大学计算机组成原理 第7章 外围设备

计算机组成原理第7章外围设备课程教学要求本章内容：

7.1外围设备概述

7.2

硬磁盘存储设备7.5光盘和磁光盘存储设备本章小结7.1外围设备概述7.1.1外围设备的一般功能7.1.2外围设备的分类外围设备7.1.1外围设备的一般功能

外围设备的定义：

外围设备涉及到相当广泛的计算机部件。除了CPU和主存，计算机系统的每一部分都可作为一个外围设备来看待。外围设备的功能：在计算机和其他机器之间，以及计算机与用户之间提供或建立联系。外围设备的基本组成：

(1)存储介质，它具有保存信息的物理特征。

(2)驱动装置，它用于移动存储介质。

(3)控制电路，它向存储介质发送数据或从存储介质接受数。外围设备7.1.2外围设备的分类外围设备接口中央是CPU和主存，通过总线与第二层的适配器(接口)部件相连，第三层是各种外围设备控制器，最外层则是外围设备。五大类外围设备外围设备可分为:输入设备输出设备外存设备数据通信设备过程控制设备各类外设的工作模式、信息类型、处理速度和控制方式等都各自不同。7.2磁盘存储设备7.2.1磁记录原理7.2.2磁盘机的基本组成和分类7.2.3磁盘驱动器和控制器7.2.4磁盘上信息的分布7.2.5磁盘存储器的技术指标外围设备7.2.1磁记录原理与记录方式

磁表面存储：用磁性材料薄薄地涂在金属铝或塑料表面作载磁体来存储信息。e.g.磁盘/磁带。

磁表面存储器的优点：(1)存储容量大，位价格低；(2)记录介质可以重复使用；(3)记录信息可以长期保存而不丢失，甚至可以脱机存档(4)非破坏性读出，读出时不需要再生信息。

磁表面存储器的缺点：存取速度较慢，机械结构复杂，对工作环境要求较高。磁表面存储器由于存储容量大，位成本低，在计算机系统中作为辅助大容量存储器使用。外围设备1.磁性材料的物理特性当磁性材料被磁化后，会形成两个稳定的剩磁状态，就像触发器电路有两个稳定的状态一样。+Br(正剩磁状态的磁感应强度)表示代码“1”。加正向脉冲电流，使磁性材料正向磁化；-Br(负剩磁状态的磁感应强度)状态表示代码“0”。加负向脉冲电流，使磁性材料反向磁化。磁性材料上呈现剩磁状态的地方形成了一个磁化元或存储元，它是记录一个二进制信息位的最小单位。外围设备2.记录方式

形成不同写入电流波形的方式，称为记录方式。记录方式是一种编码方式，它按某种规律将一串二进制数字信息变换成磁层中相应的磁化元状态，用读写控制电路实现这种转换。在磁表面存储器中，由于写入电流的幅度、相位、频率变化不同，从而形成了不同的记录方式。

常用记录方式可分为不归零制(NRZ)，调相制(PM)，调频制(FM)几大类。外围设备各种记录方式中代码0或1的写入电流波形数据序列10001110NRZ0NRZ1PMFMMFM

不归零制(NRZ0)：

其特点是磁头线圈中始终有电流，不是正向电流(代表1)就是反向电流(代表0)，因此不归零制记录方式的抗干扰性能较好。

见“1”就翻不归零制(NRZ1)与NRZ0制的相同处：磁头线圈中始终有电流通过。不同处：记录“0”时电流方向不变，只有遇到1时才改变方向。

调相制(PM)：其特点是在一个位周期的中间位置，电流由负到正为1，由正到负为0，即利用电流相位的变化进行写“1”和“0”，所以通过磁头中的电流方向一定要改变一次，这种记录方式中“1”和“0”的读出信号相位不同，抗干扰能力较强。另外读出信号经分离电路可提取自同步定时脉冲，所以具有自同步能力。磁带存储器中一般采用这种记录方式。外围设备

调频制(FM)

其特点如下：(1)无论记录的代码是1或0，或者连续写“1”或写“0”，在相邻两个存储元交界处电流都要改变方向；(2)记录1时电流一定要在位周期中间改变方向，写“1”电流的频率是写“0”电流频率的2倍，故称为倍频法。这种记录方式的优点是记录密度高，具有自同步能力。FM可用于单密度磁盘存储器。

改进调频制(MFM)

与调频制的区别在于只有连续记录两个或两个以上“0”时，才在位周期的起始位置翻转一次，而不是在每个位周期的起始处都翻转，因而进一步提高了记录密度。MFM可用于双密度磁盘存储器。除了上述几种记录方式外，还有游程长度受限码RLLC、成组编码GCR等记录方式。外围设备评价一种记录方式优劣的标准：编码效率、自同步能力、检读分辨力、信息相关性、抗干扰能力、信道带宽、编码译码电路的复杂性等。

编码效率

是指位密度与最大磁化翻转密度之比，也就是指每次磁层状态翻转所存储的数据信息位的多少。

自同步能力是指从读出数据(脉冲序列)中自动提取同步信号(时间基准信号)的能力。自同步能力的大小可以用最小磁化翻转间隔与最大磁化翻转间隔的比值R来衡量。R越大，自同步能力越高。

检读分辨力是指磁记录系统对读出信号的分辨能力。

信息相关性

是指漏读或错读一位是否会传播误码，所以是衡量精度的指标。外围设备磁头磁盘用磁头形成和判别磁层中的不同磁化状态，产生或者感应变化的电磁场，把二进制信息写进盘状材料表面磁层中，或从磁层中读出。磁头实际上是由软磁材料做成铁芯，并绕有读写线圈的电磁铁。

磁头是实现电-磁转换的装置。磁头分为：接触式磁头、浮动式磁头。3.磁表面存储器的读写原理前间隙后间隙铁氧体线圈电流磁记录介质磁头结构和电磁转换示意图磁表面存储器存取信息的原理：通过电-磁变换，利用磁头写线圈中的脉冲电流，可把一位二进制代码转换成载磁体存储元的不同剩磁状态；通过磁-电变换，利用磁头读出线圈，可将由存储元的不同剩磁状态表示的二进制代码转换成电信号输出。外围设备7.4.2硬磁盘机的基本组成和分类硬磁盘机是指记录介质为硬质圆形盘片的磁表面存储器。

它主要由磁记录介质、磁盘控制器、磁盘驱动器三大部分组成。磁盘控制器包括控制逻辑与时序、数据并-串变换电路和串-并变换电路。磁盘驱动器包括写入电路与读出电路、读写转换开关、读写磁头与磁头定位伺服系统等。外围设备硬磁盘机分类：

按盘片结构分成可换盘片式与固定盘片式两种；磁头也分为可移动磁头和固定磁头两种。

(1)可移动磁头固定盘片的磁盘机：一片或一组盘片固定在主轴上，盘片不可更换。盘片每面只有一个磁头，存取数据时磁头沿盘面径向移动。

(2)固定磁头磁盘机：磁头位置固定，磁盘的每一个磁道对应一个磁头，盘片不可更换。优点是存取速度快，省去磁头找道时间，缺点是结构复杂。外围设备

(3)可移动磁头可换盘片的磁盘机：盘片可以更换，磁头可沿盘面径向移动。优点是盘片可以脱机保存，同种型号的盘片具有互换性。

(4)温彻斯特磁盘机。简称温盘，是一种采用先进技术研制的可移动磁头固定盘片的磁盘机。它是一种密封组合式的硬磁盘，即磁头、盘片、电机等驱动部件乃至读写电路等组装成一个不可随意拆卸的整体。工作时，高速旋转在盘面上形成的气垫将磁头平稳浮起。优点是防尘性能好，可靠性高，对使用环境要求不高。外围设备7.4.4磁盘上信息的分布盘片的上下两面都能记录信息，通常把磁盘片表面称为记录面。记录面上一系列同心圆称为磁道。每个盘片表面通常有几十到几百个磁道，柱面指的就是多个盘片上具有相同编号的磁道，它的数目和磁道是相同的。而每个磁道又分为若干个扇区，它是磁盘上的最小记录单位。外围设备硬盘的磁道、扇区、柱面柱面扇区磁道0磁道n磁道不记录信息

例如，对活动头磁盘组来说，磁盘地址是由记录面号(也称磁头号)+磁道号+扇区号

三部分组成。在磁道上，信息是按扇区存放的，每个扇区中存放一定数量的字或字节，并且，各个扇区存放的字或字节数是相同的。为进行读/写操作，要求定出磁道的起始位置，这个起始位置称为索引。索引标志在传感器检索下可产生脉冲信号，再通过磁盘控制器处理，便可定出磁道起始位置。外围设备

每个扇区记录定长的数据，每一个扇区记录一个记录块。数据在磁盘上的记录格式如下：外围设备

扇标脉冲标志一个扇区的开始。两个扇标脉冲之间即为一个扇区。每个记录块由头部空白段、序标段、数据段、校验字段及尾部空白段组成。空白段用来留出一定的时间作为磁盘控制器的读写准备时间;序标被用来作为磁盘控制器的同步定时信号。序标之后即为本扇区所记录的数据。数据之后是校验字，它用来校验磁盘读出的数据是否正确。7.4.5磁盘存储器的技术指标磁盘存储器的主要指标包括存储密度、存储容量、存取时间及数据传输率。存储密度：道密度、位密度和面密度。道密度:

沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数，单位为道/英寸。位密度:

磁道单位长度上能记录的二进制代码位数，单位为位/英寸。面密度:

位密度和道密度的乘积，单位为位/平方英寸。外围设备

存储容量：一个磁盘存储器所能存储的字节总数，称为磁盘存储器的存储容量。存储容量有格式化容量和非格式化容量之分。格式化容量:

指按照某种特定的记录格式所能存储信息的总量，也就是用户可以真正使用的容量。非格式化容量:

磁记录表面可以利用的磁化单元总数。将磁盘存储器用于某计算机系统中，必须首先进行格式化操作，然后才能供用户记录信息。格式化容量一般是非格式化容量的60%~70%。目前，3.5英寸的硬盘机容量可达几十GB。外围设备硬盘容量＝柱面数×扇区数×每扇区字节数×记录面数

平均存取时间：磁盘存取时间是指从发出读写命令后，磁头从某一起始位置移动至新的记录位置，到开始从盘片表面读出或写入信息所需要的时间。由两个数值所决定：定位时间或找道时间:将磁头定位至所要求的磁道上所需的时间；等待时间:找道完成后至磁道上需要访问的信息到达磁头下的时间。

平均存取时间=平均找道时间+平均等待时间外围设备外围设备

平均找道时间是最大找道时间与最小找道时间的平均值，目前平均找道时间为10—20ms。

平均等待时间和磁盘转速有关，它用磁盘旋转一周所需时间的一半来表示。目前固定头盘转速高达6000转/分，故平均等待时间为5ms。

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。传输率与存储设备和主机接口逻辑有关。从主机接口逻辑考虑，应有足够快的传送速度向设备接收/发送信息。

从存储设备考虑，假设磁盘旋转速度为每秒r转，每条磁道容量为N个字节，则数据传输率Dr=r×N(字节/秒)。目前磁盘存储器的数据传输率可达几十兆字节/秒。

【例4】磁盘组有6片磁盘，每片有两个记录面，最上最下两个面不用。存储区域内（直）径22cm，外（直）径33cm，道密度为40道/cm，内层位密度400位/cm，转速2400转/分。问：

(1)共有多少柱面?(2)盘组总存储容量是多少?(3)数据传输率多少?(4)采用定长数据块记录格式，直接寻址的最小单位是什么?寻址命令中如何表示磁盘地址?(5)如果某文件长度超过一个磁道的容量，应将它记录在同一个存储面上，还是记录在同一个柱面上?外围设备【解】：(1)有效存储区域=16.5-11=5.5(cm)因为道密度=40道/cm，所以40×5.5=220道，即：每个记录面上有220条磁道。

可知：磁盘组共有220个圆柱面。

(2)内层磁道周长为2πR=2×3.14×11=69.08(cm)每道信息量=400位/cm×69.08cm=27632位=3454B每面信息量=3454B×220=759880B盘组总容量=759880B×10=7598800B（约为7.5GB)

(3)磁盘数据传输率Dr=r×N,N为每条磁道容量，N=3454B,r为磁盘转速，已知：r=2400转/60秒=40转/秒

故：Dr=r×N=40×3454B=13816B/s外围设备

(4)采用定长数据块格式，直接寻址的最小单位是一个记录块(扇区)，每个记录块记录固定字节数目的信息，在定长记录数据块中，本例活动头磁盘组的编址方式可用如下格式：

可寻址：16个记录面，每面可含256个磁道，每道有16个扇区。

(5)如果某文件长度超过一个磁道的容量，应将它记录在同一个柱面上，因为这样就可以不需要重新找道，进而加快数据的读/写速度。外围设备151211430盘面（磁头）号柱面（磁道）号扇区号台号柱面(磁道)号盘面(磁头)号扇区号1716158743016台磁盘1台磁盘7.2显示设备7.2.1显示设备的分类与一般概念7.2.2字符/图形显示器7.2.3图象显示设备7.2.4IBMPC系列机的显示系统外围设备7.2.1显示设备的分类与有关概念

以可见光的形式传递和处理信息的设备叫显示设备。按显示设备所用的显示器件分类，有阴极射线管(CRT)显示器、液晶显示器(LCD)、等离子显示器等。按所显示的信息内容分类，有字符显示器、图形显示器、图像显示器三大类。

CRT显示设备的分类：以扫描方式分类，分成光栅扫描和随机扫描两种显示器；以分辨率来分，分成高分辨率显示器和低分辨率显示器；以显示的颜色分类，有单色(黑白)显示器和彩色显示器。以CRT荧光屏对角线的长度分类，有12英寸、14英寸、16英寸、19英寸等多种。外围设备

象素是指组成图像的最小单位，即显示器上的发光“点”。

灰度级：指黑白显示器中所显示的像素点的亮暗差别，在彩色显示器中则表现为颜色的不同。灰度级越多，图像层次越清楚逼真。灰度级取决于每个像素对应刷新存储器单元的位数和CRT本身的性能。字符显示器只用“0”“1”两级灰度表示字符的有无，只有两级灰度的显示器称为单色显示器。具有多种灰度级的黑白显示器为多灰度级黑白显示器。图像显示器的灰度级一般在256级以上。1.分辨率和灰度级

分辨率：是指显示器所能表示的像素个数。像素越密，分辨率越高，图像越清晰。分辨率取决于显象管荧光粉的粒度、荧光屏的尺寸和CRT电子束的聚焦能力。刷新存储器要有与显示像素数相对应的存储空间，用来存储每个像素的信息。外围设备

640×480的分辨率说明了，在水平方向上有640个象素，在垂直方向上有480个象素。

为了控制象素的亮度和彩色深度，每个象素需要很多个二进制位来表示，如果要显示256种颜色，则每个象素至少需要8位(一个字节)来表示，即2的8次方等于256；当显示真彩色时，每个象素要用3个字节（24位）的存储量。

每种显示器均有多种供选择的分辨率模式，能达到较高分辨率的显示器的性能较好。目前15寸的显示器最高分辨率一般可以达到1280×1024。

CRT发光是由电子束打在荧光粉上引起的。电子束扫过之后其发光亮度只能维持几十ms便消失。为了能看到稳定的图像显示，必须使电子束不断地重复扫描整个屏幕，这个过程叫做刷新。按人的视觉生理，刷新频率大于30次/秒时才不会感到闪烁。显示设备中通常选用电视中的标准，每秒刷新50帧图像。2.刷新和刷新存储器外围设备为了不断提供刷新图像的信号，必须把一帧图像信息存储在刷新存储器（也叫视频存储器）中。其存储容量由图像分辨率和灰度级决定。分辨率越高，灰度级越多，刷新存储器容量越大。刷新存储器的存取周期必须满足刷新频率的要求。容量和存取周期是刷新存储器的重要技术指标。

随机扫描：是控制电子束在CRT屏幕上随机地运动，从而产生图形和字符。电子束只在需要做图的地方扫描，而不必扫描全屏幕.

这种扫描方式画图速度快，图像清晰。高质量的图形显示器(如分辨率为4096×4096)采用随机扫描方式。由于这种扫描方式的偏转系统与电视标准不一致，驱动系统较复杂，价格较贵。3.随机扫描和光栅扫描外围设备

光栅扫描：电视采用的扫描方法。光栅扫描是从上至下顺序扫描，采用逐行扫描和隔行扫描两种方式。光栅扫描的缺点是冗余时间多，分辨率不如随机扫描方式，但由于电视技术业已成熟，计算机系统中除高质量图形显示器外，大部分字符、图形、图像显示器都采用光栅扫描方式.4.图形:

用计算机表示和生成的图，称作主观图像。在计算机中表示图形，只需存储绘图命令和坐标点，没有必要存储每个像素点。5.图像图像所处理的对象多半来自客观世界，即由摄像机摄取下来存入计算机的数字图像，这种图像称为客观图像。经计算机处理与显示的图像称为数字图像、它是将图片上连续的亮暗变化变换成离散的数字量，以点阵的形式显示出来。数字化以后逐点存储，图像处理需要占用非常庞大的主存空间。7.2.2字符/图形显示器

1.字符显示显示字符的方法以点阵为基础。点阵是由m×n个像素点组成的阵列，并以此来构造字符。

字符发生器ROM：点阵存入由ROM构成的字符发生器中。在CRT进行光栅扫描的过程中，从字符发生器中依次读出某个字符的点阵，按照点阵中0和1代码的不同控制扫描电子束的开或关，从而在屏幕上显示出字符。点阵的多少取决于显示字符的质量和字符窗口的大小。

字符发生器ROM中存储的是机器所有可显示字符的字形点阵信息（又称：字模码)。外围设备

视频缓存器VRAM：待显示字符的ASCⅡ代码被存放在视频缓存器VRAM中，以备刷新。若一帧屏幕共有2000个字符窗口（即：可显示2000个字符），则VRAM应有2000个单元存放被显示的字符信息。可见：视频缓存器VRAM中通常存储待显示字符的ASCⅡ码。外围设备字符显示的基本原理待显示的字符以ASCII编码形式存放在VRAM中；字符点阵码存放在字符发生器ROM中字符显示的基本原理：从VRAM读出待显示字符的ASCII码→寻址字符发生器ROM→逐行读出相应的字符点阵码→送移位寄存器→逐位移出点阵信号，显示。7.2.4IBMPC系列机的显示系统

1.显示标准随着IBMPC系列机的升级发展，PC机采用的显示标准经历了如下变化：MDA→CGA→EGA→VGA→SuperVGAMDA是PC机最早使用的显示标准。MDA是单色字符显示适配器，采用9×14点阵的字符窗口，满屏显示80列×25行字符，对应分辨率为720×350个像素。CGA是彩色图形/字符显示适配器，可以兼容字符和图形两种显示方式。在图形方式下，可以显示320×200像素四种颜色的彩色图形。

EGA显示标准兼容CGA和MDA各种显示方式，在图形方式下分辨率为640×350，16种颜色。VGA显示标准下，字符窗口为9×16点阵，图形方式下分辨率为640×480，16种颜色，或320×200，256种颜色。扫描频率(水平同步)是31.5kHz，刷新频率(垂直同步)是60Hz。VGA显示适配器还增添了一个新接口VFC，允许来自其他设备的图形，图像信号与适配器生成的图形信号合成。7.5软磁盘存储设备7.5.1软／硬磁盘存储器的异同7.5.2软磁盘片7.5.3软盘的记录格式7.5.4软磁盘驱动器和控制器外围设备7.5.1软磁盘存储器与硬磁盘存储器的异同软磁盘的盘片用类似于塑料薄膜唱片的柔性材料制成。软磁盘存储器由软盘驱动器、软盘控制器、软磁盘片三大部分组成。软磁盘存储器和硬磁盘存储器的存储原理和记录方式基本相同。但在结构和性能上存在一些差别：外围设备

(1)硬盘转速高，每分钟可达6000转，存取速度快；软盘转速低，每分钟只有300转，存取速度慢。

(2)硬盘有固定头、固定盘、盘组等结构；软盘都是活动头，是可换盘片结构。

(3)硬盘是浮动磁头读写，磁头不接触盘片；软盘磁头是接触式读写。

(4)硬盘系统及硬盘片价格都比较贵，大部分盘片不能互换；软盘造价低，盘片保管方便，使用灵活，且具有互换性。

(5)硬盘对环境要求苛刻，要有超净措施；软盘则对环境要求不太严格。外围设备按所用盘片尺寸不同，软磁盘机有5.25英寸、3.5英寸、2.5英寸等多种。从内部结构上来看，又可按使用的记录密度不同，分为双面双密度、双面高密度等多种。下表列出了软盘片规格参数。外围设备软盘片规格面数磁道/面扇区/道字节/扇容量/KB5.25英寸双面双密2（0，1）40（0--39）9（1--9）5123605.25英寸双面高密2（0，1）80（0--79）15（1--9）51212003.5英寸双面低密2（0，1）80（0--79）9（1--9）5127203.5英寸双面高密2（0，1）80（0--79）18（1--18）51214403.5英寸双面超高密2（0，1）80（0--79）36（1--36）51228807.5.2软磁盘片软磁盘片封装在相应尺寸见方的黑色塑料保护套内。套内有一层无纺布，用来防尘，消除静电，保护盘面不受碰撞。使用时软磁盘连同保护套一起插入软磁盘机中，由驱动机构带动软磁盘片匀速转动(保护套不动)，磁头通过槽孔和盘片上的记录区接触，读出或写入信息。为了正确存储信息，必须将盘片划分成磁道和扇区(区段)，它们称做磁盘地址。这些信息必须写到盘片上，还要加上同步标志、校验信息、间隔等。这些信息一起构成磁盘的软分段信息。外围设备所谓软分段，就是以索引孔做为定位基准，将扇区的划分由通过软件写入的标志来实现。索引孔用来检测盘片的转速和划分盘片的扇区区段。当盘片上的小孔转到与塑料封套上小孔的位置相对时，软盘机上的传感元件可测得一个脉冲信号，作为盘片旋转一周的开始标志，以此作为扇区划分的起点。盘片在出厂前都要进行预格式化，即完成软分段工作。用户再根据不同的机型和操作系统，用格式化程序重新格式化(或叫初始化)。外围设备注意，每条磁道上扇区数是相同的。但由于靠里面磁道的圆周长比外面磁道的圆周长小，但它们又要记录同样多的信息，所以里面磁道的位密度要比外面磁道的位密度高。每条磁道分成多少个扇区，取决于记录格式。其次，磁道的地址是从外向里编号，最外面是0道，最里面是n道。5.25英寸盘有40条磁道和80条磁道两种，3.5英寸盘只有80条磁道1种。外围设备一张双密度盘片相当于两张单密度盘片，单密度采用FM记录方式，双密度采用MFM记录方式。按记录面和密度的不同，8英寸软盘有四种形式：单面单密度(SS，SD)、双面单密度(DS，SD)、单面双密度(SS，DD)、双面双密度(DS，DD)，双密度软盘上都标有“2D”或“DD”标记。5.25英寸和3.5英寸软盘均是双面双密度和高密度(4倍密度，QD)。

软盘的磁头和盘面是接触式读写，寻址时不但有径向，而且有圆周方向的摩擦。一个盘片旋转10的6次方以上时应考虑报废，以免超过规定的误码率。外围设备7.5.3软盘的记录格式记录格式指的是磁盘表面上信息的存储格式。为了盘片的互换性和简化系统设计，采用统一的标准记录格式是必要的。ISO已确定将IBM记录格式作为国际标准。当驱动器传感器测得“索引”信号的前沿(表示磁道起点)，经过46个字节的间隙区(全0或全1)，1个字节的软索引标志(16进制FC)，再隔26字节的间隙，接下去就是26个扇区，最后还有247个字节的间隙，表示一条磁道的结束。外围设备软盘磁道记录格式外围设备每个扇区有188个字节，其中真正的数据只有128个字节。前13个字节是地址区：6个字节的同步信息(全0)、1个字节的地址标志(FE)、6个字节的扇区地址，（其中地址信息占4个字节，分别表示磁道号、磁头号、扇区号和记录长度；CRC检验码占2个字节，对整个地址区数据进行校验)。在扇区与扇区之间，扇区内部以及磁道的头尾都有间隙或同步区域，目的是补偿盘片转速误差、盘片和驱动器工艺误差以及写入信息的频率误差。外围设备

IBM3740格式适用于8英寸单面单密度软盘，软盘每道26个区段。对双面双密度软盘，均有相应的格式规定。5.25英寸和3.5英寸软盘的IBM格式与8英寸软盘基本相同，不同的是每条磁道的扇区数分成15，9，18，36四种，每个扇区的字节数为512个字节。外围设备7.6磁带存储设备7.6.1磁带机的分类和结构7.6.2磁带的记录格式外围设备7.7光盘存储设备7.7.1光盘的分类7.7.2CD-ROM光盘7.7.3CD-ROM驱动器及其接口外围设备7.7.1光盘的分类

光存储器简称光盘，是近年来颇受重视的一种外存设备，更是多媒体计算机不可缺少的设备。光盘采用聚焦激光束在盘式介质上非接触地记录高密度信息，以介质材料的光学性质(如反射率、偏振方向)的变化来表示所存储信息的“1”或“0”。光盘的优点：激光可聚焦到1μm以下，从而记录的面密度可达到645Mb/平方英寸，高于一般的磁盘记录水平。一张CD-ROM盘片的存储容重可达600MB，相当于400多张1.44MB的3.5英寸软盘片。光盘的缺点：存取时间长，数据传输率低。光盘的分类:按读写性质来分，光盘分为只读型、一次型、重写型三类★只读型光盘只读型光盘是厂商以高成本制作出母盘后大批重压制出来的光盘。这种模压式记录使光盘发生永久性物理变化，记录的信息只能读出，不能被修改。典型的产品有：LD俗称影碟，记录模拟视频和音频信息，可放演60分钟全带宽的PAL制电视。CD-DA数字唱盘，记录数字化音频信息，可存储74分钟数字立体声信息。VCD俗称小影碟，记录数字化视频和音频信息。可存储74分钟按MPEG-1标准压缩编码的动态图像信息。DVD数字视盘。单记录层容量为4.7GB，可存储135分钟按MPEG-2标准压缩编码的相当于高清晰度电视的视频图像信息和音频信息。CD-ROM主要用作计算机外存储器，记录数字数据，也可同时记录数字化视频和音频信息。★一次型光盘

用户可以在这种光盘上记录信息，但记录信息会使介质的物理特性发生永久性变化，因此只能写一次。写后的信息不能再改变，只能读。典型产品是CD-R光盘。用户可在专用的CD-R刻录机上向空白的CD-R盘写入数据，制作好的CD-R光盘可放在CD-ROM驱动器中读出。★重写型光盘用户可对这类光盘进行随机写入、擦除或重写信息。典型的产品有两种：

1.MO磁光盘

利用热磁效应写入数据2.PC相变盘

利用相变材料的晶态和非晶态来记录信息

只读型光盘系统的原理：即光盘上的信息以坑点形式分布，有坑点表示为“1”，无坑点表示为“0”，一系列的坑点(存储元)形成信息记录