A1-1.6.1
常用几类外存储器的工作原理，组成，分类情况，接口类型。
精编讲义 v1#
机械硬盘（HDD） vs 固态硬盘（SSD）核心全方位对比
必记| 对比项 | 机械硬盘（HDD） | 固态硬盘（SSD） |
|---|---|---|
| 存储介质原理 | 高精高速旋转的金属磁粉盘片 + 悬浮磁头利用电磁感应读写 | 基于 NAND Flash 闪存颗粒电子浮栅晶体管读写 |
| 内部机械部件 | 存在高速旋转主轴马达与机械寻道摆臂 | 纯电子固态结构，内部无任何机械活动零部件 |
| 读写速度与延迟 | 连续读写 150~250 MB/s，随机寻道延迟高达 10ms 左右 | 连续读写 500MB/s（SATA）~ 7500MB/s（PCI-E 4.0），延迟微秒级（极速） |
| 抗震防摔性能 | 机械结构脆弱，工作时震动碰撞极易导致划伤盘片划盘报废 | 抗冲击、抗震动能力极强，日常颠簸绝不损坏数据 |
| 工作噪音与发热 | 高速旋转有明显运转噪音与轻微震动 | 完全静音、发热小、功耗低、重量轻 |
| 数据误删恢复难度 | 物理磁痕残留，格式化后数据容易找回恢复 | 开启 TRIM 机制后，擦除即清零，误删极难恢复 |
SSD 固态硬盘两大主流物理接口与总线协议
必记SATA 3.0 SSD
- 物理插槽形态
- 2.5 英寸标准硬盘盒或 M.2 SATA
- 传输总线与通信协议
- SATA 3.0 总线 + AHCI 协议
- 典型最高连续读写带宽
- 受 SATA 接口带宽瓶颈限制，最高约 550 ~ 600 MB/s
NVMe M.2 SSD
- 物理插槽形态
- 小巧口香糖大小的 M.2 物理插槽
- 传输总线与通信协议
- PCI-E 3.0/4.0/5.0 高速总线 + NVMe 高并发协议
- 典型最高连续读写带宽
- PCI-E 4.0 x4 高达 7000 ~ 7500 MB/s（比 SATA 快十倍以上）
| 接口与总线标准 | 物理插槽形态 | 传输总线与通信协议 | 典型最高连续读写带宽 |
|---|---|---|---|
| SATA 3.0 SSD | 2.5 英寸标准硬盘盒或 M.2 SATA | SATA 3.0 总线 + AHCI 协议 | 受 SATA 接口带宽瓶颈限制，最高约 550 ~ 600 MB/s |
| NVMe M.2 SSD | 小巧口香糖大小的 M.2 物理插槽 | PCI-E 3.0/4.0/5.0 高速总线 + NVMe 高并发协议 | PCI-E 4.0 x4 高达 7000 ~ 7500 MB/s（比 SATA 快十倍以上） |
随堂自测（3 题 · 共 627 道关联题）展开作答
填空2 分自测不计入学习进度
接触式IC卡是通过________来传输数据。
填空2 分自测不计入学习进度
硬盘、U盘、光盘等存储介质都属于_______设备
填空2 分自测不计入学习进度
将外存中数据传输到内存,这个操作称为_______
A1-1.6.2
存储器存储结构，各项性能参数设置，数据分布，容量计算。
精编讲义 v1#
机械硬盘 CHS 物理几何寻址结构
必记磁头（磁面）
- 英文名称
- Head (H)
- 物理结构定义说明
- 每个盘片上下两面通常各有一个磁头（磁头数 = 记录盘面数）
- 数据容量影响
- 垂直方向的层数
磁道
- 英文名称
- Track
- 物理结构定义说明
- 盘片表面上一圈圈同心的封闭同心圆轨迹
- 数据容量影响
- 从外圈向内圈自 0 开始编号
柱面
- 英文名称
- Cylinder (C)
- 物理结构定义说明
- 所有盘面上相同半径的同心磁道共同构成的圆柱面（柱面数 = 每面磁道数）
- 数据容量影响
- 寻道时所有磁头同步移动到同一柱面
扇区
- 英文名称
- Sector (S)
- 物理结构定义说明
- 每个磁道被等角度划分为若干弧段，是硬盘数据读写的最小物理单位
- 数据容量影响
- 传统扇区为 512 字节，现代高级格式化为 4 KB
| 几何要素名称 | 英文名称 | 物理结构定义说明 | 数据容量影响 |
|---|---|---|---|
| 磁头（磁面） | Head (H) | 每个盘片上下两面通常各有一个磁头（磁头数 = 记录盘面数） | 垂直方向的层数 |
| 磁道 | Track | 盘片表面上一圈圈同心的封闭同心圆轨迹 | 从外圈向内圈自 0 开始编号 |
| 柱面 | Cylinder (C) | 所有盘面上相同半径的同心磁道共同构成的圆柱面（柱面数 = 每面磁道数） | 寻道时所有磁头同步移动到同一柱面 |
| 扇区 | Sector (S) | 每个磁道被等角度划分为若干弧段，是硬盘数据读写的最小物理单位 | 传统扇区为 512 字节，现代高级格式化为 4 KB |
机械硬盘容量计算公式（专转本高频大题）
必记复习提示
==硬盘存储容量 = 磁头数（盘面数） × 柱面数（每面磁道数） × 每道扇区数 × 每扇区字节数（512B）== 【例题】：某硬盘有 4 个盘片（8 个有效盘面），每个盘面有 10000 个磁道，每个磁道 1000 个扇区，扇区大小 512 字节，求总容量？ 计算：8 × 10000 × 1000 × 512 字节 = 40,960,000,000 字节 ≈ 40 GB。
三大主流光盘介质容量全览
必记紧致光盘（CD）
- 英文简称
- Compact Disc
- 激光波长与颜色
- 780 nm 红外激光
- 标准单面单层存储容量
- 650 MB ~ 700 MB
数字多功能光盘（DVD）
- 英文简称
- Digital Versatile Disc
- 激光波长与颜色
- 650 nm 红色激光
- 标准单面单层存储容量
- 4.7 GB（单面双层可达 8.5 GB）
蓝光光盘（BD）
- 英文简称
- Blu-ray Disc
- 激光波长与颜色
- 405 nm 蓝色/紫色短波长激光
- 标准单面单层存储容量
- 25 GB（单面双层可达 50 GB）
| 光盘介质类型 | 英文简称 | 激光波长与颜色 | 标准单面单层存储容量 |
|---|---|---|---|
| 紧致光盘（CD） | Compact Disc | 780 nm 红外激光 | 650 MB ~ 700 MB |
| 数字多功能光盘（DVD） | Digital Versatile Disc | 650 nm 红色激光 | 4.7 GB（单面双层可达 8.5 GB） |
| 蓝光光盘（BD） | Blu-ray Disc | 405 nm 蓝色/紫色短波长激光 | 25 GB（单面双层可达 50 GB） |
随堂自测（3 题 · 共 155 道关联题）展开作答
填空2 分自测不计入学习进度
CPU访问主存中的指令或数据时，访问方式是：先访问______,若访问不到再访问_________
填空2 分自测不计入学习进度
CPU与存储器之间在速度的匹配方面存在着矛盾， 按速度的快慢排列，它们是高速缓存、内存、____。
填空2 分自测不计入学习进度
在计算机存储系统的层次结构中_____是介于中央处理器和主存储器之间的高速小容量存储器。