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第5章存储器教学目标：(1)存储器的类型和作用。(2)内存、硬盘、光驱、优盘及移动硬盘的选购方法。(3)内存的识别方法。(4)内存、硬盘、光驱的常见故障及其处理方法。(5)硬盘的结构及常用技术。计算机的存储器由两大部份组成内存和外存，外存主要有硬盘、光盘等。计算机硬盘(或者是软盘和CD–ROM)就像是个文件柜，桌面就相当于电脑的内存，桌面越大，可以摆放的文件数量就越多，使用者就不必经常打开文件柜抽取或存放文件，这样它的工作效率也就会提高。同理内存越大，计算机的速度也越快。5．1内存内存的主要作用是用来临时存放数据，再与CPU协调工作，从而提高整机性能。内存作为个人计算机硬件的必要组成部分之一，其地位越来越重要，内存的容量与性能已成为衡量计算机整体性能的一个决定性因素。在内存中最小的物理单元是位，从本质上来讲，位是一个位于某种二值状态（通常是0和1）下的电气单元。八位组成一个字节，这样组合的可能有256种（2的8次方）。字节是内存可访问的最基本单元，每个这样的组合可代表单独的一个数据字符或指令。一、内存的分类内存（Memory）也称内部存储器或主存，按照内存的工作原理主要分为两类。一、RAM（RandomAccessMemory）随机存取存储器，用来暂时存放程序和数据，其特点是存储的数据在掉电后会丢失。系统运行时，首先将指令和数据从外部存储器（外存）中调入内存，CPU再从内存中读取指令和数据进行运算，并将运算结果存入内存中。它又分为两种。1、动态随机存取存储器（DRAM，DynamicRAM）DRAM主要应用在计算机中的主存储器中，如内存条由此构成特点：集成度高，结构简单，功耗低，生产成本低。2、静态随机存取存储器（SRAM，StaticRAM）SRAM主要应用在计算机中的高速小容量存储器，如CACHE则是由此构成特点：结构相对复杂，造价高，速度快。二、ROM（ReadOnlyMemory）只读存储器，特点：只能从中读取信息而不能任意写入信息。一般用于保存不可更改的数据，如BIOS。可分为以下三种：⑴.EPROM：可擦可编程只读存储器，芯片上有一个透明窗口。⑵.EEPROM：电可擦可编程只读存储器。⑶.闪速存储器FlashMemory：可以将BIOS存储在其中，当需要时可以利用软件来自动升级和修改BIOS，较为方便。二、内存的物理结构内存经过了EDO、SDRAM的发展，现在已经进入DDR的时代。下面就以主流的DDR内存来介绍内存的物理结构。1、PCB板内存条的PCB板多数都是绿色的。如今的电路板设计都很精密，所以都采用了多层设计，例如4层或6层等，所以PCB板实际上是分层的，其内部也有金属的布线。理论上6层PCB板比4层PCB板的电气性能要好，性能也较稳定，所以名牌内存多采用6层PCB板制造。因为PCB板制造严密，所以从肉眼上较难分辩PCB板是4层或6层，只能借助一些印在PCB板上的符号或标识来断定。另外和PCB联系紧密的名词就是封装了。2、金手指这一根根黄色的接触点是内存与主板内存槽接触的部分，数据就是靠它们来传输的，通常称为金手指。金手指是铜质导线，使用时间长就可能有氧化的现象，会影响内存的正常工作，易发生无法开机的故障，所以可以隔一年左右时间用橡皮擦清理一下金手指上的氧化物。3、内存芯片内存的芯片就是内存的灵魂所在，内存的性能、速度、容量都是由内存芯片组成的。如今我们市场上有许多种类的内存，但内存颗粒的型号并不多，常见的有HY、KINGMAX、WINBOND、TOSHIBA、SEC、MT、Apacer等等。不同厂商的内存颗粒在速度、性能上也有很多不同。4、内存颗粒空位在内存条上你可能常看到这样的空位，这是因为采用的封装模式预留了一片内存芯片为其它采用这种封装模式的内存条使用。这块内存条就是使用9片装PCB，预留ECC校验模块位置。5、电容PCB板上必不可少的电子元件就是电容和电阻了，这是为了提高电气性能的需要。电容采用贴片式电容，因为内存条的体积较小，不可能使用直立式电容，但这种贴片式电容性能一点不差，它为提高内存条的稳定性起了很大作用。6、电阻电阻也是采用贴片式设计，一般好的内存条电阻的分布规划也很整齐合理。7、内存固定卡缺口内存插到主板上后，主板上的内存插槽会有两个夹子牢固的扣住内存，这个缺口便是用于固定内存用的。8、内存脚缺口内存的脚上的缺口一是用来防止内存插反的（只有一侧有），二是用来区分不同的内存，以前的SDRAM内存条是有两个缺口的，而DDR则只有一个缺口，不能混插。9、SPDSPD是一个八脚的小芯片，它实际上是一个EEPROM可擦写存贮器，这的容量有256字节，可以写入一点信息，这信息中就可以包括内存的标准工作状态、速度、响应时间等，以协调计算机系统更好的工作。从PC100时代开始，PC100规模中就规定符合PC100标准的内存条必须安装SPD，而且主板也可以从SPD中读取到内存的信息，并按SPD的规定来使内存获得最佳的工作环境。另外内存条上一般还有芯片标志，通常包括厂商名称、单片容量、芯片类型、工作速度、生产日期等内容，其中还可能有电压、容量系数和一些厂商的特殊标识在里面。芯片标志是观察内存条性能参数的重要依据。三、常见内存条类型1、EDO内存EDO（ExtendedDataOutRAM,，扩展数据输出内存），可分为30pin和72pin（pin为线），如图4-7所示，用5V电压，数据宽度为32Bit，奔腾以上数据宽度都是64Bit甚至更高，所以EDORAM在586主板上必须成对使用。2、SDRAM内存SDRAM（SynchronousDynamicRAM，同步动态内存），168pin和144pin（其中144pin用于笔记本），如图4-8所示，用3.3V电压，其数据宽度为64Bit。其工作原理是将RAM与CPU以相同的频率进行控制，取消了CPU的等待时间提高存取速度。可分为3个阶段：⑴.PC-66规范：主板设计为4个72pin+2个168pin⑵.PC-100规范：主板设计为2-4个168pin⑶.PC-133规范：主板设计为2-4个168pin3、DDRRAM内存DDRRAM（DoubleDataRageRAM，双倍速率SDRAM），如图4-9所示，比SDRAM的速度高一倍，工作电压在2.5V，特点是在时钟周期内的上升沿和下降沿各传输一次数据，为184pin。现在市场上出现了DDRII内存，DDRII的工作电压由DDR的2.5V下降到了1.8V,184Pin升级为232Pin,内存总线为64位，现在的初期产品运行频率在DDR400～DDR533之间，能达到3.2-4.3GB/秒的带宽.4、RDRAMRDRAM（RambusDRAM,存储器总线式动态随机存取存储器），如图4-10所示，由Rambus公司和Intel公司推出的一种内存规格，184pin，使用2.5V电压，根据速度分600MHz、700MHZ和800MHZ三种，可在单个时钟内的上升沿和下降沿各传输数据。四、内存的技术指标与Cache一、内存的技术指标1、ECC校验：在奇偶校验基础上开发的校验，奇偶校验指为了防止内存中的数据传输中发生错误需要对字节中的数据位进行的校验，可找出一位二进制错误但不能更正。ECC可纠正一位二进制错误。SDRAM内存有双面和单面设计每一面有8颗或9颗内存颗粒。2、内存容量：内存所存储数据的最大容量。3、存取时间TAC：存取数据时的时间，即存储器进行一次完整的存取操作所需要的时间，单位为纳秒。时间越小，速度越快。相应在内存条上标有-6、-7、-8、-10等字样。10NS----100MHZ、7NS----142MZH、8NS----133MHZ。（LGS-7只有10NS，市面上只有三星的是7NS）4、数据宽度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。内存的带宽指内存的数据传输速率。5．存取周期TMC：内存的速度用存取周期来表示。读入和写出是存储器的两个基本操作，它指的是将信息在存储器和寄存器之间进行读写。两次独立的存储操作之间所需的最短时间称为存储周期TMC，单位为ns(纳秒)，这个时间越短，存取速度就越快，也就标志着内存的性能越好。目前存储器的存取周期一般为60ns～100ns6．内存的电压早期的FPM内存和EDO内存均使用5V电压，SDRAM内存一般使用3.3V电压，现在使用的DDR和Rambus内存都是2.5V电压。而DDRII内存所使用的电压为1.8V电压。二、CacheCache（高速缓冲存储器），Cache速度与CPU相当，CPU直接访问Cache可从计算机整体提高速度，并具有预测功能。计算机中运行速度由快到慢为：CPU——CPU内部L1Cache——CPU内部L2Cache——主板上的Cache——内存——硬盘中的Cache（光盘中的Cache）——硬盘中的数据（光盘中的数据）。其存储量分别为：L1Cache：16KB----64KB，甚至达到128KB；L2Cache：128KB----512KB，甚至达到8M；主板上Cache：512KB----1MB；硬盘上：128KB----4MB；CDROM：64KB----256KB，甚至达到512KB。五、内存的选购1、看品牌2、看类型3、注意PCB板的质量六、内存故障及维修1.内存故障分析如果在开机加电自检时出现关于内存错误的声音和文字提示信息，或者在系统正常运行时随机地死机或无故重启，都有可能是内存故障。就内存的硬件故障而言，原因多是内存条的印刷电路或存储芯片损坏，或者主板上的内存插槽触点损坏。2.内存常见故障及维修（1）开机无显示（2）WINDOWS经常自动进入安全模式（3）随机性死机（4）运行某引些软件时出现内存不足的提示（5）每次开机都执行3遍内存检测5．2硬盘硬盘存储器简称硬盘，是微机中广泛使用的外部存储设备。它具有比软盘大得多的存储容量和快得多的存取速度。硬盘的生产过程是在无尘工厂中进行的，磁盘和磁头全部密封在铁皮盒子中，因此它在出厂之前其容量就已经固定了。由于硬盘密封在金属盒中，防潮、防霉、防灰尘性能好，如果使用得当，硬盘上的数据可保存数年之久。现在几乎所有软件都需要安装到硬盘上后才能运行，如Windows98/2000、Office97/2000，这些软件都很大，没有硬盘或硬盘容量不够将无法运行。一、硬盘的工作原理和使用的技术1956年，美国IBM公司制造出世界上第一块容量为5MB的硬盘（IBM350RAMAC），它由50个直径为24英寸的磁盘所组成。1968年由IBM公司提出“温彻斯特”技术，1973年IBM公司制造出第一台采用“温彻斯特”技术的硬盘，容量为640MB。现在的硬盘一直在延续此项技术。“温彻斯特”技术是指硬盘内部是真空的、磁头悬浮、密封高速旋转、磁头沿盘片径向移动。二、硬盘的结构硬盘作为计算机主要的外部存储设备，随着设计技术的不断更新和广泛应用，不断朝着容量更大、体积更小、速度更快、性能更可靠、价格更便宜的方向发展。1、硬盘的外部结构目前,硬盘产品的内部盘片直径有5.25英寸、3.5英寸、2.5英寸和1.8英寸（后两种常用于笔记本及部分袖珍精密仪器中，现代台式机常用3.5英寸）常用的3.5英寸硬盘的整体大小与软驱相近，但因厚度不同，其处观又有所不同。在其外壳上一般会贴上标签，标签上是一些有关硬盘的信息，如品牌、容量、转速、工作电压等信息。主要由以下几部分组成。如图5-2所示。⑴电源接口：电源接口与主机电源相连，作用是为硬盘正常工作提供电力保证。⑵数据接口：数据接口是硬盘数据和主板控制器之间进行数据传输交换的纽带，根据连接方式的差异，分为IDE接口、SCSI接口和SATA接口。⑶跳线插针：在硬盘电源接口旁有一个8针或9针的跳线，是用来设置硬盘的主从。⑷密封式金属外壳：主要是为了防止灰尘进入硬盘内，因硬盘属高精密的设备，一旦灰尘进入硬盘，会将盘片划伤，破坏磁道，重则磁头损坏使硬盘报废。⑸逻辑电路板：安装在盘体的下方，上面裸露着控制芯片、电阻等电子元件，有利于散热。散热对硬盘的稳定运行非常重要