第 5 章儲存裝置. 章節大綱 5-1 儲存裝置儲存裝置 5-2 硬碟硬碟 5-3 磁帶磁帶 5-4 光學儲存裝置光學儲存裝置 5-5 企業儲存系統企業儲存系統

第 5 章儲存裝置

章節大綱 5-1 　儲存裝置 5-2 　硬碟 5-3 　磁帶 5-4 　光學儲存裝置 5-5 　企業儲存系統 5-6 　固定狀態儲存裝置

5-1 　儲存裝置

儲存裝置 (storage device) 的用途是存放資料、指令或程式，又稱為輔助儲存裝置、大量儲存裝置或次級儲存裝置 ( 圖 )

線上儲存裝置 V.S. 離線儲存裝置揮發性 V.S. 非揮發性循序存取 V.S. 隨機存取檔案 V.S. 目錄 ( 資料夾 ) 檔案系統 : FAT(DOS), FAT32(Win 2000), NTFS

(Win 2000), HFS(Mac OS)

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5-2 　硬碟

硬碟內部構造主要有：碟片 (platter)主軸馬達 (moter)存取臂 (access arm) 讀寫頭 (read/write head)


參閱 p 5-4

5-2 　硬碟

磁軌 (track) 磁區 (sector) 磁簇 (cluster) 磁柱 (cylinder)

磁碟分割磁碟重組磁碟掃瞄


學習重點 : 何謂磁軌 , 磁區 , 磁簇與磁柱 ?

資料存放硬碟之方法。

磁碟重組與磁碟掃瞄之用途為何

參閱 p 5-5

5-2-1 　硬碟的規格

尺寸容量轉速

( 硬碟內部主軸馬達轉動速度，單位 RPM)

磁碟快取

平均搜尋時間 ( 從硬碟找到資料位置所需平均時間，單位 ms)

資料傳輸速率 ( 將資料傳給電腦速率，單位 Mbps)


參閱 p 5-7

學習重點 : 何謂磁碟快取 ?

影響磁碟資料搜尋時間之關鍵因素。

5-2-1 　硬碟的規格

硬碟控制介面ATA / ATA2 /ATA3/ ATA4 … (AT attachment)

– 並列式 (parallel) 的 ATA

– 序列式的 Serial ATA (SATA)

SCSI (small computer system interface)– 並列式 (parallel) 的 SCSI

– 序列式的 Serial Attached SCSI (SAS )


5-2-1 　 SCSI 介面規格


規格傳輸速率規格傳輸速率

SCSI-I 5Mbps Ultra2 Wide SCSI 80Mbps

SCSI-II Fast SCSI 10Mbps Ultra3 Wide SCSI (Ultra160 SCSI)

160Mbps

SCSI-II Wide SCSI 20Mbps Ultra320 SCSI 320Mbps

Ultra SCSI 20Mbps SAS 1.0 3Gbps

SCSI-III Ultra Wide SCSI 40Mbps SAS 2.0 6Gbps

5-2-2 　　磁碟陣列 (RAID)


模式說明RAID 0 將一筆資料分成數個區段寫入不同的磁碟，藉以提升讀寫

效率，又稱為「等量分配」 (striping)。讀寫效率高 , 容錯能力低

RAID 1 每個磁碟都有一個備份磁碟，一旦有磁碟損壞，馬上會有備份磁碟接手，又稱「鏡射」 (mirroring)。容錯能力高 , 成本高

RAID 5 將同位位元檢查資料與原始資料重新組合，然後分成數個區段寫入不同的磁碟。讀寫效率高 , 容錯能力高 , 資料復原時間長

RAID 3 類似 RAID 5，但外加一個磁碟專門存放同位位元檢查資料。讀寫效率高 , 容錯能力高 , 成本高

RAID 0+1

結合了 RAID 0和 RAID 1兩種模式，以保有效率優勢並兼顧備份需求。讀寫效率高 , 容錯能力高 , 成本高

參閱 p 5-11

5-3 　磁帶

磁帶原理是在一條寬度為 1/4 吋 (6.3mm) 或 1/2吋 (12.7mm) 的塑膠帶表面塗上磁性物質來記錄資料

磁帶的優缺點單位為 CPI 或 BPI


5-4 　光學儲存裝置

光碟 (optical disk) 屬於光學儲存裝置，體積小、容量大、可靠度高。

光碟技術源自音響系統的 CD-DA ，光碟軌道由外向內，同時為提高容量，軌道為固定密度，外圈軌道能儲存的資料比內圈多。


5-4-1 　　唯讀光碟 (CD-ROM)

目前最普遍的光碟，只能讀取不能寫入，直徑約12 公分、播放時間約 74 分鐘、容量約 650MB 。


5-4-2 　　影音光碟 (VCD Video CD)

專門用來儲存影像、聲音的數位媒體，採取 MPEG-1 壓縮技術儲存資料，可以儲存 74 分鐘的影音資料 (650MB) 。


5-4-3 　　磁光碟 (MO)

磁光碟 MO

結合磁碟與光碟技術的產品，包含 MO 磁光碟片和 MO 磁光碟機兩個部分。


5-4-4 　 CD-R/CD-RW

CD-R (CD-Recordable) 是利用雷射光束將凹槽燒錄到軌道上的有機染料，藉以將資料寫入 CD-R 光碟片，同一個位置只能寫入一次，無法抹除。

CD-RW (CD-ReWritable) 是利用三種不同能量的雷射光束將凹槽燒錄到軌道上的金屬混合物，藉以將資料寫入 CD-RW 光碟片，同一個位置能夠重複寫入，可以抹除。


5-4-5 　數位影音光碟 DVD (Digital video disc)

數位影音光碟 DVD 高容量與高畫質內容多樣化、操控容易多重視角 (MultiAngle) 多重音聲 (MultiAudio) 採用 MPEG-2 壓縮技

術

多國字幕 (MultiSubtitle) 選擇螢幕比例 16:9 或 4:

3 家長鎖碼5.1 杜比數位環繞音效防盜版的區域碼


5-4-5 　 DVD 規格


DVD 架構規格儲存容量

單面單層 DVD-5 4.7GB

單面雙層 DVD-9 8.5GB

雙面單層 DVD-10 9.4GB

雙面雙層 DVD-18 17GB

5-4-5 　 DVD 區域碼


區域 (Region) 適用地區或國家第一區 (1) 美國、加拿大、東太平洋島嶼

第二區 (2) 日本、北歐、西歐、中東、南非、埃及第三區 (3) 台灣、香港、南韓、泰國等東南亞國家第四區 (4) 中南美洲、澳洲、紐西蘭、南太平洋島嶼第五區 (5) 東歐、俄羅斯、北韓、北非、蒙古、印度半島、西北

亞、中亞第六區 (6) 中國大陸註：無區域碼限制的 DVD ，區域碼為“ ALL” 或“ Free Regional Code” 。

5-4-5 　 DVD 規格 DVD-ROM MOVIE-DVD AUDIO-DVD DVD-R/DVD-RW DVD+R/DVD+RW DVD-RAM


支援的規格DVD-Dual DVD±R/RW

DVD-Multi DVD-R/RW、DVD-RAM

DVD-Super Multi

DVD±R/RW、DVD-RAM

表 5.6 　統合的 DVD燒錄規格

5-4-6 　藍光光碟

藍光儲存技術（圖 Blu-ray Disc 燒錄器）Blu-ray Disc

– BD-RE– BD-R– BD-ROM

HD-DVD– HD DVD-VIDEO– HD DVD-RW– HD DVD-R– HD DVD-ROM


比紅光短 , 讀寫密度更高

使用 MPEG-4 影像壓縮技術

5-5 　企業儲存系統

企業儲存系統結合數種儲存技術，包括 :伺服器 (server) 磁碟陣列 (RAID) 磁帶櫃 (tape library) 光碟櫃 (optical disk library) 儲存區域網路 (SAN) 網路磁碟機 (NAS)


5-6 　固定狀態儲存裝置

PC Card Type I PC CardType II PC CardType III PC Card

Smart Card/IC Card (智慧卡 )兼具儲存資料及處理資料能力

快閃記憶體


學習重點 : 何謂智慧卡 ? 有何用途 ?

何謂快閃記憶體 ? 有何用途 ?

Half-Card Size Stamp Size Mini Size

記憶卡 SM CF CFII MS SD xD Mini-SD

體積 (mm) 45x37x0.76

43x36x3.3

43x36x5

50x21.5x1.4

32x24x2.1

25x20x1.7

20x21.5x1.4

重量 2g 11g 16g 4g 2g 2g 1g

最大容量 128M 4G 4G 2G 1G 512MB 512MB

耗電量 108mW 100mW 90mW 150mW 110mW 25mW ---

5-6 　固定狀態儲存裝置

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