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1、（中职）计算机组装与维护（第2版）第6章 认识与选购硬盘教学课件（工信版）第6章 认识与选购硬盘计算机组装与维护（第（第2 2版）版）工作任务分析 本任务主要学习机械硬盘与固态硬盘的常见类型、主流品牌及选购方法，引导学生学会辨识和选择合适的硬盘产品，锻炼学生自主探究学习的能力，激发学生学习计算机硬件知识的兴趣，同时也拓展学生的知识视野，培养良好的职业意识和职业素养。课程教学目标 知识学习目标 了解硬了解硬盘盘的基本功能作用的基本功能作用 熟悉常熟悉常见见的硬的硬盘类盘类型型 掌握硬掌握硬盘盘主要的性能指主要的性能指标标 掌握硬掌握硬盘盘的的选购选购与辨与辨别别方法方法课程教学目标 技能实践目标
2、能够辨识主流的硬盘品牌能够辨识主流的硬盘品牌 能够根据需要选购硬盘产品能够根据需要选购硬盘产品能够分辨硬盘的真伪与优劣能够分辨硬盘的真伪与优劣课程思维导图6.1 计算机硬盘的特点与作用 硬盘（Hard Disk Drive，简称HDD）是计算机最重要也是最常用的存储设备，用来存放各种数据和程序，具有存储容量大，稳定性和安全系数比较高等特点。硬盘的主要优势在于能永久性储存数据。所谓永久储存，是指硬盘能够依靠自身的介质和部件来长期保存数据，而无需依赖外部作用来维持，即便计算机断电或重启，数据仍然存在而不会丢失，这与内存的临时性储存特征截然不同。6.2 硬盘的主要类型 计算机所用的硬盘设备有机械硬盘
3、、固态硬盘和混合硬盘等类型。1.机械硬盘 机械硬盘（HDD）是硬盘行业的标准规范，以3.5英寸规格为主。自从1973年蓝色巨人IBM公司设计出第一款现代硬盘以来，其独创的“温切斯特”技术一直贯穿了机械硬盘的整个发展历程，时至今日产业界仍遵循这个通用技术标准，因此机械硬盘也称为“温盘”，如图6-1所示。图6-1 早期的IBM硬盘 6.2 硬盘的主要类型 6.2.2 固态硬盘 固态硬盘（Solid State Disk，简称SSD）是新一代硬盘类型，大多为2.5英寸规格。固态硬盘采用半导体存储模式，一般由控制芯片和存储芯片（FLASH闪存芯片或DRAM芯片）组成，具有重量轻、尺寸小、厚度薄、发热量
4、低、数据读取速度快等优点，如图6-2所示。图6-2 常见的固态硬盘类型6.2 硬盘的主要类型 6.2.3 混合硬盘 混合硬盘(HHD)又称为固态混合硬盘(SSHD)，可以看作是介于机械硬盘(HDD)和固态硬盘(SSD)之间的一种存储产品，其原理是在机械硬盘的基础上加入部分闪存芯片，可将分散的、需要频繁访问的数据放在闪存上，而将大容量、无需经常使用的数据存储在磁盘上，如图6-3所示。图6-3 混合硬盘及其内部结构6.3 机械硬盘 1.机械硬盘的常见种类 机械硬盘在安装时要注意必须与主板支持的硬盘接口类型相匹配。常见的通用型硬盘有IDE和SATA两种，此外还有SCSI、SAS、光纤通道等专用型硬盘
5、。IDE硬盘 IDE曾是业界标准的硬盘接口类型，它将硬盘的核心盘体与控制器集成在一起，但由于传输速率低，数据线安装和拆卸比较麻烦，现已基本被市场淘汰。下图为IDE硬盘及数据线。图6-4 IDE硬盘及IDE数据线6.3 内存的常见类型 SATA硬盘 SATA又叫串行接口，传输速度快，稳定性好，可支持热插拔，是当今计算机硬盘发展的主要趋势。SATA技术规范经历了SATA1、SATA2、SATA3三代标准，其中SATA3的数据传输速度最高可达6GB/s，已成为新一代SATA设备型号。下图为SATA硬盘及数据线。图6-5 SATA硬盘及SATA数据线6.3 机械硬盘 高速传输硬盘 SCSI（小型计算机
6、系统接口）、SAS（串行连接SCSI）和光纤通道（Fibre Channel）属于高端硬盘类型，这些硬盘具有传输速度快、数据吞吐量大、CPU资源占用率低、支持热插拔、稳定性与安全性能更高等优点，能满足影视渲染、游戏制作、大中型企业IT系统等数据存储与数据传输的需要。下图所示为常见的高速传输硬盘。图6-6 高速传输硬盘6.3 机械硬盘 2.机械硬盘的主要性能指标 影响机械硬盘性能的因素有很多，数据的存储量、读写的频繁程度、软件的长期运行等都会对硬盘性能带来很大的压力。容量。容量用来描述硬盘能够存储的最大数据总量，一般以GB或TB为单位。单碟容量。单碟容量在很大程度上决定了硬盘档次的高低。硬盘一般
7、由多张磁性盘片（最多达8片）组成，每一张盘片所能储存的数据量就称为单碟容量。主轴转速。主轴转速是硬盘数据传输率和运转速度的决定性因素之一，也是区分硬盘性能的重要指标，单位是转/分钟（rpm）。6.3 机械硬盘 高速缓存。高速缓存（Cache Memory）是硬盘控制电路板中的一块内存芯片，在硬盘对内存储和对外传输之间起到一个缓冲的作用，具有极高的存取速度。平均寻道时间。平均寻道时间（Average Seek Time，AST）是指电磁头移动到盘片中指定的磁道位置所花费的平均时间，单位是毫秒（ms）。平均潜伏时间。平均潜伏时间（Average Latency Time，ALT）是指当磁头移动到数
8、据所在的磁道后，等待目标扇区转动到磁头下方所需的时间，单位是毫秒（ms）。平均访问时间。平均访问时间（Average Access Time，AAT）是指磁头从起始位置移动到目标磁道位置，并且找到指定数据所需的平均时间，单位是毫秒（ms）。6.3 机械硬盘 连续无故障时间 连续无故障时间（MTBF)是指硬盘从开始运行到出现故障的最长间隔时间，单位是小时（H）。S.M.A.R.T技术 S.M.A.R.T即“自我监测、分析及报告技术”，是一种普遍采用的数据安全保护技术，它能对硬盘的磁头、内部温度、马达及其驱动系统等各方面进行实时监控，若检测到问题则及时提醒用户进行修复处理。6.3 机械硬盘 3.机
9、械硬盘的主流品牌与产品特点 目前市场上主要的硬盘生产商为希捷（Seagate）、西数（Western Digital，WD）和东芝（Toshiba），下图为这几家厂商的LOGO标识。图6-7 各大硬盘厂商LOGO6.3 机械硬盘 希捷硬盘 希捷（Seagate）是硬盘和磁盘产业的佼佼者，实力非常雄厚，一直为世界各大品牌计算机和服务器制造商提供硬盘设备。希捷硬盘性能卓越，稳定性好，读写速度块，并拥有很多先进的技术特色。下图为希捷部分代表性产品。图6-8 希捷Barracuda 3TB台式硬盘图6-9 希捷Momentus XT 750GB 混合硬盘图6-10 希捷BarraCuda 10TB消费
10、级硬盘6.3 机械硬盘 西数硬盘 西部数据公司（West Digital，WD）简称西数，目前为全球第二大硬盘生产商，在台式机、笔记本硬盘及消费级存储市场拥有良好的口碑。西数硬盘以质量过硬、性价比高、低温节能著称，深受DIY用户的青睐。下图为西数部分代表性产品。图6-11 西数3TB 64MB入门级绿盘图6-12 西数6TB 主流型蓝盘图6-13 西数4TB 128MB高端型黑盘6.3 机械硬盘 日立硬盘 日立（Hitachi）也是老牌的硬盘生产商，研发实力深厚。在收购了IBM硬盘部门后，日立硬盘（日立集团旗下子公司）更名为“日立环球存储科技公司”，即“HGST”，以生产笔记本硬盘和台式机硬盘
11、见长。虽然已被西数并购，但日立仍然保留HGST品牌，并独立生产和销售硬盘产品。下图为日立部分代表性产品。图6-14 HGST Deskstar 3TB主流台式硬盘图6-15 HGST He8 8TB高性能硬盘图6-16 HGST He10 10TB氦气填充高性能硬盘6.3 机械硬盘 东芝硬盘 与其他PC硬盘厂商不同，东芝（Toshiba）一直专注于2.5英寸及更小尺寸的笔记本硬盘和消费型电子存储产品的研发与制造，在小尺寸硬盘市场已耕耘多年，加上富士通硬盘业务的并入，东芝在移动存储市场的应用非常广泛，具有很强的行业领导实力。下图为东芝部分代表性产品。图6-17 东芝P300系列 3TB台式硬盘图
12、6-18 东芝1TB 5400转笔记本硬盘 6.4 固态硬盘 1.固态硬盘的组成结构 固态硬盘的构造比较简单，主要由PCB板、主控芯片、缓存芯片以及用于存储数据的闪存颗粒等几类部件组成。固态硬盘的内部整体结构如下图所示。图6-19 包含三大主要部件的固态硬盘 图6-20 不采用缓存芯片的固态硬盘6.4 固态硬盘 2.固态硬盘的常见类型 根据自身大小和尺寸的不同，固态硬盘主要可分为以下几种类型。SATA型固态硬盘 mSATA型固态硬盘 PCI-E型固态硬盘 M.2型固态硬盘6.4 固态硬盘 3.固态硬盘的性能指标 固态硬盘的性能表现由多种因素所决定，主要包括主控芯片、闪存芯片、容量及缓存等方面，
13、另外4K随机读写能力也会对固态硬盘产生重要的影响。主控芯片 主控芯片是一种处理器，就如同固态硬盘的心脏。目前市场上一线主控芯片品牌有Marvell、SandForce、三星和Jmicron等。闪存芯片 闪存芯片是固态硬盘的存储介质，决定了固态硬盘的存储能力和使用寿命。闪存芯片又分为SLC（单层）、MLC（双层）、TLC（三层）等几种规格。6.4 固态硬盘 容量 固态硬盘的容量水平有了很大的提升，比较常见的SSD容量有64GB、128GB、256GB、480GB、500GB、512GB、1TB、2TB、4TB等多种，并向着更高档次的8TB容量迈进。缓存 固态硬盘的缓存普遍比机械硬盘的缓存更大，一
14、般都在128M以上，256M和512M缓存已成为市场主流，有些性能较高的大容量固态硬盘甚至还拥有1GB以上的缓存。4K随机读写性能 4K随机读写是衡量固态硬盘随机访问性能的关键指标之一，多用于小文件（4K格式）和分散性数据读写等场合，单位是IOPS，简称“次/秒”。IOPS的数值越大，表明固态硬盘进行存储的反应速度就越快。6.4 内存的选购参考 4.固态硬盘的主流品牌 固态硬盘行业中销量和品牌占有率相对较高的有希捷、浦科特、影驰、Intel、金士顿、西部数据、金胜维、闪迪、英睿达、威刚、三星、东芝、朗科、金泰克等。下图展示了部分主流固态硬盘产品。图6-21 Intel SATA3接口固态硬盘图
15、6-22 影驰M.2 接口固态硬盘图6-23 浦科特PCI-E接口固态硬盘6.5 机械硬盘/固态硬盘选购参考 选购指南1 使用需求分析与选购方案 选购原则：把钱花在刀刃上，提升硬盘性价比 家庭和台式办公用户 家庭和企业办公用户适合选用经济实用型的硬盘，在保障成本和性能相对合理的同时追求更好的配置。在这方面，希捷Barracuda系列、西数蓝盘和绿盘系列、日立Deskstar 7K系列等都是比较合适的产品。游戏玩家和专业设计用户 游戏娱乐和专业设计对硬盘的要求会更高一些，其产生的数据也会占据大量的硬盘空间，因此就需要性能较高、稳定性更好的硬盘产品。在这方面，希捷Barracuda、西数的蓝盘与黑
16、盘系列都能很好地满足用户的需要。6.5 机械硬盘/固态硬盘选配参考 移动工作和学习用户 很多职场人士和在校学生都习惯使用笔记本电脑，目前笔记本硬盘以东芝、希捷、西数和日立等品牌为主，容量主要有 500GB、750GB、1TB、2TB、4TB、6TB 和 8TB 不等，转速逐渐转向7200rpm，有些还搭配有128GB、256GB或512GB固态硬盘。企业数据存储设备 企业对于集中式数据存储与网络吞吐要求较高，需要使用服务器硬盘或网络存储型硬盘，还应具备SCSI或SAS接口，并采用10000rpm-15000rpm的高转速和64M以上的大缓存，而硬盘的安全性和稳定性更要得到加强。希捷、日立、西数
17、、IBM等都是传统的服务器硬盘厂商，其产品的性能、质量与可靠性都已得到市场的认可。6.5 机械硬盘/固态硬盘选配参考 选购指南2 质量与真伪分析 机械硬盘的“猫腻”手段 翻新 改换标签 机械硬盘真伪辨别方法 在正规经销商处购买 检查是否已被用过或返修 登陆官网或发送短信查询产品序列号 使用工具软件查看硬盘具体参数6.5 机械硬盘/固态硬盘选配参考 固态硬盘真伪辨析方法 尽量去正规代理商或经销商处购买 注意查看包装上是否标明硬盘的品牌和型号信息 检查产品外观与容量标签 检查是否有使用过的痕迹 必要时可登录官网查询产品序列号 实训任务 实训任务 熟悉硬盘 在本实训任务中，将熟悉机械硬盘和固态硬盘的组成结构、主流类型和选购技巧，为后续深入学习硬件知识打下基础。【操作步骤】准备机械硬盘和固态硬盘各 1 个，观察这两款硬盘的外观特点，辨识硬盘的接口位置、接口形状和数据线（如有）。观察硬盘表面的印制信息，辨识硬盘的品牌、型号、类型、标称容量和其他性能参数，并简述该硬盘属于何种档次产品。准备一台实训用计算机，使用 Windows 优化大师等软件工具检测硬盘的品牌、型号、实际容量等基本信息。实训结束，完成下面的技能评价表。