存位置後，硬碟機就會把剛才你要儲存的文件的資料訊號，轉換成強弱不一的電流訊號。 • OK！電流流啊流，流到了 重要的磁頭上，磁頭便將碟片的表面磁化成一個小小的磁場。你的資料就儲存在硬碟機上面了！

  23. 硬碟機的運作原理 - 讀檔 • 讀檔 • 當你下一個讀取的指令（也許是打開一個資料匣，雙點選一個Word文件）。這時候，主軸馬達就會開始啪搭啪搭的轉，轉到儲存這份文件的位置。 • 當然，磁頭定位馬達也沒閒著，一樣的隨著讀取指令而運作移動。當磁頭移到資料 位置的所在地，便開始進行讀取的工作了。 • 首先，磁頭會感應碟片上面的磁場，和寫入的程序一樣，磁頭就會感應到一個微小的電流。這個電流流啊流，從磁頭流到了硬碟控制器。在這裡，電流的信號被轉換為資料訊號。和寫入程序不同的，這個資料訊號將會被送到電腦的記憶體中，然後才由電腦的主機來處理。

  24. 運作原理

  25. 運作原理

  26. 硬碟機的規格與名詞解釋 • 磁軌（Track） • 磁柱（cylinder） • 磁扇（Sector）

  27. 磁軌（Track） • 將一片碟片平放在桌面上，從上方鳥瞰，磁片是一個圓形的實體。 扣除中間主軸馬達的部份，剩下的磁片空間就呈現一個甜甜圈的形狀。從碟片由內到外一圈一圈的同心圓，就叫做磁軌。碟片最外緣的磁軌為第零軌，依序往圓心累計編號。 0

  28. 磁柱（cylinder） • 一顆硬碟中會有很多片碟片，每一片碟片的同一個編號磁軌所組成的一組磁軌，就叫做「磁柱」。所以，磁柱的數量和磁軌是一樣的。 磁軌（Track） 磁扇（Sector）

  29. 磁扇（Sector） • 磁扇也有人翻譯為「磁區」。我們在鳥瞰碟片，當分割好磁軌之後， 再來就是磁扇的部份了。想像一下你在切蛋糕時的情景：沒錯！ 每一刀都是對著圓心。將碟片從圓心分割成一片一片的「扇形 」，這個條狀的部份就叫做磁扇。

  30. FAT

  31. IDE 與 SCSI 兩種介面 • IDE – 最常見的 • DMA (直接記憶體訪問) 減少CPU工作 • UDMA速率 • UDMA-33 (UDMA3) • 33MB/s, 40pin電纜 • UDMA-66 (UDMA4) • 66MB/s, 80pin電纜 • UDMA-100 (UDMA5) • 100MB/s, 80pin電纜 • SCSI – 介面速度高，CPU佔用率低

  32. 整合電子工學裝置 / Integrated Drive Electronics (IDE) • IDE介面最初由CDC、康柏和西部資料聯合開發，由美國國家標準協會(ATA)制定標準，所以又稱ATA介面。 • IDE介面的硬碟可細分為 • ATA-1 (IDE) • ATA-2 (EIDE) • ATA-3 (Fast ATA-2) • ATA-4 (包括UltraATA、Ultra ATA/33、Ultra ATA/66) • Serial ATA (包括Ultra ATA/100及其它後續的介面類型)

  33. ATA-1 (IDE) • 基本IDE介面資料傳輸率為4.1MB/秒，傳輸方式有PIO和DMA兩種，支援匯流排為ISA和EISA。 • 一種是被稱為PIO（Programmed Input Output）模式；另外一種則是大家比較熟悉的DMA（Direct Memory Access）。 • 在PIO的傳輸模式下，它的最高傳輸資料量為每秒8.33 MB，而且是以16位元的傳輸現來傳輸資料。但是，有些人還是覺得它太慢了。所以有許多更新的介面規格出現。

  34. ATA-2、FAST-ATA、FAST-ATA2 • 後來為提高資料傳輸率、增加介面上能連接的設備數量、突破528M限制以及連接光碟機的需要，又陸續開發了ATA-2、ATAPI和針對PCI匯流排的FAST-ATA、FAST-ATA2等標準，資料傳輸率達到了16.67MB/秒。

  35. Ultra DMA • 是現今最新的IDE（ATA）介面的硬碟機規格。這一回，主導Ultra DMA規格的卻是Intel公司。 • 1996年昆騰和英代爾合作開發了Ultra DMA/33介面，嚴格說來，這已經不能算IDE介面，而應稱為EIDE介面，它採用PIO模式5，資料傳輸率達到33MB/秒。

  36. Ultra ATA • 1999年昆騰又推出了Ultra DMA/66介面，傳輸率為Ultra DMA/33的兩倍，採用CRC(迴圈冗餘迴圈校驗)技術以保證資料傳輸的安全性，並且使用了80線的專用連接電纜。 • 現時大部份的硬碟介面類型是Ultra ATA/133了，它的理論最大外部資料傳輸率可以高達133MB/s。

  37. 規格 ATA-1 ATA-2 ATA-3 ATA-4 ATA-5 ATA-6 追加PIO模式 0、1、2 3,4 不明 不明 不明 不明 追加DMA模式 0、1、2Multiword 0 Multiword 1、2 不明 不明 不明 不明 UltraDMA模式 不明 不明 不明 0、1、2 3、4 5 最大傳輸速率 每秒11.1 MB 每秒16.6 MB 每秒16.6 MB 每秒33.3 MB 每秒66.6 MB 每秒100 MB 使用排線 40-pin 40-pin 40-pin 40/80-pin 80-pin 80-pin ANSI標準編號與年份 X3.221-1994 X3.279-1996 X3.298-1997 NCITS 317-1998 NCITS 340-2000 NCITS 347-2001 追加功能 - 區塊傳輸、LBA、磁碟機參數辨識 SMART與資料正確性功能 CRC校正與80-pin排線 - 48位元LBA定址 俗稱 ATA/IDE ATA/IDE ATA/IDE UltraDMA/33 UltraDMA/66、ATA/66 UltraDMA/100、ATA/100 ATA的比較

  38. Serial ATA

  39. Serial ATA 介面卡

  40. Serial ATA 轉換器

  41. SCSI介面 • 是Small Computer System Interface （小型電腦系統介面）的縮寫。 • SCSI本身有一個完整的磁碟機副系統雛形。你只要在系統（主機板）加上SCSI的匯流排（BUS），就可以直接的控制硬碟機。 • SCSI和IDE不同是只要一片SCSI控制卡可以最多接上八部SCSI介面的裝置。 • SCSI並不是專為硬碟設計的，實際上它是一種匯流排型介面。由於獨立於系統匯流排工作，所以它的最大優勢在於其系統佔用率極低，但由於其昂貴的價格，這種介面的硬碟大多用於伺服器等高端應用場合。

  42. 從左至右分別是50-pin SCSI-2排線，80-pin IDE排線以及34-pin軟碟排線。

  43. 左邊就是絞線式的圓形軟碟排線，IDE排線也有類似產品。雖然這些排線比較貴一些，不過它們不會阻擋您機殼內寶貴的空氣流動。左邊就是絞線式的圓形軟碟排線，IDE排線也有類似產品。雖然這些排線比較貴一些，不過它們不會阻擋您機殼內寶貴的空氣流動。

  44. 未來的理想：左邊的接線是序列ATA (SATA)專用的。

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