硬盘的物理结构
1、磁头
硬盘内部结构磁头是硬盘中最昂贵的部件,也是硬盘技术中最重要和最关键的一环。传统的磁头是读写合一的电磁感应式磁头,但是,硬盘的读、写却是两种截然不同的操作,为此,这种二合一磁头在设计时必须要同时兼顾到读/写两种特性,从而造成了硬盘设计上的局限。而MR磁头(Magnetoresistive heads),即磁阻磁头,采用的是分离式的磁头结构:写入磁头仍采用传统的磁感应磁头(MR磁头不能进行写操作),读取磁头则采用新型的MR磁头,即所谓的感应写、磁阻读。这样,在设计时就可以针对两者的不同特性分别进行优化,以得到最好的读/写性能。另外,MR磁头是通过阻值变化而不是电流变化去感应信号幅度,因而对信号变化相当敏感,读取数据的准确性也相应提高。而且由于读取的信号幅度与磁道宽度无关,故磁道可以做得很窄,从而提高了盘片密度,达到200MB/英寸2,而使用传统的磁头只能达到20MB/英寸2,这也是MR磁头被广泛应用的最主要原因。目前,MR磁头已得到广泛应用,而采用多层结构和磁阻效应更好的材料制作的GMR磁头(Giant Magnetoresistive heads)也逐渐普及。
2、磁道
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相互产生影响,同时也为磁头的读写带来困难。一张1.44MB的3.5英寸软盘,一面有80个磁道,而硬盘上的磁道密度则远远大于此值,通常一面有成千上万个磁道。
3、扇区
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。1.44MB3.5英寸的软盘,每个磁道分为18个扇区。
4、柱面
硬盘通常由重叠的一组盘片构成,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,称之为磁盘的柱面。磁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磁头,因此,盘面数等于总的磁头数。所谓硬盘的CHS,即Cylinder(柱面)、Head(磁头)、Sector(扇区),只要知道了硬盘的CHS的数目,即可确定硬盘的容量,硬盘的容量=柱面数*磁头数*扇区数*512B。
㈡ 数据长期保存,使用什么介质
固态硬盘。
固态硬盘的存储介质分为两种,一种是采用闪存(Flash芯片)作为存储介质,另外一种是采用DRAM作为存储介质。
前者就像高速、大容量U盘一样,可用于移动存储,后者主要固定于计算机中,作为高速存储数据之用,它是一种高性能的存储器,而且使用寿命很长,美中不足的是需要独立电源来保护数据安全。
DRAM固态硬盘属于非主流的设备,台式电脑和笔记本电脑常用SSD用于第一存储硬盘,将操作系统安装于此,以便开机启动快速且可靠性高。
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固态硬盘闪存具有擦写次数限制的问题闪存完全擦写一次叫做1次P/E,因此闪存的寿命就以P/E作单位。34nm的闪存芯片寿命约是5000次P/E,而25nm的寿命约是3000次P/E。
随着SSD固件算法的提升,新款SSD都能提供更少的不必要写入量。一款120G的固态硬盘,要写入120G的文件才算做一次P/E。
普通用户正常使用,即使每天写入50G,平均2天完成一次P/E,3000个P/E能用20年。
另外,虽然固态硬盘的每个扇区可以重复擦写100000次(SLC),但某些应用,如操作系统的LOG记录等,可能会对某一扇区进行多次反复读写,而这种情况下,固态硬盘的实际寿命还未经考验。
㈢ 存储介质有哪些
软盘、光盘、DVD、硬盘、闪存、U盘、CF卡、SD卡、MMC卡、SM卡、记忆棒(Memory Stick)、xD卡。
行的存储介质是基于闪存(Nand flash)的,比如U盘、CF卡、SD卡、SDHC卡、MMC卡、SM卡、记忆棒、xD卡等。
对所保存的数据来说,CF卡比传统的磁盘驱动器安全性和保护性都更高;比传统的磁盘驱动器及Ⅲ型PC卡的可靠性高5到10倍,而且CF卡的用电量仅为小型磁盘驱动器的5%。
CF卡使用3.3V到5V之间的电压工作(包括3.3V或5V)。这些优异的条件使得大多数数码相机选择CF卡作为其首选存储介质。
CF卡缺点:
1、容量有限。虽然容量在成倍提高,但仍赶不上数码相机的像素发展。5百万像素以上产品已经是流行的高端产品最低规格,而民用主流市场也达到3百万像素级别。普通民用的JPEG压缩格式下,容量尚可,但是专业级的TIFF(RAW)格式文件还是放不下几张图像数据。
2、体积较大。与其他种类的存储卡相比,CF卡的体积略微偏大,这也限制了使用CF卡的数码相机体积,所以现下流行的超薄数码相机大多放弃了CF卡,而改用体积更为小巧的SD卡。
以上内容参考:网络-存储介质
㈣ 移动硬盘与固定硬盘的区别
一、主体不同
1、移动硬盘:可以随时插上或拔下,小巧而便于携带的硬盘存储器,可以较高的速度与系统进行数据传输。
2、固定硬盘:由一个或者多个铝制或者玻璃制的盘片组成。这些盘片外覆盖有铁磁性材料。
二、接口不同
1、移动硬盘:采用USB或IEEE1394接口。
2、固定硬盘:硬盘接口分为IDE、SATA、SCSI、SAS和光纤通道五种。
三、优点不同
1、移动硬盘:容量大;兼容性好,即插即用;速度快;体积小,质量小;安全可靠。
2、固定硬盘:主轴马达带动盘片高速旋转,产生浮力使磁头飘浮在盘片上方。要将所要存取资料的扇区带到磁头下方,转速越快,则等待时间也就越短。
㈤ 什么是磁盘、软盘、硬盘
磁盘是指利用磁记录技术存储数据的存储器。磁盘是计算机主要的存储介质,可以存储大量的二进制数据,并且断电后也能保持数据不丢失。
软盘是个人计算机(PC)中最早使用的可移介质。软盘的读写是通过软盘驱动器完成的。软盘驱动器设计能接收可移动式软盘,目前常用的就是容量为1.44MB的3.5英寸软盘。
软盘存取速度慢,容量也小,但可装可卸、携带方便。作为一种可移贮存方法,它是用于那些需要被物理移动的小文件的理想选择。
硬盘是电脑主要的存储媒介之一,由一个或者多个铝制或者玻璃制的盘片组成。盘片外覆盖有铁磁性材料。硬盘主要分为固态硬盘、机械硬盘、混合硬盘。绝大多数硬盘都是固定硬盘,被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。
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1、软盘的容量:
软盘在个人计算机中作为一种可移贮存硬件,它是用于那些需要被物理移动的小文件的理想选择。软盘有八寸、五又四分之一寸、三寸半之分。
当中又分为硬磁区Hard-sectored 及软磁区Soft-Sectored。软式磁盘驱动器则称FDD,软盘片是覆盖磁性涂料的塑料片,用来储存数据文件,磁盘片的容量有5.25”的1.2MB,3.5”的1.44MB。
2、硬盘的容量
硬盘的容量以兆字节(MB/MiB)、千兆字节(GB/GiB)或百万兆字节(TB/TiB)为单位,而常见的换算式为:1TB=1024GB,1GB=1024MB而1MB=1024KB。
但硬盘厂商通常使用的是GB,也就是1G=1000MB,而Windows系统,就依旧以“GB”字样来表示“GiB”单位(1024换算的),因此我们在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。
㈥ 固态硬盘的存储介质和原理是什么
1、固态硬盘原理是一种主要以闪存(NAND Flash)作为永久性存储器的计算机存储设备,此处固态主要相对于以机械臂带动磁头转动实现读写操作的磁盘而言,NAND或者其他固态存储以电位高低或者相位状态的不同记录0和1。
2、固态硬盘介质采用SATA 3、M.2或者PCI Express、mSATA、U.2、ZIF、IDE、CF、CFast等接口。但由于价格及存储空间与机械硬盘有巨大差距,固态硬盘当前仍无法完全取代机械式硬盘。
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固态硬盘特点
1、固态硬盘和机械硬盘相比读写速度远远胜出,这也是其最主要的功能,还具有低功耗、无噪音、抗震动、低热量的特点,这些特点可以延长靠电池供电的计算机设备运转时间。
2、固态硬盘防震抗摔性传统硬盘都是磁盘型的,数据储存在磁盘扇区里。而固态硬盘是使用闪存颗粒(即mp3、U盘等存储介质)制作而成,所以SSD固态硬盘内部不存在任何机械部件。
㈦ 存储器可分为哪三类
存储器不仅可以分为三类。因为按照不同的划分方法,存储器可分为不同种类。常见的分类方法如下。
一、按存储介质划分
1. 半导体存储器:用半导体器件组成的存储器。
2. 磁表面存储器:用磁性材料做成的存储器。
二、按存储方式划分
1. 随机存储器:任何存储单元的内容都能被随机存取,且存取时间和存储单元的物理位置无关。
2. 顺序存储器:只能按某种顺序来存取,存取时间和存储单元的物理位置有关。
三、按读写功能划分
1. 只读存储器(ROM):存储的内容是固定不变的,只能读出而不能写入的半导体存储器。
2. 随机读写存储器(RAM):既能读出又能写入的存储器。
二、选用各种存储器,一般遵循的选择如下:
1、内部存储器与外部存储器
一般而言,内部存储器的性价比最高但灵活性最低,因此用户必须确定对存储的需求将来是否会增长,以及是否有某种途径可以升级到代码空间更大的微控制器。基于成本考虑,用户通常选择能满足应用要求的存储器容量最小的微控制器。
2、引导存储器
在较大的微控制器系统或基于处理器的系统中,用户可以利用引导代码进行初始化。应用本身通常决定了是否需要引导代码,以及是否需要专门的引导存储器。
3、配置存储器
对于现场可编程门阵列(FPGA)或片上系统(SoC),可以使用存储器来存储配置信息。这种存储器必须是非易失性EPROM、EEPROM或闪存。大多数情况下,FPGA采用SPI接口,但一些较老的器件仍采用FPGA串行接口。
4、程序存储器
所有带处理器的系统都采用程序存储器,但是用户必须决定这个存储器是位于处理器内部还是外部。在做出了这个决策之后,用户才能进一步确定存储器的容量和类型。
5、数据存储器
与程序存储器类似,数据存储器可以位于微控制器内部,或者是外部器件,但这两种情况存在一些差别。有时微控制器内部包含SRAM(易失性)和EEPROM(非易失)两种数据存储器,但有时不包含内部EEPROM,在这种情况下,当需要存储大量数据时,用户可以选择外部的串行EEPROM或串行闪存器件。
6、易失性和非易失性存储器
存储器可分成易失性存储器或者非易失性存储器,前者在断电后将丢失数据,而后者在断电后仍可保持数据。用户有时将易失性存储器与后备电池一起使用,使其表现犹如非易失性器件,但这可能比简单地使用非易失性存储器更加昂贵。
7、串行存储器和并行存储器
对于较大的应用系统,微控制器通常没有足够大的内部存储器。这时必须使用外部存储器,因为外部寻址总线通常是并行的,外部的程序存储器和数据存储器也将是并行的。
8、EEPROM与闪存
存储器技术的成熟使得RAM和ROM之间的界限变得很模糊,如今有一些类型的存储器(比如EEPROM和闪存)组合了两者的特性。这些器件像RAM一样进行读写,并像ROM一样在断电时保持数据,它们都可电擦除且可编程,但各自有它们优缺点。
参考资料来源:网络——存储器
㈧ 计算机内存储器一般用什么作为存储介质
计算机内存中储存器一般用ROM作为储存介质。
随机存取存储器(英语:Random Access Memory,缩写:RAM),也叫主存,是与CPU直接交换数据的内部存储器。它可以随时读写,而且速度很快,通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储介质。
RAM工作时可以随时从任何一个指定的地址写入(存入)或读出(取出)信息。它与ROM的最大区别是数据的易失性,即一旦断电所存储的数据将随之丢失。RAM在计算机和数字系统中用来暂时存储程序、数据和中间结果。
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RAM的特点为:
1、随机存取
所谓“随机存取”,指的是当存储器中的数据被读取或写入时,所需要的时间与这段信息所在的位置或所写入的位置无关。相对的,读取或写入顺序访问存储设备中的信息时,其所需要的时间与位置就会有关系。它主要用来存放操作系统、各种应用程序、数据等。
当RAM处于正常工作时,可以从RAM中读出数据,也可以往RAM中写入数据。与ROM相比较,RAM的优点是读/写方便、使用灵活,特别适用于经常快速更换数据的场合。
2、易失性
当电源关闭时,RAM不能保留数据。如果需要保存数据,就必须把它们写入一个长期的存储设备中(例如硬盘)。
RAM的工作特点是通电后,随时可在任意位置单元存取数据信息,断电后内部信息也随之消失。
3、对静电敏感
正如其他精细的集成电路,随机存取存储器对环境的静电荷非常敏感。静电会干扰存储器内电容器的电荷,引致数据流失,甚至烧坏电路。故此触碰随机存取存储器前,应先用手触摸金属接地。
4、访问速度
现代的随机存取存储器几乎是所有访问设备中写入和读取速度最快的,存取延迟和其他涉及机械运作的存储设备相比,也显得微不足道。
5、需要刷新(再生)
现代的随机存取存储器依赖电容器存储数据。电容器充满电后代表1(二进制),未充电的代表0。由于电容器或多或少有漏电的情形,若不作特别处理,数据会渐渐随时间流失。
刷新是指定期读取电容器的状态,然后按照原来的状态重新为电容器充电,弥补流失了的电荷。需要刷新正好解释了随机存取存储器的易失性。
㈨ 硬盘属于内存储器还是外存储器
硬盘属于外存储器。
硬盘(英语:Hard Disk Drive,简称HDD)是电脑上使用坚硬的旋转盘片为基础的非挥发性存储设备,它在平整的磁性表面存储和检索数字数据,信息通过离磁性表面很近的磁头,由电磁流来改变极性方式被电磁流写到磁盘上,信息可以通过相反的方式读取,例如读头经过纪录数据的上方时磁场导致线圈中电气信号的改变。硬盘的读写是采用随机存取的方式,因此可以以任意顺序读取硬盘中的数据[2]。硬盘包括一至数片高速转动的磁盘以及放在执行器悬臂上的磁头。
早期的硬盘存储介质是可替换的,不过今日典型的硬盘采用的是固定的存储介质,盘片与磁头被封装在机身里(除了一个有过滤的气孔,用来平衡工作时产生的热量导致的气压差)。
硬盘是由IBM在1956年开始使用[3],在1960年代初成为通用式电脑中主要的辅助存放设备,随着技术的进步,硬盘也成为服务器及个人电脑的主要组件。
硬盘按数据接口不同,大致分为ATA(IDE)和SATA以及SCSI和SAS。接口速度不是实际硬盘数据传输的速度,目前非基于闪存技术的硬盘数据实际传输速度一般不会超过300MB/s。