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簡介

發(fā)展歷史

U盤組成

存儲原理

簡介

U盤，全稱USB閃存驅(qū)動器，英文名“ USB flash disk”。它是一種使用USB接口的無須物理驅(qū)動器的微型高容量移動存儲產(chǎn)品，通過USB接口與電腦連接實(shí)現(xiàn)即插即用。U盤的稱呼最早來源于朗科科技生產(chǎn)的一種新型存儲設(shè)備，名曰“優(yōu)盤”，使用USB接口進(jìn)行連接。U盤連接到電腦的USB接口后，U盤的資料可與電腦交換。而之后生產(chǎn)的類似技術(shù)的設(shè)備由于朗科已進(jìn)行注冊，而不能再稱之為“優(yōu)盤”，而改稱諧音的“U盤”。后來，U盤這個(gè)稱呼因其簡單易記而廣為人知，是移動存儲設(shè)備之一 [2] 。

相較于其他可攜式存儲設(shè)備，閃存U盤有許多優(yōu)點(diǎn)：占空間小，通常操作速度較快（USB1.1、2.0、3.0標(biāo)準(zhǔn)），能存儲較多數(shù)據(jù)，并且性能較可靠（由于沒有機(jī)械設(shè)備），在讀寫時(shí)斷開而不會損壞硬件，只會丟失數(shù)據(jù)。這類的磁盤使用USB大量存儲設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，操作系統(tǒng)如 Linux、 Mac OS X、Unix與 Windows中皆有內(nèi)置支持 [2] 。

U盤通常使用ABS塑料或金屬外殼，內(nèi)部含有一張小的印刷電路板，讓閃存盤尺寸小到像鑰匙圈飾物一樣能夠放到口袋中，或是串在頸繩上。只有USB連接頭突出于保護(hù)殼外，且通常被一個(gè)小蓋子蓋住。大多數(shù)的U盤使用標(biāo)準(zhǔn)的Type-A USB接頭，這使得它們可以直接插入個(gè)人電腦上的USB端口中 [2] 。

要訪問U盤的數(shù)據(jù)，就必須把U盤連接到電腦；無論是直接連接到電腦內(nèi)置的USB控制器或是一個(gè)USB集線器都可以。只有當(dāng)被插入U(xiǎn)SB端口時(shí)，閃存盤才會啟動，而所需的電力也由USB連接供給 [2] 。

發(fā)展歷史

自1998~2000年，有很多公司聲稱自己第一個(gè)發(fā)明了USB閃存盤。包括中國朗科科技、以色列M-Systems和新加坡Trek公司。但是真正獲得U盤基礎(chǔ)性發(fā)明的卻是中國朗科公司。2002年7月，朗科公司“用于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的快閃電子式外存儲方法及其裝置”獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局正式授權(quán)，中國計(jì)算機(jī)存儲領(lǐng)域20年來發(fā)明的不是空白了。

現(xiàn)在的U盤都支持USB2.0標(biāo)準(zhǔn)，然而因?yàn)镹AND閃存技術(shù)上的限制，它們的讀寫速度還無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)所支持的最高傳輸速度480Mb/s。最快的閃存盤已使用了雙通道的控制器，但是比起硬盤，或是USB2.0能提供的最大傳輸速率來說，仍然差上一截。最高的傳輸速率大約為20~40 MB/s，而一般的文件傳輸速度大約為10 MB/s [3] 。

U盤組成

U盤的組成很簡單，主要由外殼+機(jī)芯組成，其中 [4] ：

1、機(jī)芯：機(jī)芯包括一塊PCB+USB主控芯片+晶振+貼片電阻、電容+USB接口+貼片LED（不是所有的U盤都有）+FLASH（閃存）芯片。

U盤機(jī)芯

2、外殼：按材料分類，有ABS塑料、竹木、金屬、皮套、硅膠、PVC軟件等；按風(fēng)格分類，有卡片、筆型、迷你、卡通、商務(wù)、仿真等；按功能分類，有加密、殺毒、防水、智能等 [4] 。

存儲原理

計(jì)算機(jī)把二進(jìn)制數(shù)字信號轉(zhuǎn)為復(fù)合二進(jìn)制數(shù)字信號（加入分配、核對、堆棧等指令），讀寫到USB芯片適配接口，通過芯片處理信號分配給EEPROM存儲芯片的相應(yīng)地址存儲二進(jìn)制數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲。EEPROM數(shù)據(jù)存儲器，其控制原理是電壓控制柵晶體管的電壓高低值，柵晶體管的結(jié)電容可長時(shí)間保存電壓值，斷電后能保存數(shù)據(jù)的原因主要就是在原有的晶體管上加入了浮動?xùn)藕瓦x擇柵。在源極和漏極之間電流單向傳導(dǎo)的半導(dǎo)體上形成貯存電子的浮動?xùn)?。浮動?xùn)虐粚庸柩趸そ^緣體。它的上面是在源極和漏極之間控制傳輸電流的選擇/控制柵。數(shù)據(jù)是0或1取決于在硅底板上形成的浮動?xùn)胖惺欠裼须娮?。有電子?，無電子為1 [5] 。

閃存就如同其名字一樣，寫入前刪除數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化。具體說就是從所有浮動?xùn)胖袑?dǎo)出電子。即將有所數(shù)據(jù)歸“1”。寫入時(shí)只有數(shù)據(jù)為0時(shí)才進(jìn)行寫入，數(shù)據(jù)為1時(shí)則什么也不做。寫入0時(shí)，向柵電極和漏極施加高電壓，增加在源極和漏極之間傳導(dǎo)的電子能量。這樣一來，電子就會突破氧化膜絕緣體，進(jìn)入浮動?xùn)?。讀取數(shù)據(jù)時(shí)，向柵電極施加一定的電壓，電流大為1，電流小則定為0。浮動?xùn)艣]有電子的狀態(tài)（數(shù)據(jù)為1）下，在柵電極施加電壓的狀態(tài)時(shí)向漏極施加電壓，源極和漏極之間由于大量電子的移動，就會產(chǎn)生電流。而在浮動?xùn)庞须娮拥臓顟B(tài)（數(shù)據(jù)為0）下，溝道中傳導(dǎo)的電子就會減少。因?yàn)槭┘釉跂烹姌O的電壓被浮動?xùn)烹娮游蘸螅茈y對溝道產(chǎn)生影響 [5] 。

功能分類

U盤主要目的是用來存儲數(shù)據(jù)資料的，經(jīng)過愛好者及商家們的努力，把U盤開發(fā)出了更多的功能：加密u盤、啟動U盤、殺毒u盤、測溫u盤以及音樂u盤等 [4] 。

無驅(qū)型

無驅(qū)動型產(chǎn)品可在Windows 98/Me/2000/XP及支持USB Mass Storage協(xié)議的Linux、Mac OS等系統(tǒng)下正常使用，且僅在Windows 98系統(tǒng)下需要安裝驅(qū)動程序，在Windows Me以上的操作系統(tǒng)中均不需要安裝驅(qū)動程序即可被系統(tǒng)正確識別并使用，真正體現(xiàn)了USB設(shè)備“即插即用”的方便之處。市場上大多數(shù)U盤都是無驅(qū)動型，用戶有很大的選擇余地，愛國者、聯(lián)想、金邦、朗科等公司的U盤都是不錯(cuò)的選擇 [6] 。

加密型

加密型U盤除了可以對存儲的內(nèi)容進(jìn)行加密之外，也可以當(dāng)作普通U盤使用。大體有兩種類型：一種是硬件加密，如指紋識別加密U盤，這種U盤價(jià)格較高，針對特殊部門的用戶，一般來說，采用硬件加密方式的安全性更好；另一種是軟件加密，軟件加密可以在U盤中專門劃分一個(gè)隱藏分區(qū)（加密分區(qū)）來存放要加密的文件，也可以不劃分區(qū)只對單個(gè)文件加密，沒有密碼就不能打開加密分區(qū)或加密的單個(gè)文件，從而起到保密的作用 [6] 。

啟動型

啟動型U盤的出現(xiàn)更使人們對這種便攜產(chǎn)品刮目相看。顧名思義，啟動型U盤加入了引導(dǎo)系統(tǒng)的功能，彌補(bǔ)了加密型及無驅(qū)型U盤不可啟動系統(tǒng)的缺陷。正是這種產(chǎn)品的出現(xiàn)，加速了軟驅(qū)被淘汰的進(jìn)程。要進(jìn)行系統(tǒng)引導(dǎo)，U盤必須模擬一種USB外設(shè)來實(shí)現(xiàn)。如市場上的可啟動型U盤主要是靠模擬USB_HDD方式來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)引導(dǎo)的。通過模擬USB_HDD方式引導(dǎo)系統(tǒng)有一個(gè)好處：在系統(tǒng)啟動之后，U盤就被認(rèn)作一個(gè)硬盤，用戶可以最大限度地使用U盤的空間。這也將U盤大容量的特點(diǎn)體現(xiàn)得十分充分。這種具備多重啟動功能的U盤除了可用于臺式機(jī)之外，也可以廣泛地應(yīng)用在具備外置USB軟驅(qū)的筆記本電腦上，有了這種U盤，筆記本也就可以淘汰掉軟驅(qū)甚至光驅(qū)了 [6] 。

市場上有啟動型U盤供選購，但比普通的無驅(qū)型U盤要貴，用戶其實(shí)可以將普通的無驅(qū)型U盤制作成啟動型U盤，一般有兩種方法 [6] ：

1、從網(wǎng)上免費(fèi)下載USboot制作工具，幾分鐘即可制作成功，只是啟動后是純DOS界面 [6] 。

各式各樣的U盤

各式各樣的U盤（9張）

2、從網(wǎng)上免費(fèi)下載UltraISO制作工具和WinPE.iso文件，將u盤制作成WinPE（一個(gè)精簡過的Windows XP操作系統(tǒng)）啟動盤，制作時(shí)間稍長點(diǎn)，啟動后是Windows圖形界面 [6] 。

優(yōu)點(diǎn)

1、優(yōu)盤的使用非常簡單方便

U盤接口有多種，嚴(yán)格地說只有USB接口的閃存盤才能叫U盤。這表示大多數(shù)現(xiàn)代的操作系統(tǒng)都可以在不需要另外安裝驅(qū)動程序的情況下讀取及寫入閃存盤 [7] 。

U盤在操作系統(tǒng)里面顯示成區(qū)塊式的邏輯單元，隱藏內(nèi)部閃存所需的復(fù)雜細(xì)節(jié)。操作系統(tǒng)可以使用任何文件系統(tǒng)或是區(qū)塊尋址的方式。也可以制作啟動U盤來引導(dǎo)計(jì)算機(jī)。現(xiàn)在的操作系統(tǒng)如Linux、MacOSX、Unix與Windows2000、XP、win7中皆有內(nèi)置支持 [7] 。

使用時(shí)，不需要驅(qū)動器，無外接電源，即插即用，帶電插拔。通過USB接口連到電腦的主機(jī)后，可像對普通硬盤一樣對其進(jìn)行格式化、拷貝、刪除等操作。U盤的資料可轉(zhuǎn)移到電腦上，電腦上的數(shù)據(jù)也可以很方便地轉(zhuǎn)移到U盤上。可隨時(shí)取下或接上。實(shí)現(xiàn)了便攜式移動存儲。存取速度快（約為軟盤速度的15倍）。

2、U盤最大的特點(diǎn)就是小巧便于攜帶

一般的U盤容量有1G、2G、4G、8G、16G等，和軟盤、CD-RW、Zip盤等傳統(tǒng)存儲設(shè)備相比，“優(yōu)盤”具有非常明顯的優(yōu)異性。主要表現(xiàn)在：體積非常?。▋H大拇指般大?。?，重量僅約20克；容量大（8MB~256MB，甚至可達(dá)2GB）；可用于存儲照片、資料、影像，面積只有1厘米見方，攜帶方便，適合于無線計(jì)算領(lǐng)域及移動辦公，大大提高了效率，使人類生活更便捷 [7] 。

3、U盤安全性好

它幾乎不會讓水或灰塵滲入，也不會被刮傷，而這些在舊式的攜帶式存儲設(shè)備（例如光盤、軟盤片）等是嚴(yán)重的問題。而閃存盤所使用的固態(tài)存儲設(shè)計(jì)讓它們能夠抵抗無意間的外力撞擊。這些優(yōu)點(diǎn)使得閃存盤非常適合用來從某地把個(gè)人數(shù)據(jù)或是工作文件攜帶到另一地，例如從家中到學(xué)校或是辦公室，或是一般來說需要攜帶到并訪問個(gè)人數(shù)據(jù)的各種地點(diǎn)。

4、存儲容量大

閃存盤雖然小，但相對來說卻有很大的存儲容量。U盤大多能夠存儲比一片CD （700MB）還多的數(shù)據(jù)，高級的可以存儲比一片雙面雙層DVD（17GB）還多的數(shù)據(jù) [7] 。

使用方法

U盤有USB接口，是USB設(shè)備。如果操作系統(tǒng)是WindowsXP/Vista/Win7/Linux/PrayayaQ3或是蘋果系統(tǒng)的話，將U盤直接插到機(jī)箱前面板或后面的USB接口上，系統(tǒng)就會自動識別。如果系統(tǒng)是Windows 98的話，需要安裝U盤驅(qū)動程序才能使用。驅(qū)動可以從附帶的光盤中或者到生產(chǎn)商的網(wǎng)站上找到 [8] 。

在一臺電腦上第一次使用U盤（當(dāng)你把U盤插到USB接口時(shí)）系統(tǒng)會發(fā)出一聲提示音，然后報(bào)告“發(fā)現(xiàn)新硬件”。稍候，會提示：“新硬件已經(jīng)安裝并可以使用了”。（有時(shí)還可能需要重新啟動）這時(shí)打開“我的電腦”，可以看到多出來一個(gè)硬盤圖標(biāo)，名稱一般是U盤的品牌名，例如金士頓，名稱就為KINGSTON。經(jīng)過這一步后，以后再使用U盤的話，直接插上去，然后就可以打開“我的電腦”找到可移動磁盤，此時(shí)注意，在任務(wù)欄最右邊，會有一個(gè)小圖標(biāo)，樣子是一個(gè)灰色東西旁有一個(gè)綠色箭頭，就是安全刪除USB硬件設(shè)備的意思。（U盤是USB設(shè)備之一），接下來，你可以像平時(shí)操作文件一樣，在U盤上保存、刪除文件，或?qū)⑽募ㄟ^右鍵直接發(fā)送到U盤中 [8] 。

但是要注意，U盤使用完畢后要關(guān)閉所有關(guān)于U盤的窗口，拔下U盤前，要用左鍵雙擊右下角的安全刪除USB硬件設(shè)備圖標(biāo)，再選擇“停止”然后左鍵點(diǎn)擊“確定”。當(dāng)右下角出現(xiàn)提示：“USB設(shè)備現(xiàn)在可安全地從系統(tǒng)移除了”的提示后，才能將U盤從機(jī)箱上拔下，或者直接單擊圖標(biāo)，直接點(diǎn)擊“安全移除USB設(shè)備”,然后等出現(xiàn)提示后即可將U盤從機(jī)箱上拔下 [8] 。

注意事項(xiàng)

1、U盤一般有寫保護(hù)開關(guān)，但應(yīng)該在U盤插入計(jì)算機(jī)接口之前切換，不要在U盤工作狀態(tài)下進(jìn)行切換 [9] 。

2、U盤都有工作狀態(tài)指示燈，如果是一個(gè)指示燈，當(dāng)插入主機(jī)接口時(shí)，燈亮表示接通電源，當(dāng)燈閃爍時(shí)表示正在讀寫數(shù)據(jù)。如果是兩個(gè)指示燈，一般兩種顏色，一個(gè)在接通電源時(shí)亮，一個(gè)在U盤進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)時(shí)亮。嚴(yán)禁在讀寫狀態(tài)燈亮?xí)r拔下U盤。一定要等讀寫狀態(tài)指示燈停止閃爍或滅了之后才能拔下U盤 [9] 。

3、U盤的存儲原理和硬盤有很大出入，不要整理碎片，否則影響使用壽命 [9] 。

未來發(fā)展編輯播報(bào)

半導(dǎo)體廠商努力地將各種閃存盤的功能集成在單一芯片中，以降低閃存盤組件的成本，于是也降低了整體的成本 [10] 。

在增加容量的努力方面，已經(jīng)不再制造1GB與更小的閃存盤了。金士頓發(fā)表了一款512GB的USB3.0閃存盤，并且宣稱能夠保存數(shù)據(jù)10年 [10] 。

Lexar正在嘗試引入一種USB快閃存儲卡。它兼容于U盤，并且被希望能夠取代各種快閃存儲卡 [10] 。（已完成）

閃迪發(fā)表了能夠在閃存盤上控制使用有版權(quán)數(shù)據(jù)的新科技。這種科技主要的用戶是學(xué)生。這種科技稱為FlashCP

參考資料

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使用方法

注意事項(xiàng)

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