《计算机维修技术 第3版》第06章 外存系统结构与故障维修2013
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计算机维护与维修技术教程(第3版)第6章
计算机维护与维修教程（第3版）电子工业出版社 主编 高波 ISBN 978-7-121-11530-1
6.4.2 CMOS SETUP 的设置(2)
计算机维护与维修教程（第3版）电子工业出版社 主编 高波 ISBN 978-7-121-11530-1
6.4.2 CMOS SETUP 的设置(3)
6.4.1 CMOS SETUP 程序的启动
BIOS厂家 COMPAQ AWARD AMI MR AST Phoenix 进入SETUP的按键 出现光标时按下F10键 Del键或Ctrl+Alt+Esc组合键 Del键或Esc键 Ctrl+Alt+Esc组合键 Ctrl+Alt+Esc组合键 Ctrl+Alt+S组合键或F2键 启动时是否有提示 没有 有 有 有 没有 没有
第6章 微机系统的设置与测试
• • • • • • • 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 BIOS与CMOS入门 BIOS的基本功能 BIOS SETUP CMOS菜单项设置 加电故障定位与维修 微机CMOS参数设置的优化 Award 公司BIOS的升级
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6.2.2 CMOS RAM
• CMOS RAM用来保存系统配置参数数据， 例如当前系统的日期、时间、软驱、硬盘 类型和显示方式等，并用一个可充电电池 对CMOS RAM芯片供电，以保证系统配置 参数在断电的情况下不会丢失。
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6.4.2 CMOS SETUP 的设置(2)
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6.4.2 CMOS SETUP 的设置(3)
6.4.1 CMOS SETUP 程序的启动
BIOS厂家 COMPAQ AWARD AMI MR AST Phoenix 进入SETUP的按键 出现光标时按下F10键 Del键或Ctrl+Alt+Esc组合键 Del键或Esc键 Ctrl+Alt+Esc组合键 Ctrl+Alt+Esc组合键 Ctrl+Alt+S组合键或F2键 启动时是否有提示 没有 有 有 有 没有 没有
第6章 微机系统的设置与测试
• • • • • • • 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 BIOS与CMOS入门 BIOS的基本功能 BIOS SETUP CMOS菜单项设置 加电故障定位与维修 微机CMOS参数设置的优化 Award 公司BIOS的升级
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6.2.2 CMOS RAM
• CMOS RAM用来保存系统配置参数数据， 例如当前系统的日期、时间、软驱、硬盘 类型和显示方式等，并用一个可充电电池 对CMOS RAM芯片供电，以保证系统配置 参数在断电的情况下不会丢失。
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计算机系统维护与维修ppt课件
o 1长8短：显示测试错误。显示器数据线没插 好或显示卡没插牢。
第 八 节
主 处板 理的
常 见 故 障
• Phoenix BIOS主板报警音代码（一）：
o １短 系统启动正常。 o １短１短１短 系统加电初始化失败。 o １短１短２短 系统主板发生错误。 o １短１短３短 ＣＭＯＳ或电池失效。 o １短１短４短 ＲＯＭ ＢＩＯＳ校验错误。 o １短２短１短 系统时钟错误。 o １短２短２短 ＤＭＡ初始化失败。 o １短２短３短 ＤＭＡ页寄存器错误。 o １短３短１短 ＲＡＭ刷新错误。 o １短３短２短 基本内存错误。 o １短３短３短 基本内存错误。 o １短４短１短 基本内存地址线错误。 o １短４短２短 基本内存校验错误。 o １短４短３短 ＥＩＳＡ时序器错误。 o １短４短４短 ＥＩＳＡ ＮＭＩ口错误。 o ２短１短１短 前６４Ｋ基本内存错误。
第 九 节
主 修板 总故 结障
的 分 析 及 维
• 一、主板故障的分类：
o 局部性故障和全局性故障 o 稳定性故障和不稳定性故障 o 电源故障、总线故障、元件故障等
• 二、主板故障的一般处理方法
o 清洁法 o 观察法 o 电阻电压测量法 o 拔插交换法 o 静态、动态测量分析法 o 软件诊断法
第 三 理章 器中 央 处
RAID 0+1、 RAID 、
二、2002主流IDE RAID选购
第 安装步骤如下：
七
o 步骤1：
节
o 步骤2：
o 步骤3：
主
o 步骤4：
板
o 步骤5：
的
o 步骤6：
安
装
第 八 节
主 处板 理的
常 见 故 障
主板报警音代码
第 八 节
主 处板 理的
常 见 故 障
• Phoenix BIOS主板报警音代码（一）：
o １短 系统启动正常。 o １短１短１短 系统加电初始化失败。 o １短１短２短 系统主板发生错误。 o １短１短３短 ＣＭＯＳ或电池失效。 o １短１短４短 ＲＯＭ ＢＩＯＳ校验错误。 o １短２短１短 系统时钟错误。 o １短２短２短 ＤＭＡ初始化失败。 o １短２短３短 ＤＭＡ页寄存器错误。 o １短３短１短 ＲＡＭ刷新错误。 o １短３短２短 基本内存错误。 o １短３短３短 基本内存错误。 o １短４短１短 基本内存地址线错误。 o １短４短２短 基本内存校验错误。 o １短４短３短 ＥＩＳＡ时序器错误。 o １短４短４短 ＥＩＳＡ ＮＭＩ口错误。 o ２短１短１短 前６４Ｋ基本内存错误。
第 九 节
主 修板 总故 结障
的 分 析 及 维
• 一、主板故障的分类：
o 局部性故障和全局性故障 o 稳定性故障和不稳定性故障 o 电源故障、总线故障、元件故障等
• 二、主板故障的一般处理方法
o 清洁法 o 观察法 o 电阻电压测量法 o 拔插交换法 o 静态、动态测量分析法 o 软件诊断法
第 三 理章 器中 央 处
RAID 0+1、 RAID 、
二、2002主流IDE RAID选购
第 安装步骤如下：
七
o 步骤1：
节
o 步骤2：
o 步骤3：
主
o 步骤4：
板
o 步骤5：
的
o 步骤6：
安
装
第 八 节
主 处板 理的
常 见 故 障
主板报警音代码
《计算机组装与维护(第3版)》模块5 计算机故障诊断与排除
【案例20】 故障现象：一台主机，工作2年左右正常，最近计算机冷 启开机后偶尔发出警报声，可以进入BIOS，也可以在报警 声中启动系统，但启动系统后会找不到鼠标，若等待数分 钟后报警声消失，系统启动一切正常。近日冷启计算机频 繁报警，已经忍无可忍。
1．CPU风扇转速过低或CPU过热造成重启; 2．主板电容漏液造成主板不稳定重启; 3．硬盘磁道损坏导致重启.
任务13 计算机故障排解
5.9 典型故障案例 【案例1】 故障现象：联想逐日2000机器，一次突然死机，不能启动 ，重装系统能成功，但在设备管理里有很多问号，如打印口 ，COM口等都没有驱动。
任务12 计算机故障分析
3．诊断卡法 诊断卡法是利用专用的诊断卡对系统进行检查的方法。诊 断卡有PCI接口和ISA接口的。
DEBUG诊断卡
任务12 计算机故障分析
4. 观察法 即观察系统板卡的插头、插座是否歪斜，电阻、电容引 脚是否相碰，表面是否烧焦、凸起，芯片表面是否开裂，主 板上的铜箔是否烧断，查看是否有异物掉进主板的元器件之 间(造成短路)，也可以看看板上是否有烧焦变色的地方，印 刷电路板上的走线(铜箔)是否断裂等等。
任务13 计算机故障排解
【案例2】 故障现象：电脑频繁死机，在进行CMOS设置时也会出
现死机现象 【案例3】 故障现象：CMOS设置不能保存
任务13 计算机故障排解
【案例4】 故障现象：安装Windows初始阶段，屏幕上突然出现一个黑 色矩形区域，像是有什么提示，随后就停止安装了。调整显示 器亮度和对比度开关也无效，用杀毒软件查杀病毒，并没有发 现任何病毒。
任务12 计算机故障分析
5.3 计算机故障分析流程
硬件故障维修流程图
任务13 计算机故障排解
《计算机维修技术 第3版》第01章 计算机的基本类型与组成2013【B】
非x86系列：
主要用于工业控制计算机和嵌入式系统 产品大多互不兼容 桌面计算机市场份额极小
1.3.1 计算机主要硬件设备 （2）主板 长方形印制电路板(PCB) 不同类型的CPU，主板的规格也将不同。 集成电路：
北桥芯片（MCH），南桥芯片（ICH / IOH），BIOS芯片，超级 接口芯片（SIO），音频芯片（HDA），网络芯片（LAN）等。
1.3.1 计算机主要硬件设备
3. 计算机的主要部件 计算机
1.3.1 计算机主要硬件设备 （1）CPU 核心部件，决定计算机的规格与性能。 工作频率越高，计算性能越强大。 x86系列：
Intel(英特尔)、AMD(超微)、VIA(威盛) CPU在操作系统一级相互兼容 产品覆盖90%以上的桌面计算机市场
（3）内存条安装
内存条尽量靠CPU附近的插座安装。
（4）电源安装
电源安装在机箱的上部。
1.3.1 计算机主要硬件设备 （5）主板安装
将主板放入机箱安装。 主板在安装时要保持平整。
（6）显卡安装
显卡安装在主板PCI-E x16/32插座。
（7）硬盘安装
硬盘安装在机箱的硬盘架中； 电源线和信号线连接到主板SATA插座和电源插座。
1.3 计算机的硬件结构
1.3.1 计算机主要硬件设备
1. 计算机系统组成 硬件
构成计算机系统的各种物理设备。
软件
运行、管理和维护计算机的各类程序和文档。
1.3.1 计算机主要硬件设备
1.3.1 计算机主要硬件设备
2. 计算机硬件的基本组成
三大部件：主机、显示器、键盘鼠标等。
1.3.1 计算机主要硬件设备 【补充】苹果计算机系统组成
早期IBM PC采用三总线系统结构 优点：设计简单； 缺点：容易造成系统性能瓶颈。
《计算机维修技术第3版》第04章主板系统结构与故障维修2013B
4．内存总线（MBus）
并行传输，内存与CPU之间的数据传输。
5．DMI（直接媒体接口）总线
串行传输，连接南北桥芯片； 时钟频率为100MHz，上行与下行单向带宽为1GB/s。
6．SPI（串行外设接口）总线
串行传输，用于SIO芯片的连接； 带宽为3Mbit/s。
4.4.2 系统总线技术性能
7．LPC（少针脚）总线
33
32
66
总线带宽
12.8GB/s 12.8GB/s 12.8GB/s 132MB/s 4.3GB/s 264MB/s
4.4.1 总线的类型与带宽
5．串行总线组成
线路的简单性：
线路设计简单，所有信号可以通过2根线路进行双向传输。
控制的复杂性：
数据的传输速率（如双方速率不一致）； 数据位传输顺序（如先传最高位还是最低位）； 通信协议和通信电平（如直流平衡问题）； 通过何种方式选择外设（如硬件片选还是软件协议）； 外设如何与集成电路芯片保持同步； 其他：供电方式，噪声抑制，直流平衡，传输距离，连接方式， 接口形式等。
4.4.1 总线的类型与带宽
1. 总线的基本类型
定义： 总线是多个部件之间的公共信号通道，用于在各个
部件之间传输信息。 总线的类型：
内部总线：集成电路芯片内部单元之间的互连； 系统总线：各种芯片之间的互连； 外设总线：计算机与外部设备的互连。
4.4.1 总线的类型与带宽
2. 总线的带宽
模拟通信：
PCI总线支持突发数据传输； 支持多主控制器（主设备）； 支持即插即用； 不依附于某个具体类型的处理器； 提供了奇偶校验功能。
4.5.1 PCI总线技术性能
2．PCI总线插座形式
地址总线与数据总线采用时分复用方式。
并行传输，内存与CPU之间的数据传输。
5．DMI（直接媒体接口）总线
串行传输，连接南北桥芯片； 时钟频率为100MHz，上行与下行单向带宽为1GB/s。
6．SPI（串行外设接口）总线
串行传输，用于SIO芯片的连接； 带宽为3Mbit/s。
4.4.2 系统总线技术性能
7．LPC（少针脚）总线
33
32
66
总线带宽
12.8GB/s 12.8GB/s 12.8GB/s 132MB/s 4.3GB/s 264MB/s
4.4.1 总线的类型与带宽
5．串行总线组成
线路的简单性：
线路设计简单，所有信号可以通过2根线路进行双向传输。
控制的复杂性：
数据的传输速率（如双方速率不一致）； 数据位传输顺序（如先传最高位还是最低位）； 通信协议和通信电平（如直流平衡问题）； 通过何种方式选择外设（如硬件片选还是软件协议）； 外设如何与集成电路芯片保持同步； 其他：供电方式，噪声抑制，直流平衡，传输距离，连接方式， 接口形式等。
4.4.1 总线的类型与带宽
1. 总线的基本类型
定义： 总线是多个部件之间的公共信号通道，用于在各个
部件之间传输信息。 总线的类型：
内部总线：集成电路芯片内部单元之间的互连； 系统总线：各种芯片之间的互连； 外设总线：计算机与外部设备的互连。
4.4.1 总线的类型与带宽
2. 总线的带宽
模拟通信：
PCI总线支持突发数据传输； 支持多主控制器（主设备）； 支持即插即用； 不依附于某个具体类型的处理器； 提供了奇偶校验功能。
4.5.1 PCI总线技术性能
2．PCI总线插座形式
地址总线与数据总线采用时分复用方式。
计算机维修第六章 第二节.ppt
6.2.4 低级格式化
硬盘最基础的初始化是低级格式化（简称低格），但此项操作一般 在硬盘出厂时即已做好，在微机组装及调试过程中无需进行。通常在硬 盘经常出现读写错误而高级格式化不能消除时，或硬盘感染计算机病毒 用杀病毒软件不能清除时使用低级格式化功能。
某些主板上的BIOS有低格的功能，可进入SETUP 程序后直接对硬盘 进行低格，对BIOS没有低格功能的主板，需要使用DM软件进行低格。 但要注意，有的硬盘不允许用户进行低格操作，这些硬盘通常在硬盘上 的标签上会印刷非常醒目的警告信息，有些硬盘尽管没有禁止用户对硬 盘进行低格，但对低格软件及版本都有一定的要求，如果强行低格也会 造成硬盘无法正常使用，因此对硬盘的低格要慎重
6.2.2高级格式化（FORMAT）
按回车即可，系统进一步显示磁盘分配情况： 4,885.21 MB total disk space.（磁盘总空间） 319,448 bytes used by system.（系统使用空间） 4,884.91 MB available on disk.（用户可用空间）
6.2.1 硬盘分区
⒋Display Partition Information（显示分区信息）
6.2.2高级格式化（FORMAT）
硬盘分区后，必须对硬盘进行高级格式化操作，这样硬盘才能正常使用并 启动系统。
将含有程序的软盘插入A驱动器，键入FORMAT C:/S并回 车，系统将提示：
DOS6.x只能管理2.1GB以下的硬盘，如果硬盘的容量超过2.1GB， DOS 系统的版本要高，通常使用Windows98或Windows95OSR2（俗称 Windows97）的启动盘即可，下面以使用Windows98启动盘对10.2GB硬盘 进行分区为例，介绍硬盘的分区方法。
《计算机维修技术 第3版》第12章 计算机软件故障维修方法2013【B】
12.5.2 计算机眼睛疾病防护
4．眼睛的保健
眨眼法 转眼法 眼睛热敷 按摩法 食物治疗
12.5.3 计算机职业疾病防护
1．鼠标手
病症原因
长时间进行鼠标和键盘操作； 动作单一反复，动作幅度变化小； 腕关节向掌面屈曲的活动度约70°。
治疗方法
每隔一段时间做一些握拳，捏指，甩手等动作； 注意操作姿势的正确； 选用人体工程学设计的鼠标，配合鼠标垫； 不能用热疗，用冰敷等冷疗方法。
例：未授权使用计算机，复制U盘数据等。
12.4.3 黑客攻击防护 内部人员攻击：内部人员对信息的恶意破坏或不 当使用，或使他人的访问遭到拒绝。
例：局域网广播风暴等。
分发攻击：在工厂生产或分销过程中，对硬件和 软件进行恶意修改。
例：手机中的后门程序等。
问题：“安全无止境”吗？
12.4.3 黑客攻击防护
12.5.4 计算机辐射危害防护 【补充】无线路由器工作时的电磁辐射
12.5.4 计算机辐射危害防护 【补充】电磁辐射测试 (安全值0.1μT)
12.5.4 计算机辐射危害防护 【补充】电磁炉电磁辐射测试(安全值0.1μT)
近距离测量电磁炉门中央的辐射
距离微波炉1.5-2米测量
12.5.4 计算机辐射危害防护 电磁辐射的防护
2．干眼症产生的原因
（1整个眼球； 如果眼睛一直睁着，10秒钟后，泪膜上就会出现一个 小洞，然后泪膜慢慢散开，这时暴露在空气中的眼球 就会感觉到干涩。 眨眼可以使泪水均匀地涂在眼球表面，保持眼球润湿 而不干燥。 泪水少的人，5秒钟后就会出现泪膜散开，使眼睛感觉 到干涩； 正常人每分钟眨眼20次左右，以保证眼球得到泪膜的 湿润。
DoS（拒绝服务）攻击
攻击者向服务器不断发送大量虚假连接请求，使服务 器呈现满负载状态，直到服务器因过载而拒绝提供服 务。
第三部计算机维护与维修最新PPT资料
A、确保“金手指”的清洁,无灰尘和氧化层。
C、 LCD：分辨E率、调最定高，时刷对新率硬60H盘Z。进行碎片整理。
每次开机或注销时，系统都会读光驱。
一、计算机硬件F系、统故非障常不用得处理已方法，不要对硬盘进行低级格式化或经常使用GHOST恢复
系统。
计算机硬件维护方法
5、光驱
A、光盘不用时,需退出。每次开机或注销时，系统都会读光驱。 B、不用划花或受潮的光盘。 C、光驱读写时不能强制退出光盘。 D、如激光头有灰尘，可用棉支或镜头纸清理。最好不要加酒精，因
计算机硬件维护方法
三、显示器、（LCD、CRT）
A、亮度、对比度适中，过高影响显示器的寿命。 B、避免阳光直射，长期阳光直射会破坏LCD显示器液晶层和CRT显示器莹光粉。 C、 LCD：分辨率调最高，刷新率60HZ。 D、LCD：注意保护显示屏，外力作用会产生坏点，甚至坏区。可加有机玻璃保护
层。 E、CRT：分辩率不能超过显示器额定最高分辩率，否则无法显示；刷新率75HZ
第三部计算机维护与维修
硬件维护、维修所需工具
▪ 十字头螺丝刀 ▪ 一字头螺丝刀 ▪ 毛刷 ▪ 橡皮擦 ▪ 万能表 ▪ 电烙铁 ▪ 镊子 ▪ 吸尘器 ▪ 诊断卡 ▪ 电吹风
、计算机硬件维护
硬件系统 主 显 键 鼠其
它 示
外 机 器 盘 标设
示意图
计算机硬件维护方法
一、主机整机
A、购买机箱时需考虑散热和防尘性能。如空间设计是否合理、空气的 对流性、是否有加防尘网等。
计算机硬件维护方法
五、其它外设（打印机、扫描仪等）
该节在第六章计算机常用的外
槽的方法来找出故障点。 A、确保“金手指”的清洁,无灰尘和氧化层
围设备再详讲 1 、电路板故障：主要是由制造工艺、材料质量问题引起；
C、 LCD：分辨E率、调最定高，时刷对新率硬60H盘Z。进行碎片整理。
每次开机或注销时，系统都会读光驱。
一、计算机硬件F系、统故非障常不用得处理已方法，不要对硬盘进行低级格式化或经常使用GHOST恢复
系统。
计算机硬件维护方法
5、光驱
A、光盘不用时,需退出。每次开机或注销时，系统都会读光驱。 B、不用划花或受潮的光盘。 C、光驱读写时不能强制退出光盘。 D、如激光头有灰尘，可用棉支或镜头纸清理。最好不要加酒精，因
计算机硬件维护方法
三、显示器、（LCD、CRT）
A、亮度、对比度适中，过高影响显示器的寿命。 B、避免阳光直射，长期阳光直射会破坏LCD显示器液晶层和CRT显示器莹光粉。 C、 LCD：分辨率调最高，刷新率60HZ。 D、LCD：注意保护显示屏，外力作用会产生坏点，甚至坏区。可加有机玻璃保护
层。 E、CRT：分辩率不能超过显示器额定最高分辩率，否则无法显示；刷新率75HZ
第三部计算机维护与维修
硬件维护、维修所需工具
▪ 十字头螺丝刀 ▪ 一字头螺丝刀 ▪ 毛刷 ▪ 橡皮擦 ▪ 万能表 ▪ 电烙铁 ▪ 镊子 ▪ 吸尘器 ▪ 诊断卡 ▪ 电吹风
、计算机硬件维护
硬件系统 主 显 键 鼠其
它 示
外 机 器 盘 标设
示意图
计算机硬件维护方法
一、主机整机
A、购买机箱时需考虑散热和防尘性能。如空间设计是否合理、空气的 对流性、是否有加防尘网等。
计算机硬件维护方法
五、其它外设（打印机、扫描仪等）
该节在第六章计算机常用的外
槽的方法来找出故障点。 A、确保“金手指”的清洁,无灰尘和氧化层
围设备再详讲 1 、电路板故障：主要是由制造工艺、材料质量问题引起；
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在闪存存储单元中，当没有外部电流改变存储单元中 浮空栅极的电子状态时，浮空栅极就会一直保持原来 状态，这也就保证了数据不会因为断电而丢失。
NAND和NOR的差别
NAND和 NOR 闪存都采用场效应晶体管作为存储单元 ，因此它们的数据存储原理相同； 结构差别： NAND闪存采用“与非”方式构成存储阵列； NOR闪存采用“或非”方式构成储存阵列。
6.1.2 闪存的结构与性能 NAND和NOR闪存结构的区别
6.1.2 闪存的结构与性能
2．NAND闪存电路结构
NAND闪存接口位宽为8位或16位。
例：韩国现代HY27UK08BGFM闪存芯片：
总容量为4GB， 页面大小为（2KB+64B）， 8个I/O接口， 每次可以传输（2KB+64B）×8=16.5KB数据。
6.1.2 闪存的结构与性能
16Gbit闪存芯片的区块结构
6.1.2 闪存的结构与性能 8GB NAND闪存芯片核心
6.1.2 闪存的结构与性能 （2）区块（Block）
闪存的写操作（也称为编程）必须在空白存储区进行 ； 如果目标存储区已有数据，就必须先擦除后写入； 擦除是将存储位设置为“1”； 擦除操作是闪存的基本操作； 区块是闪存最小的可擦除实体； 4GB的闪存芯片，共有16384块，每块包含64个页，每 个页尺寸为（2KB+64B）字节，块容量为（2KB+64B ）×64页=132KB； 每个块的擦除时间需要2ms左右； 块容量的大小决定擦除性能。
【补充】混乱的存储卡市场
6.1.4 闪存卡技术与性能 闪存卡
6.1.4 闪存卡技术与性能
1．SD（安全数码）卡
（1）SD卡技术规格
SD卡是目前速度最快，应用最广泛的存储卡； 尺寸：32mm×24mm×2.1mm； 接口：9针接口； 存储芯片：NAND闪存； 应用：手机，数码相机，GPS导航，MP3播放器等领 类型：SD卡、Micro SD、mini-SD、SDHC、Micro SDHC等。
6.1.3 固态硬盘基本结构
1．固态盘（SSD）的技术特点
固态盘结构
由 存储单元 和 控制单元 组成，存储单元采用闪存作为 存储介质，控制单元采用高性能I/O控制芯片。 耗电量只有机械硬盘的5%左右； 写入速度与机械硬盘相当； 读取速度是机械硬盘的3倍。 成本与寿命是SSD普及的最大问题。
固态盘应用
6.3 硬盘性能与故障维修
6.3.1 6.3.2 6.3.3 6.3.4 6.3.5 RAID磁盘阵列技术 硬盘常用接口类型 硬盘主要技术性能 硬盘常见故障分析 硬盘故障维修案例
6.2 硬盘结构与工作原理
6.4 光盘结构与故障维修
6.4.1 6.4.2 6.4.3 6.4.4 6.4.5 只读光盘基本结构 读写光盘基本结构 光盘基本逻辑结构 光驱基本工作原理 光驱故障维修案例
6.1.3 固态硬盘基本结构 【补充】固态硬盘(左)与机械(右)测试对比
6.1.3 固态硬盘基本结构 固态硬盘与机械硬盘的连续读写速度测试对比
6.1.3 固态硬盘基本结构 固态硬盘与机械硬盘的结构对比
6.1.4 闪存卡技术与性能 闪存卡是在闪存芯片中加入专用接口电路的一种 单片型移动固态盘。
6.1 闪存结构与故障维修
6.1.1 闪存数据存储原理 1. 闪存的基本类型
6.1.1 闪存数据存储原理 闪存从EEPROM技术发展而来。
优点： 快速存储，永久存储，可利用现有半导体工艺。 缺点： 读写速度较DRAM慢，擦写次数有极限。
读写特性：
闪存以区块为单位进行数据擦除和写入; 区块大小为8KB~128KB。
技术指标
闪存类型 写入/擦除1个块的时间 2～4ms
技
NAND（与非型）
术
1～2s
参
NOR（或非型）
数
擦除操作
读取速率（MB/s） 写入速率（MB/s） 存储容量 I/O接口 总线 读取模式 擦除电路 擦写次数
简单
60～80 20～40 大 复杂 共享地址和数据总线 串行存取数据 少 约10万次
写入前先将所有位擦除为0
技术参数
25μs（最大） 30ns（最小） 200μm 2ms 10万次
阵列大小
工作电压
(2KB+64B)字节×64页×16 384块*
2.7V~3.6V
数据保存时间
芯片封装
10年
48脚TSOP1
6.1.2 闪存的结构与性能 【补充】NAND闪存性能
6.1.2 闪存的结构与性能 【补充】NAND闪存与NOR闪存的性能比较
6.1.3 固态硬盘基本结构 U盘
6.1.3 固态硬盘基本结构
3．固态硬盘组成
固态硬盘在接口标准、功能及使用方法上，与机 械硬盘完全相同。 固态硬盘抗震性极佳，工作温度很低。 固态硬盘与U盘的区别：
U盘着眼于移动性，采用USB接口； 固态硬盘着眼于取代机械硬盘，采用SA的基本组成
NAND闪存采用地址/数据总线复用技术 大容量闪存一般采用32位地址总线。 NAND闪存芯片容量越大，寻址时间越长。
6.1.2 闪存的结构与性能
3．NAND闪存技术性能
（1）页（Page）
闪存的基本存储单位是“页”； 闪存的页类似于硬盘中的扇区； 闪存每一页的有效容量为512B的倍数； 闪存另外还要加上16B的ECC校验信息； 大容量闪存，页多，页尺寸大，寻址时间长； 页的容量决定了一次可以传输的数据量。
6.1.2 闪存的结构与性能 （3）错误校验（ECC）
闪存内有专门的错误检测与校正（ECC）区域； 每页有一个校验区（512B的区块为16B）存储ECC编 码； 如果ECC操作失败，就把该区块标记为损坏，不再使 用； 2Gbit的NAND闪存芯片最多允许有40个坏块； 闪存裸片容量大，可利用软件将坏块替换为好块。
6.1.4 闪存卡技术与性能 （2）SD卡性能等级
SD卡的存储容量：128MB～2GB； 最大数据读取速度：60MB/s； 写入速度：35MB/s左右； 工作电压：2.7-3.6V； 读/写电流：27mA左右； 数据传输块大小：512B。 SD 2.0标准对SD卡的性能分为几个等级，不同等级 分别满足不同的应用要求。
作者：易建勋 2013年8月
第6章 外存系统结构与故障维修
6.1 闪存结构与故障维修
6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.1.4 6.1.5 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.2.5 闪存数据存储原理 闪存的结构与性能 固态硬盘基本结构 闪存卡技术与性能 闪存常见故障分析 硬盘基本组成 硬盘工作原理 硬盘启动过程 硬盘逻辑结构 硬盘设计技术
6.1.4 闪存卡技术与性能 SD卡
6.1.4 闪存卡技术与性能
2．SDHC （安全数字高容量）存储卡
（1）应用
高级数码相机，高画质数码摄像机等。 SD 2.0标准规定：容量为2~32GB。
（2）文件系统
SDHC卡必须采用FAT32文件系统； SD卡使用FAT16文件系统； SDHC卡只支持FAT32文件系统，因此与以前只支持FAT 16 的SD设备存在不兼容现象。
6.1.2 闪存的结构与性能
1．NOR闪存电路结构与特点
NOR闪存结构特征：
每两个存储单元共用一个列地址线和一条电源线； 存储单元可以高速写和高速读，但是写功耗过大； 存储阵列接触孔占用了相当多的空间，集成度不高。
NOR闪存性能特征：
（1）可以快速随机读数据。 （2）写入和擦除速度较低。 （3）不适用存储大文件。
计算机维修技术 第3版
教学课件
易建勋 编著
清华大学出版社 2013年8月
作者声明
本课件随教材免费赠送给读者，读者可自由播放、复制、分 发本课件，也可对课件内容进行修改。 课件中部分图片来自因特网公开的技术资料，这些图片的版 权属于原作者。 感谢在因特网上提供技术资料的企业和个人。 本课件不得用于任何商业用途。 课件版权属于作者和清华大学出版社，其他任何单位和个人 都不得对本课件进行销售或修改后销售。
各种数码设备中的存储卡，如SD卡，T卡等； 采用USB接口的小容量U盘； 计算机中使用的固态硬盘。
6.1.3 固态硬盘基本结构
2．U盘存储技术
U 盘是利用闪存、控制芯片和 USB 接口技术的一 种小型半导体移动固态盘。
容量在128MB～32GB之间； 数据传输速度与硬盘基本相当； 没有机械读写装置，避免了跌落等损坏。 电路结构： NAND 闪存芯片， USB 控制芯片，电源芯 片，USB接口等。
6.1.1 闪存数据存储原理 （2）NAND（与非型）闪存
技术特点：
读写速度比DRAM低很多； 小数据块操作速度很慢，大数据块速度很快。 存储容量大，价格低。
应用：
U盘 SD存储卡，T卡等 SSD固态硬盘等
6.1.1 闪存数据存储原理
3．闪存存储单元的结构
闪存采用单晶体管设计，无需存储电容。 闪存结构：
闪存不能以字节为单位进行数据的随机写入，因 此闪存目前不可能作为内存使用。
6.1.1 闪存数据存储原理
2．闪存存储单元的类型
（1）NOR（异或型）闪存
由Intel和AMD公司主导，用于程序储存和运行。 技术特点：
可随机读，但写操作按“块”进行。 写操作慢，读操作快。
应用：
BIOS芯片 手机存储芯片 交换机存储器等。
6.1.3 固态硬盘基本结构 固态盘的电路原理
6.1.3 固态硬盘基本结构 固态盘的电路原理
6.1.3 固态硬盘基本结构 固态盘的基本组成
6.1.3 固态硬盘基本结构
4．固态硬盘技术性能
机械硬盘平均读取速度在50～70MB/s之间； 固态硬盘的平均读取速度在200MB/s以上。 固态硬盘的平均速度和爆发速度相差不大。 机械硬盘的平均速度则大幅度落后于爆发速度； 固态硬盘的寻道时间为0，机械硬盘无法比拟。 固态硬盘写入速度仅为400MB/s左右； 机械硬盘写入速度达到了70MB/s。 80GB固态硬盘功耗为2.4W，空闲功耗为0.06W，可抗 1000G（伽利略单位）冲击。 固态硬盘的读/写速度，比机械硬盘快3-5倍。
NAND和NOR的差别
NAND和 NOR 闪存都采用场效应晶体管作为存储单元 ，因此它们的数据存储原理相同； 结构差别： NAND闪存采用“与非”方式构成存储阵列； NOR闪存采用“或非”方式构成储存阵列。
6.1.2 闪存的结构与性能 NAND和NOR闪存结构的区别
6.1.2 闪存的结构与性能
2．NAND闪存电路结构
NAND闪存接口位宽为8位或16位。
例：韩国现代HY27UK08BGFM闪存芯片：
总容量为4GB， 页面大小为（2KB+64B）， 8个I/O接口， 每次可以传输（2KB+64B）×8=16.5KB数据。
6.1.2 闪存的结构与性能
16Gbit闪存芯片的区块结构
6.1.2 闪存的结构与性能 8GB NAND闪存芯片核心
6.1.2 闪存的结构与性能 （2）区块（Block）
闪存的写操作（也称为编程）必须在空白存储区进行 ； 如果目标存储区已有数据，就必须先擦除后写入； 擦除是将存储位设置为“1”； 擦除操作是闪存的基本操作； 区块是闪存最小的可擦除实体； 4GB的闪存芯片，共有16384块，每块包含64个页，每 个页尺寸为（2KB+64B）字节，块容量为（2KB+64B ）×64页=132KB； 每个块的擦除时间需要2ms左右； 块容量的大小决定擦除性能。
【补充】混乱的存储卡市场
6.1.4 闪存卡技术与性能 闪存卡
6.1.4 闪存卡技术与性能
1．SD（安全数码）卡
（1）SD卡技术规格
SD卡是目前速度最快，应用最广泛的存储卡； 尺寸：32mm×24mm×2.1mm； 接口：9针接口； 存储芯片：NAND闪存； 应用：手机，数码相机，GPS导航，MP3播放器等领 类型：SD卡、Micro SD、mini-SD、SDHC、Micro SDHC等。
6.1.3 固态硬盘基本结构
1．固态盘（SSD）的技术特点
固态盘结构
由 存储单元 和 控制单元 组成，存储单元采用闪存作为 存储介质，控制单元采用高性能I/O控制芯片。 耗电量只有机械硬盘的5%左右； 写入速度与机械硬盘相当； 读取速度是机械硬盘的3倍。 成本与寿命是SSD普及的最大问题。
固态盘应用
6.3 硬盘性能与故障维修
6.3.1 6.3.2 6.3.3 6.3.4 6.3.5 RAID磁盘阵列技术 硬盘常用接口类型 硬盘主要技术性能 硬盘常见故障分析 硬盘故障维修案例
6.2 硬盘结构与工作原理
6.4 光盘结构与故障维修
6.4.1 6.4.2 6.4.3 6.4.4 6.4.5 只读光盘基本结构 读写光盘基本结构 光盘基本逻辑结构 光驱基本工作原理 光驱故障维修案例
6.1.3 固态硬盘基本结构 【补充】固态硬盘(左)与机械(右)测试对比
6.1.3 固态硬盘基本结构 固态硬盘与机械硬盘的连续读写速度测试对比
6.1.3 固态硬盘基本结构 固态硬盘与机械硬盘的结构对比
6.1.4 闪存卡技术与性能 闪存卡是在闪存芯片中加入专用接口电路的一种 单片型移动固态盘。
6.1 闪存结构与故障维修
6.1.1 闪存数据存储原理 1. 闪存的基本类型
6.1.1 闪存数据存储原理 闪存从EEPROM技术发展而来。
优点： 快速存储，永久存储，可利用现有半导体工艺。 缺点： 读写速度较DRAM慢，擦写次数有极限。
读写特性：
闪存以区块为单位进行数据擦除和写入; 区块大小为8KB~128KB。
技术指标
闪存类型 写入/擦除1个块的时间 2～4ms
技
NAND（与非型）
术
1～2s
参
NOR（或非型）
数
擦除操作
读取速率（MB/s） 写入速率（MB/s） 存储容量 I/O接口 总线 读取模式 擦除电路 擦写次数
简单
60～80 20～40 大 复杂 共享地址和数据总线 串行存取数据 少 约10万次
写入前先将所有位擦除为0
技术参数
25μs（最大） 30ns（最小） 200μm 2ms 10万次
阵列大小
工作电压
(2KB+64B)字节×64页×16 384块*
2.7V~3.6V
数据保存时间
芯片封装
10年
48脚TSOP1
6.1.2 闪存的结构与性能 【补充】NAND闪存性能
6.1.2 闪存的结构与性能 【补充】NAND闪存与NOR闪存的性能比较
6.1.3 固态硬盘基本结构 U盘
6.1.3 固态硬盘基本结构
3．固态硬盘组成
固态硬盘在接口标准、功能及使用方法上，与机 械硬盘完全相同。 固态硬盘抗震性极佳，工作温度很低。 固态硬盘与U盘的区别：
U盘着眼于移动性，采用USB接口； 固态硬盘着眼于取代机械硬盘，采用SA的基本组成
NAND闪存采用地址/数据总线复用技术 大容量闪存一般采用32位地址总线。 NAND闪存芯片容量越大，寻址时间越长。
6.1.2 闪存的结构与性能
3．NAND闪存技术性能
（1）页（Page）
闪存的基本存储单位是“页”； 闪存的页类似于硬盘中的扇区； 闪存每一页的有效容量为512B的倍数； 闪存另外还要加上16B的ECC校验信息； 大容量闪存，页多，页尺寸大，寻址时间长； 页的容量决定了一次可以传输的数据量。
6.1.2 闪存的结构与性能 （3）错误校验（ECC）
闪存内有专门的错误检测与校正（ECC）区域； 每页有一个校验区（512B的区块为16B）存储ECC编 码； 如果ECC操作失败，就把该区块标记为损坏，不再使 用； 2Gbit的NAND闪存芯片最多允许有40个坏块； 闪存裸片容量大，可利用软件将坏块替换为好块。
6.1.4 闪存卡技术与性能 （2）SD卡性能等级
SD卡的存储容量：128MB～2GB； 最大数据读取速度：60MB/s； 写入速度：35MB/s左右； 工作电压：2.7-3.6V； 读/写电流：27mA左右； 数据传输块大小：512B。 SD 2.0标准对SD卡的性能分为几个等级，不同等级 分别满足不同的应用要求。
作者：易建勋 2013年8月
第6章 外存系统结构与故障维修
6.1 闪存结构与故障维修
6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.1.4 6.1.5 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.2.5 闪存数据存储原理 闪存的结构与性能 固态硬盘基本结构 闪存卡技术与性能 闪存常见故障分析 硬盘基本组成 硬盘工作原理 硬盘启动过程 硬盘逻辑结构 硬盘设计技术
6.1.4 闪存卡技术与性能 SD卡
6.1.4 闪存卡技术与性能
2．SDHC （安全数字高容量）存储卡
（1）应用
高级数码相机，高画质数码摄像机等。 SD 2.0标准规定：容量为2~32GB。
（2）文件系统
SDHC卡必须采用FAT32文件系统； SD卡使用FAT16文件系统； SDHC卡只支持FAT32文件系统，因此与以前只支持FAT 16 的SD设备存在不兼容现象。
6.1.2 闪存的结构与性能
1．NOR闪存电路结构与特点
NOR闪存结构特征：
每两个存储单元共用一个列地址线和一条电源线； 存储单元可以高速写和高速读，但是写功耗过大； 存储阵列接触孔占用了相当多的空间，集成度不高。
NOR闪存性能特征：
（1）可以快速随机读数据。 （2）写入和擦除速度较低。 （3）不适用存储大文件。
计算机维修技术 第3版
教学课件
易建勋 编著
清华大学出版社 2013年8月
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本课件随教材免费赠送给读者，读者可自由播放、复制、分 发本课件，也可对课件内容进行修改。 课件中部分图片来自因特网公开的技术资料，这些图片的版 权属于原作者。 感谢在因特网上提供技术资料的企业和个人。 本课件不得用于任何商业用途。 课件版权属于作者和清华大学出版社，其他任何单位和个人 都不得对本课件进行销售或修改后销售。
各种数码设备中的存储卡，如SD卡，T卡等； 采用USB接口的小容量U盘； 计算机中使用的固态硬盘。
6.1.3 固态硬盘基本结构
2．U盘存储技术
U 盘是利用闪存、控制芯片和 USB 接口技术的一 种小型半导体移动固态盘。
容量在128MB～32GB之间； 数据传输速度与硬盘基本相当； 没有机械读写装置，避免了跌落等损坏。 电路结构： NAND 闪存芯片， USB 控制芯片，电源芯 片，USB接口等。
6.1.1 闪存数据存储原理 （2）NAND（与非型）闪存
技术特点：
读写速度比DRAM低很多； 小数据块操作速度很慢，大数据块速度很快。 存储容量大，价格低。
应用：
U盘 SD存储卡，T卡等 SSD固态硬盘等
6.1.1 闪存数据存储原理
3．闪存存储单元的结构
闪存采用单晶体管设计，无需存储电容。 闪存结构：
闪存不能以字节为单位进行数据的随机写入，因 此闪存目前不可能作为内存使用。
6.1.1 闪存数据存储原理
2．闪存存储单元的类型
（1）NOR（异或型）闪存
由Intel和AMD公司主导，用于程序储存和运行。 技术特点：
可随机读，但写操作按“块”进行。 写操作慢，读操作快。
应用：
BIOS芯片 手机存储芯片 交换机存储器等。
6.1.3 固态硬盘基本结构 固态盘的电路原理
6.1.3 固态硬盘基本结构 固态盘的电路原理
6.1.3 固态硬盘基本结构 固态盘的基本组成
6.1.3 固态硬盘基本结构
4．固态硬盘技术性能
机械硬盘平均读取速度在50～70MB/s之间； 固态硬盘的平均读取速度在200MB/s以上。 固态硬盘的平均速度和爆发速度相差不大。 机械硬盘的平均速度则大幅度落后于爆发速度； 固态硬盘的寻道时间为0，机械硬盘无法比拟。 固态硬盘写入速度仅为400MB/s左右； 机械硬盘写入速度达到了70MB/s。 80GB固态硬盘功耗为2.4W，空闲功耗为0.06W，可抗 1000G（伽利略单位）冲击。 固态硬盘的读/写速度，比机械硬盘快3-5倍。