1 The Storage 2 儲存體的種類 輔助儲存體 – 儲存以後要用到的資料 – 長期儲存 記憶體 – 儲存最近要使用的資料 – 暫時儲存 – 存取速度比輔助儲存體快
第 5 章 儲存裝置
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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)
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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
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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)
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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 )
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5-2-1 SCSI 介面規格
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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)
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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
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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。
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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 。
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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) 。
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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。
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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。
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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
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5-4-5 DVD 規格
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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
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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
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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
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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)
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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
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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