硬碟的物理結構
1、磁頭
硬碟內部結構磁頭是硬碟中最昂貴的部件,也是硬碟技術中最重要和最關鍵的一環。傳統的磁頭是讀寫合一的電磁感應式磁頭,但是,硬碟的讀、寫卻是兩種截然不同的操作,為此,這種二合一磁頭在設計時必須要同時兼顧到讀/寫兩種特性,從而造成了硬碟設計上的局限。而MR磁頭(Magnetoresistive heads),即磁阻磁頭,採用的是分離式的磁頭結構:寫入磁頭仍採用傳統的磁感應磁頭(MR磁頭不能進行寫操作),讀取磁頭則採用新型的MR磁頭,即所謂的感應寫、磁阻讀。這樣,在設計時就可以針對兩者的不同特性分別進行優化,以得到最好的讀/寫性能。另外,MR磁頭是通過阻值變化而不是電流變化去感應信號幅度,因而對信號變化相當敏感,讀取數據的准確性也相應提高。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,達到200MB/英寸2,而使用傳統的磁頭只能達到20MB/英寸2,這也是MR磁頭被廣泛應用的最主要原因。目前,MR磁頭已得到廣泛應用,而採用多層結構和磁阻效應更好的材料製作的GMR磁頭(Giant Magnetoresistive heads)也逐漸普及。
2、磁軌
當磁碟旋轉時,磁頭若保持在一個位置上,則每個磁頭都會在磁碟表面劃出一個圓形軌跡,這些圓形軌跡就叫做磁軌。這些磁軌用肉眼是根本看不到的,因為它們僅是盤面上以特殊方式磁化了的一些磁化區,磁碟上的信息便是沿著這樣的軌道存放的。相鄰磁軌之間並不是緊挨著的,這是因為磁化單元相隔太近時磁性會相互產生影響,同時也為磁頭的讀寫帶來困難。一張1.44MB的3.5英寸軟盤,一面有80個磁軌,而硬碟上的磁軌密度則遠遠大於此值,通常一面有成千上萬個磁軌。
3、扇區
磁碟上的每個磁軌被等分為若干個弧段,這些弧段便是磁碟的扇區,每個扇區可以存放512個位元組的信息,磁碟驅動器在向磁碟讀取和寫入數據時,要以扇區為單位。1.44MB3.5英寸的軟盤,每個磁軌分為18個扇區。
4、柱面
硬碟通常由重疊的一組碟片構成,每個盤面都被劃分為數目相等的磁軌,並從外緣的「0」開始編號,具有相同編號的磁軌形成一個圓柱,稱之為磁碟的柱面。磁碟的柱面數與一個盤面上的磁軌數是相等的。由於每個盤面都有自己的磁頭,因此,盤面數等於總的磁頭數。所謂硬碟的CHS,即Cylinder(柱面)、Head(磁頭)、Sector(扇區),只要知道了硬碟的CHS的數目,即可確定硬碟的容量,硬碟的容量=柱面數*磁頭數*扇區數*512B。
㈡ 數據長期保存,使用什麼介質
固態硬碟。
固態硬碟的存儲介質分為兩種,一種是採用快閃記憶體(Flash晶元)作為存儲介質,另外一種是採用DRAM作為存儲介質。
前者就像高速、大容量U盤一樣,可用於移動存儲,後者主要固定於計算機中,作為高速存儲數據之用,它是一種高性能的存儲器,而且使用壽命很長,美中不足的是需要獨立電源來保護數據安全。
DRAM固態硬碟屬於非主流的設備,台式電腦和筆記本電腦常用SSD用於第一存儲硬碟,將操作系統安裝於此,以便開機啟動快速且可靠性高。
(2)固定存儲介質擴展閱讀
固態硬碟快閃記憶體具有擦寫次數限制的問題快閃記憶體完全擦寫一次叫做1次P/E,因此快閃記憶體的壽命就以P/E作單位。34nm的快閃記憶體晶元壽命約是5000次P/E,而25nm的壽命約是3000次P/E。
隨著SSD固件演算法的提升,新款SSD都能提供更少的不必要寫入量。一款120G的固態硬碟,要寫入120G的文件才算做一次P/E。
普通用戶正常使用,即使每天寫入50G,平均2天完成一次P/E,3000個P/E能用20年。
另外,雖然固態硬碟的每個扇區可以重復擦寫100000次(SLC),但某些應用,如操作系統的LOG記錄等,可能會對某一扇區進行多次反復讀寫,而這種情況下,固態硬碟的實際壽命還未經考驗。
㈢ 存儲介質有哪些
軟盤、光碟、DVD、硬碟、快閃記憶體、U盤、CF卡、SD卡、MMC卡、SM卡、記憶棒(Memory Stick)、xD卡。
行的存儲介質是基於快閃記憶體(Nand flash)的,比如U盤、CF卡、SD卡、SDHC卡、MMC卡、SM卡、記憶棒、xD卡等。
對所保存的數據來說,CF卡比傳統的磁碟驅動器安全性和保護性都更高;比傳統的磁碟驅動器及Ⅲ型PC卡的可靠性高5到10倍,而且CF卡的用電量僅為小型磁碟驅動器的5%。
CF卡使用3.3V到5V之間的電壓工作(包括3.3V或5V)。這些優異的條件使得大多數數碼相機選擇CF卡作為其首選存儲介質。
CF卡缺點:
1、容量有限。雖然容量在成倍提高,但仍趕不上數碼相機的像素發展。5百萬像素以上產品已經是流行的高端產品最低規格,而民用主流市場也達到3百萬像素級別。普通民用的JPEG壓縮格式下,容量尚可,但是專業級的TIFF(RAW)格式文件還是放不下幾張圖像數據。
2、體積較大。與其他種類的存儲卡相比,CF卡的體積略微偏大,這也限制了使用CF卡的數碼相機體積,所以現下流行的超薄數碼相機大多放棄了CF卡,而改用體積更為小巧的SD卡。
以上內容參考:網路-存儲介質
㈣ 移動硬碟與固定硬碟的區別
一、主體不同
1、移動硬碟:可以隨時插上或拔下,小巧而便於攜帶的硬碟存儲器,可以較高的速度與系統進行數據傳輸。
2、固定硬碟:由一個或者多個鋁制或者玻璃制的碟片組成。這些碟片外覆蓋有鐵磁性材料。
二、介面不同
1、移動硬碟:採用USB或IEEE1394介面。
2、固定硬碟:硬碟介面分為IDE、SATA、SCSI、SAS和光纖通道五種。
三、優點不同
1、移動硬碟:容量大;兼容性好,即插即用;速度快;體積小,質量小;安全可靠。
2、固定硬碟:主軸馬達帶動碟片高速旋轉,產生浮力使磁頭飄浮在碟片上方。要將所要存取資料的扇區帶到磁頭下方,轉速越快,則等待時間也就越短。
㈤ 什麼是磁碟、軟盤、硬碟
磁碟是指利用磁記錄技術存儲數據的存儲器。磁碟是計算機主要的存儲介質,可以存儲大量的二進制數據,並且斷電後也能保持數據不丟失。
軟盤是個人計算機(PC)中最早使用的可移介質。軟盤的讀寫是通過軟盤驅動器完成的。軟盤驅動器設計能接收可移動式軟盤,目前常用的就是容量為1.44MB的3.5英寸軟盤。
軟盤存取速度慢,容量也小,但可裝可卸、攜帶方便。作為一種可移貯存方法,它是用於那些需要被物理移動的小文件的理想選擇。
硬碟是電腦主要的存儲媒介之一,由一個或者多個鋁制或者玻璃制的碟片組成。碟片外覆蓋有鐵磁性材料。硬碟主要分為固態硬碟、機械硬碟、混合硬碟。絕大多數硬碟都是固定硬碟,被永久性地密封固定在硬碟驅動器中。
(5)固定存儲介質擴展閱讀:
1、軟盤的容量:
軟盤在個人計算機中作為一種可移貯存硬體,它是用於那些需要被物理移動的小文件的理想選擇。軟盤有八寸、五又四分之一寸、三寸半之分。
當中又分為硬磁區Hard-sectored 及軟磁區Soft-Sectored。軟式磁碟驅動器則稱FDD,軟碟片是覆蓋磁性塗料的塑料片,用來儲存數據文件,磁碟片的容量有5.25」的1.2MB,3.5」的1.44MB。
2、硬碟的容量
硬碟的容量以兆位元組(MB/MiB)、千兆位元組(GB/GiB)或百萬兆位元組(TB/TiB)為單位,而常見的換算式為:1TB=1024GB,1GB=1024MB而1MB=1024KB。
但硬碟廠商通常使用的是GB,也就是1G=1000MB,而Windows系統,就依舊以「GB」字樣來表示「GiB」單位(1024換算的),因此我們在BIOS中或在格式化硬碟時看到的容量會比廠家的標稱值要小。
㈥ 固態硬碟的存儲介質和原理是什麼
1、固態硬碟原理是一種主要以快閃記憶體(NAND Flash)作為永久性存儲器的計算機存儲設備,此處固態主要相對於以機械臂帶動磁頭轉動實現讀寫操作的磁碟而言,NAND或者其他固態存儲以電位高低或者相位狀態的不同記錄0和1。
2、固態硬碟介質採用SATA 3、M.2或者PCI Express、mSATA、U.2、ZIF、IDE、CF、CFast等介面。但由於價格及存儲空間與機械硬碟有巨大差距,固態硬碟當前仍無法完全取代機械式硬碟。
(6)固定存儲介質擴展閱讀
固態硬碟特點
1、固態硬碟和機械硬碟相比讀寫速度遠遠勝出,這也是其最主要的功能,還具有低功耗、無噪音、抗震動、低熱量的特點,這些特點可以延長靠電池供電的計算機設備運轉時間。
2、固態硬碟防震抗摔性傳統硬碟都是磁碟型的,數據儲存在磁碟扇區里。而固態硬碟是使用快閃記憶體顆粒(即mp3、U盤等存儲介質)製作而成,所以SSD固態硬碟內部不存在任何機械部件。
㈦ 存儲器可分為哪三類
存儲器不僅可以分為三類。因為按照不同的劃分方法,存儲器可分為不同種類。常見的分類方法如下。
一、按存儲介質劃分
1. 半導體存儲器:用半導體器件組成的存儲器。
2. 磁表面存儲器:用磁性材料做成的存儲器。
二、按存儲方式劃分
1. 隨機存儲器:任何存儲單元的內容都能被隨機存取,且存取時間和存儲單元的物理位置無關。
2. 順序存儲器:只能按某種順序來存取,存取時間和存儲單元的物理位置有關。
三、按讀寫功能劃分
1. 只讀存儲器(ROM):存儲的內容是固定不變的,只能讀出而不能寫入的半導體存儲器。
2. 隨機讀寫存儲器(RAM):既能讀出又能寫入的存儲器。
二、選用各種存儲器,一般遵循的選擇如下:
1、內部存儲器與外部存儲器
一般而言,內部存儲器的性價比最高但靈活性最低,因此用戶必須確定對存儲的需求將來是否會增長,以及是否有某種途徑可以升級到代碼空間更大的微控制器。基於成本考慮,用戶通常選擇能滿足應用要求的存儲器容量最小的微控制器。
2、引導存儲器
在較大的微控制器系統或基於處理器的系統中,用戶可以利用引導代碼進行初始化。應用本身通常決定了是否需要引導代碼,以及是否需要專門的引導存儲器。
3、配置存儲器
對於現場可編程門陣列(FPGA)或片上系統(SoC),可以使用存儲器來存儲配置信息。這種存儲器必須是非易失性EPROM、EEPROM或快閃記憶體。大多數情況下,FPGA採用SPI介面,但一些較老的器件仍採用FPGA串列介面。
4、程序存儲器
所有帶處理器的系統都採用程序存儲器,但是用戶必須決定這個存儲器是位於處理器內部還是外部。在做出了這個決策之後,用戶才能進一步確定存儲器的容量和類型。
5、數據存儲器
與程序存儲器類似,數據存儲器可以位於微控制器內部,或者是外部器件,但這兩種情況存在一些差別。有時微控制器內部包含SRAM(易失性)和EEPROM(非易失)兩種數據存儲器,但有時不包含內部EEPROM,在這種情況下,當需要存儲大量數據時,用戶可以選擇外部的串列EEPROM或串列快閃記憶體器件。
6、易失性和非易失性存儲器
存儲器可分成易失性存儲器或者非易失性存儲器,前者在斷電後將丟失數據,而後者在斷電後仍可保持數據。用戶有時將易失性存儲器與後備電池一起使用,使其表現猶如非易失性器件,但這可能比簡單地使用非易失性存儲器更加昂貴。
7、串列存儲器和並行存儲器
對於較大的應用系統,微控制器通常沒有足夠大的內部存儲器。這時必須使用外部存儲器,因為外部定址匯流排通常是並行的,外部的程序存儲器和數據存儲器也將是並行的。
8、EEPROM與快閃記憶體
存儲器技術的成熟使得RAM和ROM之間的界限變得很模糊,如今有一些類型的存儲器(比如EEPROM和快閃記憶體)組合了兩者的特性。這些器件像RAM一樣進行讀寫,並像ROM一樣在斷電時保持數據,它們都可電擦除且可編程,但各自有它們優缺點。
參考資料來源:網路——存儲器
㈧ 計算機內存儲器一般用什麼作為存儲介質
計算機內存中儲存器一般用ROM作為儲存介質。
隨機存取存儲器(英語:Random Access Memory,縮寫:RAM),也叫主存,是與CPU直接交換數據的內部存儲器。它可以隨時讀寫,而且速度很快,通常作為操作系統或其他正在運行中的程序的臨時數據存儲介質。
RAM工作時可以隨時從任何一個指定的地址寫入(存入)或讀出(取出)信息。它與ROM的最大區別是數據的易失性,即一旦斷電所存儲的數據將隨之丟失。RAM在計算機和數字系統中用來暫時存儲程序、數據和中間結果。
(8)固定存儲介質擴展閱讀
RAM的特點為:
1、隨機存取
所謂「隨機存取」,指的是當存儲器中的數據被讀取或寫入時,所需要的時間與這段信息所在的位置或所寫入的位置無關。相對的,讀取或寫入順序訪問存儲設備中的信息時,其所需要的時間與位置就會有關系。它主要用來存放操作系統、各種應用程序、數據等。
當RAM處於正常工作時,可以從RAM中讀出數據,也可以往RAM中寫入數據。與ROM相比較,RAM的優點是讀/寫方便、使用靈活,特別適用於經常快速更換數據的場合。
2、易失性
當電源關閉時,RAM不能保留數據。如果需要保存數據,就必須把它們寫入一個長期的存儲設備中(例如硬碟)。
RAM的工作特點是通電後,隨時可在任意位置單元存取數據信息,斷電後內部信息也隨之消失。
3、對靜電敏感
正如其他精細的集成電路,隨機存取存儲器對環境的靜電荷非常敏感。靜電會干擾存儲器內電容器的電荷,引致數據流失,甚至燒壞電路。故此觸碰隨機存取存儲器前,應先用手觸摸金屬接地。
4、訪問速度
現代的隨機存取存儲器幾乎是所有訪問設備中寫入和讀取速度最快的,存取延遲和其他涉及機械運作的存儲設備相比,也顯得微不足道。
5、需要刷新(再生)
現代的隨機存取存儲器依賴電容器存儲數據。電容器充滿電後代表1(二進制),未充電的代表0。由於電容器或多或少有漏電的情形,若不作特別處理,數據會漸漸隨時間流失。
刷新是指定期讀取電容器的狀態,然後按照原來的狀態重新為電容器充電,彌補流失了的電荷。需要刷新正好解釋了隨機存取存儲器的易失性。
㈨ 硬碟屬於內存儲器還是外存儲器
硬碟屬於外存儲器。
硬碟(英語:Hard Disk Drive,簡稱HDD)是電腦上使用堅硬的旋轉碟片為基礎的非揮發性存儲設備,它在平整的磁性表面存儲和檢索數字數據,信息通過離磁性表面很近的磁頭,由電磁流來改變極性方式被電磁流寫到磁碟上,信息可以通過相反的方式讀取,例如讀頭經過紀錄數據的上方時磁場導致線圈中電氣信號的改變。硬碟的讀寫是採用隨機存取的方式,因此可以以任意順序讀取硬碟中的數據[2]。硬碟包括一至數片高速轉動的磁碟以及放在執行器懸臂上的磁頭。
早期的硬碟存儲介質是可替換的,不過今日典型的硬碟採用的是固定的存儲介質,碟片與磁頭被封裝在機身里(除了一個有過濾的氣孔,用來平衡工作時產生的熱量導致的氣壓差)。
硬碟是由IBM在1956年開始使用[3],在1960年代初成為通用式電腦中主要的輔助存放設備,隨著技術的進步,硬碟也成為伺服器及個人電腦的主要組件。
硬碟按數據介面不同,大致分為ATA(IDE)和SATA以及SCSI和SAS。介面速度不是實際硬碟數據傳輸的速度,目前非基於快閃記憶體技術的硬碟數據實際傳輸速度一般不會超過300MB/s。