N计算机硬件技术基础第4章课件

上课公用信息邮箱：上面有讲课PPTEmail:Password:tju101tju101第四章外部存储器4.1节磁盘存储器一、磁盘存储原理1.电磁原理①记录介质：（磁性涂层）

a.塑料软片，磁头接触读写。

b.铝合金片，磁头悬浮读写。

2.在磁盘上读写数据①写入过程电信号生磁的过程。②读出过程

磁生电信号的过程。③.磁介质存储器的主要技术指标

a.记录密度单位长度磁介质存储器能存储的二进制信息量。其可以分为道密度，位密度和面密度。（详细见书上P118）

b.存储容量磁介质存储器所能存储的信息以字节为单位的总数。存储容量有格式化与否之差别。c.平均存取时间指磁盘操作命令发出，到数据在磁介质上完成信息读写所需的时间。注1：磁盘是个机械电子混合系统。所以相对于机械系统，电子系统所费的时间几乎可以忽略。所以访问时间主要由机械系统运行时间决定。二、软盘驱动器1.软盘存储器概述①软盘片：1.44MB/3.5英寸

a.面：两个磁头，双面。80磁道/面

b.磁道：18扇区/磁道，都是同心圆。

c.扇区：512字节/扇区②软盘信息分布和寻址2.磁道记录格式①每个扇区由地址标志场（addr.

filed)和数据场(datafield)组成。②地址场用来标记扇区的地址信息。③数据场用来存放数据。④每个场都有CRC校验项。三、硬盘驱动器硬盘的基本结构和分类①盘片：铝合金涂磁性材料。②磁头：薄膜磁头。③主轴电机及磁头定位系统。④控制及接口电路2.硬盘信息分布①磁头：可以是一个或多个盘片，每片上下两面各带一个磁头。从上到下从0开始编号。②磁道（柱面）：每个盘片，由很多同心圆的磁道组成。磁道从外圈从0开始编号。不同盘片的相同号的磁道构成了一个柱面，数据读写是按柱面进行的，这样便于最少的机械移动磁头去寻道。（柱面是对磁头的电子切换）③扇区：磁道上存放数据的区域。每个磁道上有前置区，来标记磁道上的第一个扇区。扇区从1开始编号。每个磁道的扇区数相同。现在硬盘一般常见是每个磁道63个扇区。3.磁头定位系统（书上P123)4.寻址过程①磁盘地址：

驱动器号、柱面号、磁头号、扇区号。②寻道(寻找柱面）：通过移动磁头位置。

(voicecoilmotor)③寻找扇区：通过主轴电机和扇区定位系统。四、提高磁盘速度和存储量的主要技术磁盘压缩这个磁盘容量不够的情况下，用软件方法来重组保存到扇区上信息。以达到增加容量的目的。注：那是硬盘价格昂贵时代，用时间换空间的技术，现在硬盘白菜价，早已淘汰了。2.文件压缩

利用文件信息的容易，用软件算法来实现的提高扇区存储效率的放过，也是以时间换空间的技术。3.磁盘碎片整理强烈不建议使用磁盘碎片整理功能。原因是现在硬盘容量巨大，完成一次碎片整理时间很长。大部分硬盘损坏都是发生在冲击情况下。4.2节光盘一、概述1.定义用光学方法读写信息的圆盘称为光盘。2.数据分布格式

一条从外到里的连续的螺旋线。②.可记录式CD，又称CD-R(CD-Recordable)

可以提供用户一次性写入数据（OTP），多次读出。③.可读写式CD，又称CD-RW(CD-ReWritable)

可以提供用户，多次（次数有限）的写入数据。二、光盘的工作原理和性能指标1.光盘存储器的组成①光盘驱动器：（通用的光盘机）

a.激光头组件:一组透镜和半导体激光器组成.

b.走盘机构：主轴电机、光头伺服电机，光盘托架等。c.控制电路与接口电路。

其中控制电路与硬盘有点类似的，但是完成的是对光电介质信号的读（写）控制。并且扇区定位方式也稍有不同，因为是扇区是从外到里的连续螺旋轨迹存放的。接口电路也是和硬盘非常类似，内置使用和硬盘类似的IDE或SATA接口。外置一般使用USB接口。

2.光盘机的工作原理①盘片的数据轨道由平面（Lands)和凹点（Pits)组成，平面反射，凹点不反射。这样就组成了“0”和“1”。②CLV:恒定线速度读出③CAV:恒定角速度读出3.光盘的有关技术指标①存储容量:格式化前后，有差别700MB/670MB②平均读取时间（速度）:

CPU的读命令发出，到数据完成从光盘上读出。单倍速CD的读出速度，150KB/s注:光盘写入（刻入）时间比读出要慢很多。③数据传输率：见书上P129

光盘上的信息读出到光盘机缓存区Cache时间。就是前面描述的单倍速150KB/S.b.光盘上的信息读到主机CPU的速度。这个还和光盘机的接口标准有关。IDE上有DMA的模式控制。USB有低速和高速版本。四、可写入CD-ROM

原理简述，见书上P1291.刻录机的接口电路。

a.IDE/EIDE接口。b.USB1.1/USB2.0c.SATA接口。注：没有看见过并口和SCSI接口的刻录机。2.刻录机的速度CD刻录机上标有32X12X4032和12分别代表刻录CD-R和CD-RW速度，

40代表读出速度。3.刻录机的缓存。BURN-proof技术。五、DVD驱动器DVD光盘（DigitalVideoDisk)①用于存放MPEG-2格式的数字视盘而诞生。②DVD盘格式（书上P131）DVD-Videob.DVD-Audioc.DVD-ROMd.DVD-RWe.DVD-RAM2.DVD特点(书上P131)①高密度

a.厚度：0.6mm/CD1.2mm

b.点坑距离更小，密度更高。4.7GB/4.3GB②高兼容性③高可靠性注：后面两个其实和存放数据格式有关、3.DVD驱动器①采用波长更短的激光头。650nm②DVD-ROM一个倍速(单倍速）相当于CD-ROM的9倍，150KB/sX9=1350KB/s。六、可重写式DVD-RAM书上P133七.蓝光光盘BlurRayDisk采用波长更短的蓝光激光头。405nm2.单层容量25GB或27GB4.3节磁带一、这是一种早期的海量存储器Massmemery二、很少用在PC机上。4.4移动式存储器一、可移动硬盘1.采用计算机标准接口的硬盘。2.标准接口①USB：价格便宜。②IEEE1394：可达100MB/s,性能好，价格贵。③eSATA:速度快3000Mb/s

补充：接口速率(Mbitps)速率(MByteps)USB1.1121.5USB2.0480601394(Firewire)400501394b800100eSATA1.5Gb/s-1200150eSATA23Gb/s-2400300二、闪存U盘（USBFlashDisk)1.U盘的结构①.USB接口②.控制芯片

③.闪存FlashMemo