外部存储器
计算机的外存储器又称为辅助存储器，目前主要使用磁表面存储器
所谓“磁表面存储”，是指把某些磁性材料薄薄地涂在金属铝或塑料表面上作为载磁体来存储信息。磁盘存储器、磁带存储器和磁鼓存储器均属于磁表面存储器。
磁表面存储器的优点：
- 存储容量大，位价格低；
- 记录介质可以重复使用
- 记录信息可以长期保存而不丢失，甚至可以脱机存档
- 非破坏性读出，读出时不需要再生
磁表面存储器的缺点：
- 存取速度慢；
- 机械结构复杂
- 对工作环境要求较高
外存储器既可以作为输入设备，也可以作为输出设备
（既可以存数据，也可以读数据）
磁盘存储器
磁盘驱动器：核心部件是磁头组件和盘片组件，温切斯特盘是一种可移动头固定盘片的硬盘存储器
磁盘控制器：是硬盘存储器和主机的接口，主流的标准有IDE、SCSI、SATA等
磁盘设备的组成：
1.存储区域
一块硬盘含有若干个记录面，每个记录面划分为若干条磁道，而每条磁道又划分为若干个扇区，扇区（也称块）是磁盘读写的最小单位，也就是是C盘按块存取。
磁头数（Heads）：即记录面数，表示硬盘总共有多少个磁头，磁头用于读取/写入盘片上记录面的信息，一个记录面对应一个磁头
柱面数（Culinders）：表示硬盘每一面盘片上有多少条磁道。在一个盘组中，不同记录面的相同编号（位置）的诸磁道构成一个圆柱面。
扇区数（Sectors）：表示每一条磁道上有多少个扇区。
2.硬盘存储器
硬盘存储器由磁盘驱动器、磁盘控制器和盘片组成
**数据传输率：**磁盘存储器在单位时间内向主机传送数据的字节数，称为数据传输率
假设磁盘转数为r（转/秒），每条磁道容量为N个字节，则数据传输率为D=rN
3.磁盘地址
主机向磁盘控制器发送寻址信息，磁盘的地址一般如图所示：
4.硬盘的工作过程
硬盘的主要操作是寻址、读盘、写盘。每个操作都对应一个控制字，硬盘工作时，第一步是取控制字，第二步是执行控制字。
硬盘属于机械式部件，其读写操作是串行的，不可能在同一时刻既读又写，也不可能在同一时刻读两组数据或写两组数据
磁盘阵列
RAID(Redundant Array of Inexpensive Disks,廉价冗余磁盘阵列)是将多个独立的物理磁盘组成一个独立的逻辑盘，数据在多个物理盘上分割交叉存储、并行访问，具有更好的存储性能、可靠性和安全性。
RAID的分级如下所示。在RAID1~RAID5的几种方案中，无论何时有磁盘损坏，都可以随时拔出受损的磁盘再插入好的磁盘，而数据不会损坏
RAID0：无冗余和无校验的磁盘阵列
RAID1：镜像磁盘阵列
RAID2：采用纠错的海明码的磁盘阵列
RAID3：位交叉奇偶校验的磁盘阵列
RAID4：块交叉奇偶校验的磁盘阵列
RAID5：无独立校验的奇偶校验磁盘阵列
固态硬盘SSD
原理：基于闪存技术Flash Memory，属于电可擦除ROM，即EEPROM
组成：
闪存翻译层–负责翻译逻辑块号，找到对应页（Page）
存储介质：多个闪存芯片（Flash Chip）-每个芯片包含多个块（block）-每个块包含多个页（Page）
读写性能特性：
以页为单位读/写-相当于磁盘的“扇区”
以块为单位“擦除”，擦干净的块，其中的每页都可以写一次，读无限次
支持随机访问，系统给定一个逻辑地址，闪存翻译层可通过电路迅速定位到对应的物理地址
读块、写慢。要写的页如果有数据，则不能写入，需要将块内其他页全部复制到一个新的（擦除过的）块中，再写入新的页
与机械硬盘相比的特点
SSD读写速度快，随机访问性能高，用电路控制访问位置；机械硬盘通过移动磁臂旋转磁盘控制访问位置，有寻道时间和旋转延迟
SSD安静无噪音、耐摔抗震、能耗低、造价更贵
SSD的一个块被擦除次数过多(重复写同一个块)可能会坏掉，而机械硬盘的扇区不会因为写的次数太多而坏掉
磨损均衡技术
思想：将“擦除”平均分布在各个块上，以提升使用寿命
动态磨损均衡-写入数据时，优先选择累计擦除次数少的新闪存块
静态磨损均衡-SSD监测并自动进行数据分配、迁移，让老旧的闪存块承担以读为主的储存任务，让较新的闪存块承担更多的写任务
