用來儲存資料的裝置，硬碟、軟碟、光碟、磁帶 具有非揮發性的特性，可以在電源消失時，持續保有資料的完整。

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1 用來儲存資料的裝置，硬碟、軟碟、光碟、磁帶 具有非揮發性的特性，可以在電源消失時，持續保有資料的完整。
資料的儲存裝置 用來儲存資料的裝置，硬碟、軟碟、光碟、磁帶 具有非揮發性的特性，可以在電源消失時，持續保有資料的完整。

2 大綱 4.1 儲存裝置（Storage Device） 4.5 光碟儲存裝置(Optical Disk） 4.2 主機板與輔助記憶體的連接
4.2 主機板與輔助記憶體的連接 4.3 硬式磁碟機（Hard Disk） 4.3.1 硬碟的構造 4.3.2 硬碟的容量 及資料儲存格式 4.3.3 硬碟規格 4.3.4 外接選擇 4.3.5 硬碟的管理 4.3.6 磁碟陣列(RAID ) 4.4 軟式磁碟機（Floppy Disk） 4.5 光碟儲存裝置(Optical Disk） 4.5.1 唯讀光碟(CD-ROM) 4.5.2 CD-R/CD-RW 4.5.3 數位影音光碟DVD 4.5.4 DVD相關設備 4.5.5 影音光碟格式 4.5.6 未來的高容量光碟 －『藍光碟』 4.5.7 磁光碟(MO) 4.6 磁帶(Tape) 4.7 記憶卡儲存媒體 4.7.1 快閃記憶體卡 4.7.2 IC卡與智慧卡

3 儲存裝置（Storage Device） 儲存裝置（即次要記憶體單元／輔助記憶體單元）可以用來存放資料或程式，包含的種類有硬碟、軟體、磁帶、光碟、CR-R/CD-RW、DVD、MO（磁光碟）、ZIP、LS120、Jaz等等。

4 儲存裝置（Storage Device） 輔助記憶體的主要目的是做為存放資料的裝置，主記憶體的功能則是用來存放正在執行的程式與資料，兩者之間的差別如下表 主記憶體 輔助記憶體 連線方式 線上儲存裝置 離線儲存裝置 資料存取 可以由CPU直接存取資料 必須透過輸出／入介面存取 揮發性 非揮發性 容量 較小 較大 存取速度 較快 較慢 單位成本 較高 較低

5 儲存裝置（Storage Device） 輔助記憶體存取資料的方式分為循序存取與隨機存取。 循序存取：
存取資料時，必須按照順序，無法直接跳躍讀取後面的存放區域，例如：磁帶。 隨機存取： 可以不按照順序，直接跳至想要存取的資料區域，例如：硬碟、軟碟、光碟等。 檔案系統 資料或程式（系統或應用軟體）以檔案(file)為單位存放在儲存裝置，管理時可將某些檔案放置於某個目錄(又稱資料夾)之中。反過來說，目錄可以包含其他子目錄或檔案，形成一個樹狀結構的檔案系統(file system)，其中最上層的目錄則稱之為『根目錄』。

6 儲存裝置（Storage Device） 所有的檔案在檔案系統中都有唯一的路徑以供辨識。 常見的檔案系統 DOS的FAT
Windows 2000的FAT、FAT32或NTFS Linux的linux ext2。 Windows的檔案系統

7 主機板與輔助記憶體的連接 周邊設備（除了CPU與主記憶體之外的設備）透過各類不同的介面與主機板取得聯繫。例如：控制卡、埠等等。
常見的硬碟／光碟控制介面有IDE/ATA、SATA、SCSI、USB、IEEE 1394等。 IDE/ATA (Integrated Drive Electronics/AT Attachment) IDE/ATA（整合式電子驅動介面）控制卡已經被內建在主機板之上，可用於連結硬碟、軟碟、光碟等設備。採用並列式／平行式資料傳輸模式。 主機板IDE插槽與硬碟連接示意圖

8 主機板與輔助記憶體的連接 SATA (Serial ATA)
ATA-6在容量上已滿足過去幾年的電腦需求，但由於採用並列式傳輸，因此在傳輸速度上遇到瓶頸。目前大廠們決定朝序列式(serial)傳輸發展，並且成功推出了serial ATA-150（簡稱SATA-150），初期的傳輸速度達150MB/s，而後又推出傳輸速度達300MB/s的產品（有人稱之為SATA II），爾後可能還會推出600MB/s等更高速的介面。 【SATA II】 SATAII是SATA的第二代規格表。SATA II標榜了幾個重點規格，包含傳輸速度提升到3Gbps、支援NCQ(Native Command Queuing),Enclosure anagement,Port Multiplier，以及可升級到SAS等等。實際上有許多硬碟產品問世，傳輸速度都可達300MB/s。 許多SATA II產品標榜傳輸速度達3Gb/s或3Gps，這常常會讓人誤認為是3GB/s（快得離譜）。事實上，3Gb/s的b指的是bit，而由於這些產品工作在3GHz的頻率，每次發送8位元的資料需要使用兩個額外位元來編碼，因此資料編碼率為80%。故依照計算公式3GHz*80%=2.4Gbit/s，換算成byte，則為300MB/s。 產品標示1.5Gb/s與150MB/s，或3Gb/s與300MB/s是相同的。

9 主機板與輔助記憶體的連接 和傳統IDE來比較，SATA有以下特點： 1.序列傳輸 2.高速傳輸 3.簡單連接 4.接頭較小 5.方便散熱
6.省電 7.熱插拔 8.支援RAID SATA勢必成為新一代輔助記憶體的介面主流，目前不但有眾多的SATA硬碟在市場流通，同時也有幾款SATA的光碟機面世。 主機板SATA插槽與硬碟連接示意圖

10 主機板與輔助記憶體的連接 【為何序列比並列還快？】 序列傳送代表一個位元一個位元的傳送，而並列傳送則可以一次傳送多個位元。
並列傳輸雖然使用較多的接腳，但速度比較快；而序列傳輸雖然節省接腳，但速度較慢。 在加速硬碟資料傳輸上，必須考量到各種物理特性 增加傳輸線以便一次傳送更多的資料，不過IDE排線已經太粗 在並列IDE排線中提高每筆資料的傳輸速率，不過這會產生更大的磁性干擾，而導致資料不正確，此時必須加裝防電磁干擾的裝置。 SATA技術是將多筆資料打包為一個分組，然後透過高速在SATA傳輸線中傳送，它只需要7個接腳，SATA傳輸線在空間上肯定比IDE排線省空間，而在資料校對上，它將CRC也應用於控制訊號的檢查，可檢測99.998%的錯誤 同時SATA使用兩條傳輸通道，一條負責傳送，一條負責接收，因此兩者之間的干擾被降到最低，所以正確性極高。 並列傳輸與串列傳輸示意圖

11 主機板與輔助記憶體的連接 SCSI (Small Computer System Interface)
SCSI可以同時連接多個SCSI裝置（包含硬碟、光碟機、及其他SCSI裝置） 由於具有獨立的I/O控制晶片，因此不但資料傳輸穩定，同時也不消耗系統資源。 使用SCSI硬碟或光碟，必須另外添購SCSI介面卡，同時SCSI介面的儲存裝置也比IDE介面的儲存裝置貴一些。 SCSI規格歷經多次變革（如表4-2），並且正面臨著SATA的挑戰。目前，廠商們也開始開發序列傳輸的Serial Attached SCSI，簡稱為SAS，期望藉由序列式技術獲得更高的傳輸速度 許多伺服器廠商都加強對SAS標準的支援，SAS未來將成為企業儲存系統或伺服器磁碟的主流。 SCSI介面卡

12 主機板與輔助記憶體的連接 規格名稱 傳輸速率 連接裝置數量 最大線長 SCSI-I 5MB/S 7 6公尺 Wide SCSI 10MB/S
15 Fast SCSI 3公尺 Fast Wide SCSI 20MB/S Ultra SCSI 1.5公尺 Ultra Wide SCSI 40MB/S Ultra2 SCSI 12公尺 Ultra2 Wide SCSI 80MB/S Ultra3 SCSI Ultra3 Wide SCSI 160MB/S

13 主機板與輔助記憶體的連接 USB(Universal Serial Bus)
USB（萬用序列匯流排）介面不限定週邊設備的種類，只要該設備支援USB介面即可 USB介面的滑鼠、數位相機、隨身硬碟、燒錄機等等。 目前的主機板大多提供數個USB插孔。 USB介面最多可以串接127個週邊，並且支援隨插即用與熱插拔的功能。 USB 1.1的傳輸速率約為12Mbps（1.5MB/S），而USB 2.0的傳輸速率可達480Mbps（60MB/S）。 USB也正朝著無線連接邁進，稱之為Wireless USB 它是基於USB 2.0為基礎而定義的無線傳輸標準，因此傳輸速率也達480Mbps 在短距離無線傳輸上，屬於非常高速的速率 目前的相關產品仍非常少。 USB插孔與傳輸線

14 主機板與輔助記憶體的連接 IEEE 1394／Firewire／i.Link 一種高速序列匯流排。
最多可以串接63個週邊。也支援隨插即用與熱插拔的功能並廣泛應用於消費性電子產品及儲存裝置 高畫質電視、數位攝影機、外接硬碟盒、DVD光碟機等等 早期只有筆記型電腦才提供IEEE 1394插孔，目前連桌上型電腦的主機板也都內建 IEEE 1394介面，這主要還是因為 消費性電子產品的降價與普及 所造成的需求。 IEEE 1394a傳輸速率分為 S100(98.304Mbps) S200( Mbps) S400( Mbps) 目前的IEEE 1394b可達800Mbps （未來將可能更快）， 傳輸速度極為驚人。 IEEE 1394可能成為數位家庭訊號的重要標準， 因此數位家庭的成形時間以及各類消費性 電子產品的普及將會影響PC對它的支援度。 筆記型電腦可透過IEEE 1394與數位攝影機連結

15 硬式磁碟機（Hard Disk） 硬式磁碟機俗稱「硬碟」是目前電腦儲存大量資料的基本配備。目前的硬碟容量已經可達百GB以上，並且在資料傳輸速度方面，也不斷提昇。 4.3.1 硬碟的構造 內部的構造包含磁盤、讀寫磁頭、存取臂及主軸馬達等元件。 硬碟內部構造

16 硬碟的構造 磁盤(platter)： 表面由磁性物質構成一層薄膜，可以讓磁頭藉由改變每個位置的磁性來表示資料的0與1。 存取臂：
用來移動讀寫頭尋找資料所在位置。 主軸馬達與讀寫磁頭： 主軸馬達在高速旋轉時，由於氣流產生浮力，使讀寫磁頭緊貼在磁盤上方或下方「飛」（實際並不會接觸到磁碟面），讀寫磁頭將沿著磁盤的上下表面，形成一個圓形軌跡，達到讀取或寫入資料的目的，而這個圓形軌跡則稱為磁軌(track)。 硬碟內部構造

17 硬碟的構造 硬碟是由數片磁盤組成，這些磁盤會掛在主軸上，而且每片磁盤之間都各自有一個讀寫磁頭。
由於硬碟採用無塵密封包裝，所以光從外觀上，將看不到它到底是由幾片磁盤所組成，也看不到讀寫磁頭。 為了提高硬碟的容量並且不增加硬碟的高度，因此增加磁盤的數量並不可行 以往的硬碟使用的是「磁阻式磁頭」(MR head)，要增加硬碟容量，只能靠技術性增加單片容量才能達成目的。 目前IBM的自旋磁阻式磁頭(GMR)，擁有極高的磁阻變化率(MR ratio)，因此可提昇硬碟的容量。

18 硬碟的容量及資料儲存格式 計算硬碟的儲存容量，可以由磁柱數、可讀寫表面數、磁區決定，公式如下：
硬碟容量 = 磁柱數x 可讀寫表面數x磁區數 x 磁區容量 磁軌： 每一個磁盤由許多同心圓組成，每一個同心圓稱之為「 磁軌 」。 磁區： 每個磁軌上被切割為許多磁區，磁區是硬碟資料最小的邏輯單位。 磁柱： 由各磁盤之相同磁軌所形成的集合，是一個圓周柱狀的型態。 可讀寫表面數量： 每個磁盤可以讀寫的表面最多為2面（上下表面），此處指的是一顆硬碟中，所有可以讀寫的表面數量。 磁簇： 由一個以上的磁區所組成（視格式化規格而定），為使用者讀寫硬碟的最小單位。

19 硬碟的容量及資料儲存格式 磁軌與磁區 磁柱示意圖

20 硬碟的容量及資料儲存格式 Cylinder Heads Sector 1647 16 63
【範例】：假設每一個磁區(sector)可以記錄512位元組，並且從BIOS中查得某硬碟的CHS相關資料如右，請問該硬碟的容量為何？ 解： 硬碟容量 = 磁柱數x 可讀寫表面數x磁區數 x 磁區容量 = 1647 x 16 x 63 x 0.5KB = KB = MB Cylinder Heads Sector 1647 16 63

21 硬碟的容量及資料儲存格式 硬碟的資料儲存法有兩種：
水平方式來儲存連續資料的磁區法 垂直方式來儲存連續資料的磁柱法。 新的硬碟必須先進行分割動作，將一顆硬碟分割為一個以上的分割磁區(partition)，然後再對每個分割磁區進行格式化(format)動作，格式化完畢的分割磁區才可以用來存放資料。 DOS的FDisk可以將硬碟分割為多個分割磁區 Windows 2000/XP/2003/Vista的 光碟中亦附有分割硬碟工具

22 硬碟的容量及資料儲存格式 舉例來說，假設您有一顆180GB的硬碟，您可以將之分割為80GB、50GB、50GB等3個分割磁區，然後再將其格式化 格式化時必須指定檔案系統的格式，例如FAT32、NTFS等等。 如果您的電腦連作業系統都還未安裝，當您完成分割及格式化的動作後，就可以安裝作業系統了，假設您準備安裝Windows Vista在第一個分割磁區，當您安裝完畢後，就可以在檔案總管中，看到C、D、E等3個磁碟代號，容量分別為80G、50G、50G，恰好對應於您所分割的分割磁區。 分割磁區的資訊將被存放在磁碟分割表內，該表會被儲存在硬碟的第0面、第0軌、第1磁區之中 此分割表非常重要，當被病毒破壞後，硬碟內的資料將無法被辨識，而導致遺失。 有些防毒軟體會提供儲存該表的功能，也就是先將該表備份到軟碟中，若遭遇破壞分割表的病毒時，只要重新復原分割表即可復原資料。 將已分割好的 分割磁區格式化

23 硬碟規格 購買硬碟時，除了價格之外，還應該考量許多硬碟的規格，例如控制介面、容量、轉速、平均搜尋時間、資料傳輸速率、磁碟快取容量、保固期限、噪音指標、體積與重量等。這些數據將可在硬碟外包裝上取得。 硬碟規格範例（Seagate的硬碟）：請參閱課本 控制介面： 硬碟屬於離線儲存裝置的一種，無法直接從主機上存取資料，必須配合控制介面(IDE的hdc或SCSI的sda)與排線連結到主機板，硬碟控制介面如下 其中IDE與SATA為最主要的規格，並且已經內建於主機板之上（較新的主機板才內建SATA介面）。 SCSI為高階硬碟介面，必須透過SCSI介面卡連結主機板的PCI插槽。 USB（大多已內建）大多應用於小型隨身硬碟 IEEE 1394則大多應用於硬碟外接盒。

24 硬碟規格 IDE/ATA硬碟 SATA硬碟 SCSI硬碟（181GB/7200rpm/16MB-Cache）

25 硬碟規格 容量(capacity)： 轉速(spindle speed)：
目前硬碟容量大多以GB(Giga Bytes；109位元組) 為單位 80GB、120GB 未來可能會出現TB(Tera Bytes；1012位元組)容量的硬碟。 轉速(spindle speed)： 硬碟速度對電腦效率有關鍵性影響 硬碟速度中，又以機械化動作所花的時間為最多，例如主軸旋轉。 硬碟的『轉速』代表主軸馬達旋轉一周的速度，單位是RPM (revolutions per minute)，代表每分鐘，主軸可以轉幾圈。 轉速越高，效率越佳 【實際容量與廣告容量】： 硬碟的廣告容量通常都是以生活常用的10進位來表示G，也就是1G= 1G=1,000,000,000，但實際以2進位來計算G時（1G=1,073,741,824），將會縮水一些些。因此當您購買一個號稱500G的硬碟，回家裝上電腦後將會發現實際上只有465.8G而已。

26 硬碟規格 平均搜尋時間(average seek time)： 資料傳輸速率(data transfer rate)：
代表硬碟找到資料位置所需要的平均時間，單位通常為ms。 硬碟讀寫頭移動到資料位置所花費的時間可以分為兩段： 搜尋時間(seek time) ：代表移動讀寫臂到目標磁軌所需要的時間 旋轉延遲(rotation delay) ：將要讀寫的磁區轉到讀寫頭下方所需要的時間。平均旋轉延遲一般都假設為轉半圈的時間。 資料傳輸速率(data transfer rate)： 資料傳輸速率就是硬碟與電腦傳輸資料的速度，單位是MB/S。 例如：ATA-100硬碟的資料傳輸速率為100MB/S。SATA 1.5Gb/s的資料傳輸速率為150MB/s，SATA 3Gb/s的資料傳輸速率為300MB/s。

27 硬碟規格 磁碟快取(disk cache)：
【範例】：ST380023AS硬碟最大的內部資料傳輸速率為570Mbits/s，平均搜尋時間為9.4ms，旋轉速度為7200RPM，假設不計控制器時間與佇列延遲，請問，讀寫一個512位元組的磁區平均需要花多少時間？ 解： 平均旋轉延遲 = (1/7200RPM)/2 = sec/2 = 4.167ms 資料傳輸時間 = 0.5K/(570M/8) = (0.5 KB) / (71.25 MB/sec) = 0.07ms 平均存取時間 = 平均搜尋時間 + 平均旋轉延遲 + 資料傳輸時間 = 9ms ms ms = ms 磁碟快取(disk cache)： 由於硬碟的存取速度比主記憶體慢許多，如果在硬碟加裝小塊記憶體，用來存放可能要常被取用的資料，將有助於提昇電腦整體的效能。

28 硬碟規格 保固期限： 噪音： 體積與重量： 一般提供1~3年的保固期限，當硬碟壞掉時可以更換新品或免費維修
擔心軟體流失，請定期進行資料備份，因為保固並不包括資料的保固。 當產品過了保固期限後才壞掉時，我們通常會直接更換更大容量的硬碟。 噪音： 伺服器電腦(不關機) 睡眠時進行電腦運作，例如網路下載資料，進行全系統掃毒等等。 購買前最好詢問售貨員或詢問已購買者對於該硬碟的噪音評估。 體積與重量： 硬碟的尺寸有5.25、3.5、2.5、1.8吋等規格 5.25吋幾乎已經退出市場（例如俗稱的大腳硬碟） 3.5吋硬碟是目前桌上型電腦硬碟尺寸的主流 2.5吋硬碟則是使用在筆記型電腦 1.8吋硬碟則僅出現在外接式硬碟。 重量考量則必須視硬碟的攜帶性而定

29 硬碟規格 原生指令排序(NCQ)等新功能：
通常最新型的硬碟會列出特殊功能，例如SATA II會標示出NCQ(Native Command Queuing)、Enclosure Management、Port Multiplier、可昇級到SAS等功能。 其中，NCQ代表不直接從轉速提升硬碟效率，而採用緩存方式來提高性能，它是將原本存取指令重新排列以取得更佳的存取效率的一種方法。 至於Enclosure Management則使用在多顆硬碟出錯時，可以快速指出哪一顆硬碟出錯。

30 外接選擇 IDE硬碟一般都是放在主機之內，若希望將硬碟帶著移動，則有下列幾種選項可供選擇： SCSI硬碟外接盒及SCSI硬碟
IDE硬碟抽取匣及IDE/ATA硬碟 可攜式硬碟Jaz eSATA及SATA硬碟 行動硬碟 USB硬碟外接盒 隨身碟（行動碟），透過USB或IEEE 1394介面連結主機。 eSATA外接硬碟 2.5吋USB硬碟外接盒

31 外接選擇 【隨身硬碟】： 就物理層面來說，隨身硬碟（內部為Flash IC晶片）非磁性硬碟，但就功能面而言，屬於儲存裝置的一種。 【複合碟】： 有些隨身碟已附加其他功能，例如能夠播放MP3、數位錄音、收聽FM等，此類稱為複合碟（無複合功能稱為儲存碟）。 複合碟必須挪出部分空間進行音效解碼等作業程序，且在儲存資料上也較為緩慢。消費者可視本身需求決定購買隨身碟或複合碟。 USB介面的拇指碟 2.5吋USB行動硬碟

32 硬碟的管理 由於硬碟存放著大量的資料，因此我們應該妥善的管理硬碟，減低資料毀損而造成的損失並提高電腦的使用效率。 常見的硬碟管理工具
『磁碟檢查／磁碟掃描』 『磁碟重組』 『磁碟清理』 『磁碟備份』 磁碟重組 磁碟清理 磁碟檢查

33 硬碟的管理 磁碟備份 對於存放重要資料的硬碟而言（例如公司的電腦），資料相當重要，因此備份是不可忽略的動作
工作站／伺服器級的電腦可以透過磁帶來備份資料 個人電腦必須將資料燒錄至光碟中或備份到另一顆硬碟 某些特殊工具（例如：ghost）特別適用於備份資料，它可以將整個硬碟分割區備份起來，放置其他硬碟分割區或另一顆硬碟上 在硬碟資料受損後，可以很快地還原備份的資料。

34 硬碟的管理 多餘磁碟陣列(RAID；Redundant Array of Independent Disks)可以增加系統的可用性，但必須用更多的硬碟來即時備份硬碟資料。 可用性(availability)與可靠性(reliability)是兩回事 提高可靠性，代表降低硬體的損壞率，這必須改進硬體技術才能達成 提高可用性，代表在硬體有所損壞時，整個系統仍必須可以正常運作，這可以藉由增加硬體個數來完成。 多餘磁碟陣列RAID(Redundant Array of Independent Disks)將多個小磁碟組成磁碟陣列，當作一個虛擬的超大磁碟。它有兩個取向 加速：由於讀取或寫入資料是對虛擬的大磁碟機運作，而若將資料切割成許多區塊，並同時以平行方式對多顆小硬碟進行存取動作，則速度自然提升。 提高可用性：增加整個系統的容錯功能，由於實際眾多小磁碟要同時壞掉的機率很低，只要在某些損壞時，能夠恢復錯誤即可。這當然必須付出一些代價來做即時備份，其中有鏡射(Mirroring)及編碼計算兩大方式。

35 硬碟的管理 在虛擬大磁碟與實際小磁碟間，需要有一套機制來做對應 在硬體上，通常會以RAID控制卡來擔任RAID控制器
提供SATA主機板上也提供了RAID控制器功能。 處理機制有很多種，較有名的有RAID0,RAID1,RAID3,RAID5,RAID10。 RAID 0無法增加系統的可用性，只會增快資料的存取速度。 RAID0示意圖

36 硬碟的管理 RAID 1 採用鏡射(mirroring)原理，也就是每一個磁碟都有相對應的一個即時備份用的硬碟（如下圖示意）

37 硬碟的管理 RAID10 RAID10 =RAID1+RAID0 它採用了磁碟鏡射並將資料交錯存放，此類架構至少需要四顆實體磁碟。

38 硬碟的管理 RAID 3 RAID 3的將其中一個磁碟當做為同位檢查磁碟（存放著另外三個磁碟同一位址的同位資訊），不論是哪一個硬碟發生錯誤，都可以利用檢查同位(parity)的方式，復原錯誤。 RAID3 示意圖

39 硬碟的管理 RAID 5 RAID5與RAID 3類似，不過RAID5採用的是輪轉同位型陣列(Rotating Parity Array)，也就是將同位元資料平均分布於每個實體硬碟中，而非單一硬碟。 RAID5 示意圖

40 硬碟的管理 Level 額外花費之磁碟數量 容錯能力 存取資料速度 RAID 0 比未使用磁碟陣列更差 佳 RAID 1 N
比未使用磁碟陣列更差 佳 RAID 1 N 8比RAID 2, 3, 4 , 5佳 比RAID 6差 讀取時較佳， 寫入時與未使用磁碟陣列差不多 RAID 10 比未使用磁碟陣列更好 最佳 RAID 3 1 RAID 4 讀取時佳，寫入時比未使用磁碟陣列更差 RAID 5 讀取時較佳，寫入時比未使用磁碟陣列更差 RAID 6 2 讀取時佳，寫入時比RAID5差

41 軟式磁碟機（Floppy Disk） 軟式磁碟機（簡稱軟碟）採用分離方式來存放資料，也就是包含軟碟機(floppy disk drive)和軟碟片(diskette) 其中軟碟片是可以抽換的儲存裝置 軟碟機是用來讀寫軟碟片資料的固定設備。 3.5吋軟碟機與1.44MB軟碟片

42 軟式磁碟機（Floppy Disk） 目前市場的主流是3.5吋的軟碟機，軟碟片的容量是1.44MB，適合存放需要隨身攜帶的少量資料，目前是個人電腦的基本配備之一。 軟碟片上方有一個防寫保護開關，若將之關閉，軟碟機就只能讀取而無法寫入資料到軟碟片中。 一般放驅動程式的軟碟片都會將此開關切換到關閉的狀態，避免使用者不小心將資料覆蓋。 軟碟片也需要格式化才能使用，不過市售的軟碟片大多已經格式化完畢可直接使用。 軟碟片及軟碟機的構造

43 軟式磁碟機（Floppy Disk） 目前流行的軟碟片大多為3.5吋/ 1.44MB的軟碟片。有些廠商則推出容量較高的可攜式儲存裝置，
ZIP、SuperDisk、HiFD 但需要使用特殊的軟碟機才能存取這些高容量磁片，所以並不普及。 ZIP HiFD SuperDisk

44 光碟儲存裝置（Optical Disk） 光碟是一種儲存裝置，使用的技術與磁碟完全不同，特性是可靠度高、體積小、容量大、使用壽命長、價格便宜。光碟可以分為光碟片與光碟機兩部分。 光碟片是在反射性物質上覆蓋一層保護膜，透過不同的反射面，將資料記錄在光碟上。在光碟片上有許多的凹槽與凸點，當讀取資料時，光碟片在光碟機內快速旋轉，由讀寫頭發射雷射光束照射光碟片，如果照到的是凹槽，雷射光束會被反射，代表著資料是"1"，如果照到凸點，雷射光束就會散開不會反射，代表著資料是"0"。光碟片分為 CD（含VCD）與DVD兩大類。 CD光碟片的容量為650MB~700MB之間，可用來存放資料或影片。 DVD是新型態的光碟規格，容量為4.7GB~17GB，可儲存大量資料或DVD影片。 光碟機也分為存取CD與存取DVD兩大類。 CD光碟機的讀寫單倍速基準為150KB/s。 DVD光碟機的讀寫單倍速基準為1350KB/s。

45 唯讀光碟(CD-ROM) 將光碟片放入CD-ROM之後，就可以讀取其中的資料（無法寫入資料）。
讀取光碟片的速度不斷提昇，從2倍速、4倍速、8倍速、10倍速，直到目前的50倍速以上。 「倍速的計算方式」 一切以單倍速光碟機為基準，也就是每秒150KB 一台40倍速的CD-ROM讀取光碟片的速度為150KB*40=6000KB=6MB。顯然它比起硬碟的速度仍相差許多 價格的優勢是光碟片生存下來的主因 一片容量700MB的光碟片，其成本僅僅約數元新台幣而已。 LG的52倍速CD-ROM IBM筆記型電腦搭配 的CD-ROM（USB介面）

46 CD-R/CD-RW 想要儲存資料在光碟片上面，必須透過CD-R、CD-RW等設備。 CD-R （CD-Recordable） 【燒錄】：
光碟機是比較廉價的光碟燒錄設備，使用的光碟片是CD-R光碟片（容量約為700MB上下），特性是同一位置只能夠寫入資料一次，並且資料無法刪除。 透過CD-R光碟機，使用者可以將硬碟的資料備份到CD-R光碟片中，也可複製光碟片。 由於未含資料的CD-R光碟片（俗稱空片）的售價僅僅約數元新台幣，使得光碟設備更被一般人所接受 功能更強大的CD-RW成為主流後，已經很少見到單純提供寫入功能的CD-R燒錄機。 【燒錄】： 在光碟片上儲存資料的動作稱之為『燒錄』，必須透過特殊軟體才能完成，例如Nero。 早期的作業系統並不直接提供此類軟體（例如Windows 2000），但由於CD-R/CD-RW的普及，未來新版的作業系統將提供直接燒錄的功能。 燒錄並不一定違法，由於光碟片仍有可能會損壞，因此當您為您的合法資料、正版軟體、正版唱片進行備份時，就屬於合法行為。 所謂製作、散播、販賣盜版光碟（俗稱大補帖、泡麵）的違法行為，是將未授權的光碟進行複製、散播或販賣時，才會構成犯罪要件。

47 CD-R/CD-RW CD-RW(CD-ReWritable) 可以寫入資料到光碟片，並且資料也可以被刪除，達到重複寫入的功能。
CD-RW已經取代了CD-R在市場上的地位，因為它也具有CD-R的燒錄功能，速度上則通常會標示出3種速度 讀取(CD-ROM功能)／寫(CD-R功能)／複寫(CD-RW功能) 3機一體的CD-RW （圖上之速度順序為CD-ROM/CD-RW/CD-R， 不論順序為何，速度最慢的即為CD-RW之速度）

48 CD-R/CD-RW CD-R光碟片 CD-RW光碟片價格尚高，大部分使用者仍選擇CD-R光碟片來備份資料
顏色的來源是反射光，反射光則是由有機染料的顏色與反射層所構成。 CD-R光碟片的品質分為許多等級，當然品質與價格必定成反比。 依照備份資料的重要性及時效性，使用不同等級的光碟片燒錄。 選購光碟時，如果能夠觀察CD-R光碟片的實體，建議購買染料均勻、無掉漆、無刮痕、無缺角且聞起來沒有油漆味的碟片。 如果無法觀察實體，則可以根據本身或 朋友的經驗，購買熟悉品牌的光碟片。 請勿輕易相信燒錄品質，所以千萬不要在燒錄 完成後，立即刪除原始檔案，以免資料流失。 最好能夠多加測試燒錄之效果， 等確定資料已完整安全位於光碟 中，再行刪除原始檔案。

49 數位影音光碟DVD 數位影音光碟(Digital Video Disk；簡稱DVD)是一種新型態的光碟規格
容量比VCD大更多，並且可以儲存高音質、高畫質的影片，也可以做為高容量的資料儲存裝置。 電影業界對DVD的要求 電腦業界對DVD的要求 每面容量可容納一部電影 (約133分鐘) 撥放品質比LD還要好 支援5.1聲道環繞音效 每片可容納3~5個音軌(可作為多國語言選擇) 每片可容納4~6個字幕(可作為多國字幕選擇) 支援4:3及16:9的畫面長寬比 可做音樂CD的撥放(即DVD Audio) 具分級保護功能 具防拷功能 與CD向下相容 TV／PC可共用 不需要片匣即可撥放 具有可讀可寫功能 具高容量擴充性 具高性能的讀寫效率 統一的數據格式 具有高可靠度的讀寫裝置 低價位 電影、電腦業界對DVD的不同要求

50 項目 DVD統一規格 VCD 碟片直經 120mm 碟片中央孔徑 15mm 單層碟片厚度 0.6mm 1.2mm 燒錄區最大直徑 116mm 軌距 0.74um 1.6um 線速度 約 4m/s 1.3ms 單面總儲存容量 單層4.7GB,雙層8.5GB 680MB 多錄寫方式 雙面雙層 單面單層 碟片材質 Polycarbonate 錄寫編碼方式 8-16調變 efm 視訊壓縮格式 MPEG2 MPEG1 音效壓縮格式 AC-3,LPCM及DTS 光源波長 650nm 780nm 音軌數量 8 2 字幕軌數 32 === 撥放時間 133min 74min 規格 架構 儲存容量 主流規格 DVD-5 單面單層 4.7GB DVD-9 單面雙層 8.5GB DVD-10 雙面單層 9.4GB DVD-18 雙面雙層 17GB 其他規格 DVD-1 1.4GB DVD-2 2.7GB DVD-3 2.9GB DVD-4 5.3GB DVD容量整理 DVD規格與VCD規格比較

51 DVD相關設備 DVD的讀寫設備也分成很多種，其中又可以分為DVD-ROM讀取裝置與其他各類DVD讀寫裝置：
若要讀取DVD光碟片，最便宜的做法就是安裝DVD-ROM光碟機，DVD-ROM光碟機除了可以讀取DVD光碟片 也可以讀取CD-R、VCD、CD-RW等光碟片 缺點是不具有寫入DVD光碟片功能。 DVD-ROM的基準速度（單倍速）為1350KB 多機一體combo機 DVD-ROM光碟機 讀取CD-R光碟片 寫入CD-R/RW光碟片 各種讀取寫入數據標示於產品上，例如：48X/24X/48X/16X分別代表CD Write/CD ReWrite/CD Read/DVD Read的速度。 DVD-ROM已取代CD-ROM光碟機成為新一代的光碟讀取設備。

52 DVD相關設備 IBM筆記型電腦搭配的DVD-ROM光碟機 DVD-ROM光碟機
Combo機同時具有CD Write/CD ReWrite/CD Read/DVD Read能力

53 DVD相關設備 寫入裝置：DVD-RAM/ DVD±R / DVD±RW燒錄機
DVD的寫入裝置複雜許多，目前一共有DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R與DVD+RW等五種 其中，DVD-R與DVD+R都是『多讀單寫』裝置 DVD-RAM、DVD-RW與DVD+RW則是『多讀多寫』裝置。 若由資料儲存格式來區分，上述的五種裝置則又可以分為DVD-RAM燒錄機、DVD-R/RW燒錄機、DVD+R/RW燒錄機等三類 有些產品也標榜多功能燒錄，可以進行多種DVD光碟的燒錄。表4-8是五種裝置的技術整理。 目前的DVD-ROM光碟機大多可以讀取這五個種類的DVD光碟資料。

54 裝置 DVD-RAM DVD-R/RW DVD+R/RW DVD-R DVD-RW DVD+R DVD+RW 讀寫次數 多讀多寫 多讀單寫 資料儲存 與硬碟相同的定址存取模式，採用Z-CLV區域固定線性速度讀取方式，將光碟片以螺旋型排列，分割為許多區域，每個區域有數個磁區，每個磁區有專屬的物理定址。 燒錄的原理與CD-R / RW類似，採用固定線性速度CLV的燒錄方式。 與硬碟相同的定址存取模式，將光碟片以螺旋型排列，分割為許多區域，每個區域有數個磁區，每個磁區有專屬的物理定址。 使用CLV與VBR兩種寫入技術。CLV為等角速的燒錄方式，在寫入過程中，須維持固定速度的資料寫入，如果在寫入過程發生意外，需暫停再開始，而導致所燒出來的片子可能無法被DVD-ROM（使用CAV）讀取，稱為「連結遺失」。VBR為變動式的燒錄速度（VBR），不會產生任何連結遺失的情況。 主要廠商 松下、東芝、日立 Pioneer、夏普 新力、飛利普、惠普 光碟片 DVD-RAM光碟片能重複寫入10萬次。燒錄方便，使用檔案總管拖曳檔案即可輕鬆燒錄。 DVD-R光碟片能寫入一次。 DVD-RW光碟片能重複讀寫1000次。 DVD+R光碟片能寫入一次。 DVD+RW光碟片能重複讀寫1000次。 光碟片容量 請參閱表4-11

55 DVD相關設備 版本 制定年份 直徑 容量 面／層 DVD-RAM 1.0 1997 12 2.58GB 單面單層 5.16 GB 雙面單層
1999 4.7 GB 9.4 GB DVD-RAM 2.1 2000 8 1.46GB 2.9GB DVD-RW 0.9 3.95GB 7.9 GB DVD-RW 1.0 1.23GB 2.46 GB DVD-RW 1.9 1998 4.7GB DVD-RW 2.0 DVD+RW 非DVD Forum 4.7 G 9.4 G

56 DVD相關設備 多功能DVD燒錄機：DVD-Dual / DVD Super-Multi 單層雙面
早期的DVD燒錄器不僅分成DVD-RAM/ DVD-R/RW/DVD+R/RW三大類，同時也僅提供DVD-5格式（也就是4.7GB）的燒錄。後來又推出DL(Double Layer)單面雙層的燒錄機，可以燒錄DVD-9格式，使燒錄容量達8.5G。 多功能DVD燒錄機：DVD-Dual / DVD Super-Multi 單面雙層的燒錄機問世之後，多功能的DVD燒錄器開始有了正式名稱，以便與單面單層燒錄機作區隔。 常見的多功能的DVD燒錄器包含DVD-Dual 與 DVD Super-Multi兩大類，其功能如下所述： DVD-Dual： 支援燒錄DVD+R/RW ,DVD-R/RW以及單面雙層燒錄，當然也可以燒錄CD-R/RW。 DVD Super-Multi： 除了可以燒錄DVD-Dual支援的規格之外，還可以燒錄DVD-RAM。

57 DVD相關設備 DVD-Dual燒錄機（SONY DRU-530A） 各種DVD光碟片
外接式DVD Super-Multi燒錄機（LG GSA-E10N）

58 影音光碟格式 CD與DVD光碟片除了可以存放資料以外，還可以存放各種格式影片。
CD光碟片可以存放VCD格式的影片 DVD光碟片可以存放DVD格式的影片（當然也可以存放VCD格式影片）。 影音光碟(Video CD；簡稱VCD)是專門用來儲存聲音、影像的數位媒體。 VCD採用MPEG-1格式壓縮資料 外觀上和CD-R、CD唱片完全相同 可以儲存長達74分鐘的影音資料 目前VCD已經取代大多數錄影帶的電影市場 使用CD-R空片就可以燒錄VCD。 VCD取代了傳統錄影帶

59 影音光碟格式 DVD影片的特點 DVD (Digital Video Disk；數位影音光碟)比VCD更先進，也是一種影片的規格，依照八大電影業者的要求，DVD影片具有下列特點： (1)高容量 (2)高畫質 (3)杜比數位音效 (4)多重語言 (5)多國語系字幕 (6)兩種螢幕比例 (7)具設定編輯功能 (8)分級與鎖碼 (9)防盜版 為避免跨國拷貝，採用了區碼控制技術（RPC，Regional Playback Control），將全世界分割為7個區域，每個區域的DVD播放設備只能播放該區域專屬區號（Region Code）的影片

60 影音光碟格式 防盜版目前已經被破解，因此盜版DVD光碟及全區DVD光碟機非常多。
區域(Region) 國家或地區 第一區（Region 1） 美國、加拿大。 第二區（Region 2） 日本、西歐、北歐、南非、中東（含埃及）。 第三區（Region 3） 南韓、東南亞國家（台灣、香港、泰國、印尼等）。 第四區（Region 4） 中美洲、南美洲、澳洲及紐西蘭（含南太平洋島嶼）。 第五區（Region 5） 俄羅斯及蒙古、北韓及西北亞、印度、中亞、東歐、北非。 第六區（Region 6） 中國大陸。 第七區（Region 7） 保留 第八區（Region 8） 特別區域（如飛機上） 防盜版目前已經被破解，因此盜版DVD光碟及全區DVD光碟機非常多。 目前八大電影公司又新增了增強區碼控制技術，讓全區DVD光碟機無法播映採用RCE的DVD影片。 RPC也推出了新版RPC-2，它是針對DVD-ROM而設計，使用者可以在電腦上做五次的區碼變更，然後就必須將DVD-ROM送回原廠做重置手續。

61 影音光碟格式 DVD提供了更棒的聲光效果 DVD可選擇操作介面的語言

62 影音光碟格式 DVD可選擇發音的語言及字幕的語言 DVD可播放不同語言的字幕

63 影音光碟格式 其它DVD裝置（DVD-Video／DVD-Audio）
可讀取DVD電影，由於最近電影廠商不斷推出DVD電影，因此DVD-Video也開始流行。 VCD光碟設備勢必被DVD-Video淘汰，目前DVD-Video價格已經降至兩千元左右，甚至只要加入錄影帶店的會員，就可以獲得免費的DVD-Video光碟機。 DVD-Audio： 傳統的CD唱片只要使用CD就可以收聽，而使用DVD錄製的音樂，則必須使用DVD-Audio才能收聽，由於目前較少製作高品質杜比音效的音樂，因此DVD-Audio還不如DVD-Video來得流行。

64 高容量光碟－『藍光碟』 光碟容量的需求逐年提升，因此開發容量高於傳統DVD的光碟技術。
後來則開始發展以藍光雷射作為光源讀取的技術，使得容量（密度）能夠提升。 採用藍光雷射為光源的著名規格有HD-DVD與藍光碟（Blu-ray Disc）兩類。 HD-DVD（High Definition DVD），使用405奈米波長的藍光雷射（傳統DVD則採用650奈米的紅光雷射），東芝為其主要的支援廠商，單面單層容量為15GB，單面雙層容量為30GB。 藍光碟（Blu-ray Disc；簡稱BD；或翻譯為藍光光碟），由SONY及松下電器自行組織為藍光碟聯盟（Blu-ray Disc Association）加以審查與推廣。並且SONY在其產品中，開始使用藍光碟，例如PS3遊樂器。 單層的藍光碟容量為25/27GB，雙層的藍光碟容量達46/54GB，另訂有容量為100GB(4層)及200GB(8層)的格式標準。 通常在與HD-DVD比較之下，一般都將HD-DVD視為30GB的儲存容量，而藍光碟則為50GB的儲存容量，這是以雙層容量作為比較的基準。 由於東芝宣告放棄HD-DVD的開發，因此這場光碟大戰由藍光碟勝岀。

65 高容量光碟－『藍光碟』 【註】 藍光碟是Blu-ray Disc而非Blue-ray Disc，原因是為了方便註冊商標。而不論是HD-DVD或藍光碟，都是採用藍光雷射作為光源，但HD-DVD應屬於DVD的延續版本，而藍光碟則與DVD無關。不過在商業領域推銷時，確實常出現以藍光碟DVD來形容藍光碟，事實上，藍光碟並非由DVD聯盟審定標準。 Acer首款搭配藍光碟機的筆記型電腦 （王建民代言） Sony首款藍光燒錄器「BWU-100A」

66 磁光碟(MO) 磁光碟MO是一種結合磁碟技術與光碟技術的過渡性產品，它必須使用MO磁光碟機及MO磁光碟片來儲存資料
MO磁光碟片的體積和3.5吋磁片差不多，但容量可高達230MB/640MB/1.3GB。 由於磁光碟片並不便宜，因此後來逐漸被CD-R/RW淘汰。 Fujitsu MO磁光碟機與MO磁光碟片

67 磁帶(Tape) 磁帶設備分為磁帶與磁帶機兩部份，必須採用循序存取方式進行資料的儲存與讀取。
磁帶是早期電腦的主要儲存設備，目前磁帶轉變為備份資料的設備，大多使用在工作站等級的電腦（但也漸漸退出市場）。 磁帶的運作原理是在一條寬度為0.5吋或0.25吋的塑膠帶上，塗上磁性物質來儲存資料。存取磁帶資料時，必須透過滾軸轉動，磁帶上的資料便會循序經過讀寫頭下方做存取的動作。 磁帶的容量單位為密度，諸如CPI(characters per inch)、BPI(bytes per inch)等等 CPI代表每吋磁帶可以存放多少個字元 BPI則代表每吋磁帶可以存放多少個位元。 將此數值乘上磁帶長度就可以得到磁帶的容量。常見的磁帶密度為800BPI、1600BPI、6250BPI等。

68 磁帶(Tape) 現在只要使用一個小小的磁帶就可以存放30GB的資料 早期使用磁帶存放資料很佔用空間

69 記憶卡儲存媒體 除了上述的光碟與磁碟等儲存設備外，目前還有許多新型態的記憶卡，如：快閃記憶體卡、IC卡等等
3C商品指的是電腦商品(Computer)、通訊商品(Communication) 及消費性電子商品(Consumer electronics)，也就是包含了所有與電有關的中小型產品。 快閃記憶體(Flash Memory)。 快閃記憶體常用於電腦、數位相機、PDA等裝置中，由於體積小且價格便宜，儼然成為新一代的隨身記憶體。 快閃記憶體不是磁性或光學記憶體，而是一種具有非揮發性記憶功能的IC晶片。

70 記憶卡儲存媒體 快閃記憶體的工作原理 傳統上，構成記憶體的半導體MOS元件的閘極（Gate）和通道的間隔為氧化層之絕緣（gate oxide），在沒有電源的狀況下，一般記憶體將喪失資料的保存。 而快閃記憶體在控制閘（Control gate）與通道間多了一層物質，稱之為浮閘（floating gate） 由於此浮閘，快閃記憶體不但可以完成讀、寫、抹除三種基本操作模式，就算未提供電源，也能透過浮閘，保存資料的完整性。 當浮閘被注入負電子時，位元資料將由"1"變成"0"； 當負電子從浮閘中移走後，位元資料將由"0"變成"1"，此過程稱之為『抹除』。 快閃記憶體就是透過負電子存放或移除於浮閘，使其具有重複讀寫的功能。

71 快閃記憶體卡 快閃記憶體的分類 快閃記憶體卡 快閃記憶體根據電晶體設計架構之不同，分為Cell Type、Operation Type兩種。
其中的Operation Type，又可依據功能分為儲存程式碼的Code Flash與儲存一般資料的Data Flash。 Code Flash主要以NOR做為組成元件，而Data Flash則以NAND做為組成元件。 Code Flash的常見應用如前面所介紹的Flash ROM、而Data Flash的常見應用則是各種規格的小型記憶卡。 快閃記憶體卡 當Data Flash晶片被包裝在一個具有連結外部的實體接腳時，我們將之稱為快閃記憶體卡(Flash Memory Card)。由於具備記憶功能，因此一般簡稱『記憶卡』(Memory Card)。

72 快閃記憶體卡 目前快閃記憶體卡的規格並不統一 常見的有CF卡、SM卡、MMC卡、MS卡、SD卡、xD卡等
存取快閃記憶體卡必須使用特定的讀卡機或透過各種轉接器與驅動介面間接讀取。 目前市面上有些多合一的讀卡機能夠讀取多種快閃記憶體卡 未來希望能夠藉由出新一代的PCMCIA架構加以整合 由PCMCIA內建所有種類的記憶卡裝置，然後透過不同的PCMCIA轉接器，統一由PCMCIA介面讀取資料。 六合一讀卡機

73 快閃記憶體卡 小型快閃記憶卡攜帶方便 超小型的xD-Picture Card miniSD Card

74 快閃記憶體卡 PCMCIA Card（簡稱PC Card） 一種支援熱插拔和即插即用的小型卡片與介面
目前主要應用於筆記型電腦的周邊設備，並分為Type I、Type II、Type III三種不同的規格 可應用於RAM、ROM、Flash Card、modem/faxmodem，LAN卡及迷你硬碟。 PCMCIA介面的無線網路卡 CF卡可以插入PCMCIA Adapter然後再插入筆記型電腦的PCMCIA插槽

75 IC卡與智慧卡(IC Card/Smart Card)
IC Card是在塑膠卡片內嵌入IC晶片，利用無線感應或外接的金屬接點，與IC卡讀寫機取得聯繫，是一種具備記憶資料及運算資料的IC卡片。 若將IC卡詳細的區分，則可以分為四種：儲存卡、加密儲存卡、CPU卡、射頻卡。其各有特色。而實際產品則可能結合其中數種類型。 IC卡依照與讀寫機接觸方式可分為兩種：插入式與感應式。 插入式IC卡必須將IC卡與讀寫機進行實際的接觸，才能夠讀寫資料， 感應式IC卡（具備射頻卡功能）只需要將IC卡接近讀寫機（大約30公分內），就可以透過感應或射頻(RF)進行讀寫動作。 IC卡依照功能分為兩種：IC記憶卡與IC智慧卡 其中IC記憶卡（具備儲存卡或加密儲存卡功能）只能夠儲存資料 IC智慧卡（具備CPU卡功能）除了能夠記憶資料外，還具有小型CPU，可進行簡單的微處理運算。 市面上出現的IC卡種類眾多，如IC公共電話卡屬於IC記憶卡，而IC提款卡、健保IC卡、手機SIM卡、捷運悠遊卡則屬於IC智慧卡。

76 IC卡與智慧卡(IC Card/Smart Card)
IC智慧卡內部不必使用太高檔的CPU，通常實際採用的是微控制器(Microcontroller；又稱為單晶片) 的核心，例如ARM 由於IC智慧卡具有運算及執行程式的能力，因此可以進行資料的加密與解密，對於卡片進行深一層的保護。 未來IC智慧卡將取代現有的各種卡片、證件，例如身分證、學生證、駕照、提款卡、信用卡、現金卡等等都將改為IC智慧卡。 捷運悠遊卡（感應式IC智慧卡）