第七讲 软盘驱动器和移动存储器

第七讲软盘驱动器和移动存储器第一页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四第二页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四第三页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四7.1软盘驱动器1软盘驱动器和软盘

软盘驱动器的分类、组成、工作原理及主要性能指标软盘驱动器的选购和安装方法

软磁盘类型、技术指标和使用方法

2超级软驱ZIPLS-120UHC第四页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四软盘驱动器和软盘软盘驱动器1.分类

(1)8in软盘驱动器1972年IBM第一台软磁盘机：单面、单密度、77磁道、256kB

(2)5.25in软盘驱动器

双面、双密度、40磁道和80道、1.2M

(3)3.5in软盘驱动器双面、双密度、80磁道、1.44M第五页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四2.组成

读写系统：读写磁盘数据

磁头定位系统：数据寻道和定位

盘片驱动系统：保证盘片按一定速度稳定旋转

控制电路：解释来自主机的命令并向软驱发出各种控制信号第六页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四软盘片（floppydisk）作用：长期保存各类信息特点：可读可写，便于携带

第七页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四写保护读写窗口轴盘连接孔高密度软盘第八页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四由一张圆形软塑料片涂上可记录信息的磁性材料而制成。第九页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四3.5英寸软盘片的信息存储模式与存储容量两个记录面，即两个读写磁头(从0开始编号)每个记录面有80个磁道(从0开始编号，0号磁道位于最外圈)每个磁道有18个扇区(从1开始编号)每个扇区存储512字节二进制数据存储容量：1.44MB读写数据的最小单位：扇区操作系统在软盘上为文件分配存储区的单位：簇（2-8个扇区）第十页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四扇区sector磁道track簇cluster第十一页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四软盘常见操作软盘格式化定义磁道和扇区，标记坏扇区，在软盘上建立四个区域：引导扇区，文件分配表（FAT），根目录区和数据区全盘复制软盘碎片整理软盘修复（例如，修复文件分配表）常用软盘修复软件NDD（NortonDiskDoctor）第十二页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四格式化后软盘上的数据区域：引导扇区（系统盘）

位于软盘0号记录面、0号磁道、1号扇区，存储启动操作系统的引导程序。文件分配表(FAT)

位于0号磁道引导扇区之后，占据若干个连续扇区。一式两份。FAT由多个表项组成，每个表项对应软盘的一个簇，记录该盘上所有簇的分配情况（分配、空闲、损坏）和链接信息。第十三页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四文件根目录区

位于0号磁道FAT之后，占据若干个连续扇区。由若干表项组成，每个表项保存一个文件或下级文件夹的属性信息（文件名、文件长度、起始簇号等）。数据区

根目录区之后，存储文件中的数据或子目录（文件夹）表项的区域。第十四页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四磁盘数据存储原理第十五页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四软盘片的存储密度低密度存储示意图

高密度存储示意图第十六页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四碎片整理操作前后软盘上信息的存储情况第十七页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四软盘驱动器的选购和安装方法第十八页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四图7-3软驱的34线电缆第十九页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四软磁盘使用方法使用环境要良好：温度、湿度、清洁度电源电压要稳定：短电（使用稳压器UPS电源）接地要良好：减少干扰要远离磁场不要用手触摸盘片避免挤压折绉软盘软驱灯熄灭后方可取出软盘软驱磁头的清洗不宜过频第二十页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四Zip

第二十一页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四ZIP是较早出现的大容量移动存储器。ZIP盘的尺寸为3.5英寸，同1.44MB软盘同样大小，其外型跟1.44M软盘很相似，因此ZIP携带方便。ZIP盘的外壳十分坚硬，比一般的软盘更可靠。目前常见的ZIP盘的容量有三种：100MB、120MB和250MB，同时必须配合相应的驱动器使用。ZIP盘片采用非接触式磁头技术，速度较快，平均寻道时间为29ms，带32KB的缓冲区，每分钟2945转，数据传输速率为1.4MB/s。

第二十二页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四Ls-120

第二十三页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四Ls-120属于大容量软盘驱动器，LS-120在读写技术上采用了激光定位技术，这种定位技术比传统软驱的磁性定位更为准确，并且可以在相同的面积内划出更多的磁道，储存更多的资料。这种技术称为LaserServo，简称LS，这正是LS-120名字的由来。Ls-120可以读写120MB容量的磁盘，Ls-120盘的尺寸为3.5英寸，与普通软盘一样大小。支持的接口有IDE、并行、SCSI及USB等。Ls-120与1.44MB软盘完全兼容，可以读取1.44MB软盘。因此曾经在台式机或笔记本电脑中用其代替软驱。它在读写120MB容量的磁盘时要比读写普通磁盘时快很多，而且Ls-120驱动器对工作环境的要求不高，这使得其保存的数据可以长期存放而不必担心损失。Ls-120的速度要比Zip慢很多。第二十四页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四LS-120是ZIP的主要竞争对手，采用接触式磁头，内建8KB缓存，平均寻道时间为65ms，转速为720rpm，传输速率为565KB/s，速度比ZIP要慢一些。总体看来，LS-120就像一个加大了容量、加快了速度的软驱。第二十五页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四UHC超高容量软盘驱动器150M、兼容1.44M3.5in软盘磁头与盘面不接触平均寻道时间为20ms，比LS—120快3倍第二十六页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四习题1.掌握软盘驱动器的安装和连接方法。2.掌握软盘的格式化，并创建一张Windows98/2000/XP启动盘。3.查阅有关电脑商情报刊，上网查看硬件资讯；到当地电脑配套市场考察软驱的型号、价格等商情信息。/hardware.htm4.查询有关资料，了解USB接口方面的知识。

第二十七页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四7.2硬盘产品标签第二十八页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四硬盘驱动器的组成结构1、硬盘从外观上看，由电源接口、数据接口、控制电路板、固定盖板、跳线、安装螺孔等组成。各种硬盘的结构都是相似的.第二十九页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四数据线接口硬盘跳线电源插口第三十页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四

2．

内部结构

磁盘片（存储介质）主轴与主轴电机移动臂和磁头控制电路移动臂控制电路主轴磁盘盘片磁头第三十一页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四工作原理作用长期保存各类信息特点可读写，大容量，不便携带组成它们全部密封于一个盒状装置内，这就是通常所说的硬盘驱动器。第三十二页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四第三十三页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四第三十四页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四移动臂第三十五页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四硬盘的盘片由铝合金（最新的硬盘盘片采用玻璃材料）制成，盘片上涂有一层很薄的磁性材料，通过磁层的磁化来记录数据。一般一块硬盘由1-5张盘片（1张盘片也称为1个单碟）组成，它们都固定在主轴上。主轴底部有一个电机，当硬盘工作时，电机带动主轴，主轴带动磁盘高速旋转，其速度为每分钟几千转、甚至上万转。盘片高速旋转时带动的气流将盘片上的磁头托起，磁头是一个质量很轻的薄膜组件，它负责盘片上数据的写入或读出。移动臂用来固定磁头，使磁头可以沿着盘片的径向高速移动，以便定位到指定的磁道。第三十六页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四硬盘信息记录模式（同软盘）与存储容量 信息记录模式同软盘：一个硬盘驱动器中包含多张盘片每个盘片有两个记录面（两个磁头）每个记录面有若干磁道每个磁道有若干扇区每个扇区存储512字节的二进制数据柱面cylinder：所有记录面中半径相 同的所有磁道柱面磁道存贮容量=磁头数(记录面)*柱面数(磁道)*扇区数(区)*512字节第三十七页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四硬盘读写某个扇区中数据的过程：

已知要读写的扇区地址：磁头号（所在记录面），例如，0号磁头柱面号（所在的磁道），例如，0号柱面扇区号（所在的扇区），例如，1号扇区读写过程：磁头寻道（由柱面号控制）等待扇区到达磁头下方（由扇区号控制）读写扇区数据（由磁头号控制）第三十八页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四硬盘驱动器的分类1．

按盘径尺寸分类

硬盘产品按内部盘片分有：5.25、3.5、2.5和1.8英寸，后两种常用于笔记本及部分袖珍精密仪器中，目前台式机中使用最为广泛的是3.5英寸的硬盘。第三十九页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四2．按接口类型进行分类硬盘与微机之间的数据接口，常用的为三大类：SCSI接口、IDE接口和SerialATA接口硬盘。（1）IDE接口硬盘IDE（IntegratedDriveElectronics）接口的硬盘是目前市场中的主流产品。IDE的本意是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器。ATA（AdvancedTechnologyAttachment）是最早的IDE标准的正式名称，IDE接口的硬盘由早期的ATA、ATA-2、ATA-3发展到今天的UltraATA133，而数据传输速率也由3.3MB/s发展到133MB/s。第四十页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四（2）SCSI接口硬盘

SCSI（SmallComputerSystemInterface）小型计算机系统接口，最早研制于1979年。SCSI接口早期多用于服务器、工作站等级的电脑上。随着计算机技术的发展，现在它被完全移植到普通计算机上了。SCSI硬盘受SCSI卡的控制，虽然SCSI硬盘需要花费额外的价钱来购买SCSI控制卡配合使用，但是每块SCSI控制卡最多可以挂接15种不同的设备。SCSI硬盘接口有三种，分别是50针、68针和80针。我们常见到硬盘型号上标有“N”“W”“SCA”，就是表示接口针数的。N即窄口（Narrow），50针；W即宽口（Wide），68针；SCA即单接头（SingleConnectorAttachment），80针。其中80针的SCSI盘一般支持热插拔。SCSI硬盘（或外围设备）的规格有：SCSI-1、SCSI-2、FastSCSI、WideSCSI、UltraSCSI、WideUltraSCSI、Ultra2SCSI、WideUltra2SCSI、Ultra320SCSI等。

第四十一页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四图7-850针SCSI插座第四十二页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四SCSI-3的68线差分方式接口的信号定义如表7-5，单端方式接口的信号定义如表7-6。图7-968针SCSI插座第四十三页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四（3）SerialATA接口硬盘SerialATA接口硬盘即串行ATA，它是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘。串行ATA以连续串行的方式传送数据，一次只会传送一位数据。这样能减少ATA接口的针脚数目，使连接电缆数目变少，效率也会更高。SerialATA仅用四支针脚就能完成所有的工作，分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据，同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。其次，SerialATA的起点高、发展潜力大，SerialATA1.0定义的数据传输率可达150MB/s，这比目前最新的并行ATA133所能达到133MB/s的最高数据传输率还高，而SerialATA2.0的数据传输率将达到300MB/s，最终将实现600MB/s的最高数据传输率。SerialATA的拓展性强，由于SerialATA采用点对点的传输协议，所以不存在主从问题，这样每个驱动器不仅能独享带宽，而且使拓展SATA设备更加便利。

第四十四页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四SerialATA规范保留了多种向前兼容方式，在硬件方面，SerialATA标准中定义了在串行ATA普及之前，可用转换器提供同并行ATA设备的兼容性，转换器能把来自主板的并行ATA信号转换成串行ATA硬盘能够使用的串行信号。在软件方面，SerialATA和并行ATA保持了软件兼容性，这意味着厂商丝毫也不必为使用SerialATA而重写任何驱动程序和操作系统代码。

第四十五页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四硬盘的主要参数和性能指标

1．

磁道和扇区当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道。这些磁道用肉眼是根本看不到的，因为它们仅是盘面上以特殊方式磁化了的一些磁化区，磁盘上的信息便是沿着这样的轨道存放的。相邻磁道之间并不是紧挨着的，这是因为磁化单元相隔太近时磁性会产生相互影响，同时也为磁头的读写带来困难。一张1.44MB的3.5″软盘，一面有80个磁道，而硬盘上的磁道密度则远远大于此值，通常一面有几百甚至上千个磁道。磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段便是磁盘的扇区，每个扇区可以存放512个字节的信息，磁盘驱动器在向磁盘读取和写入数据时，要以扇区为单位。

第四十六页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四2．磁头数（Heads）硬盘的磁头数与硬盘体内的盘片数目有关，由于每一盘片均有两个磁面，每面都应有一个磁头，因此，磁头数一般为盘片数的两倍。3．柱面（Cylinders）硬盘通常由重叠的一组盘片（盘片最多为14片，一般均在1-10片之间）构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的“0”开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为硬盘的柱面。磁盘的柱面数与一个盘面上的磁道数是相等的。第四十七页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四4．容量格式化后硬盘的容量由3个参数决定：硬盘容量=磁头数×柱面数×扇区数×512(字节)。硬盘的容量以兆字节（MB）或千兆字节（GB）为单位，1GB=1024MB。但硬盘厂商在标称硬盘容量时通常取1G=1000MB，因此在BIOS中或在格式化硬盘时看到的容量会比厂家的标称值要小。5．单碟容量单碟容量就是硬盘盘体内每张磁碟的最大容量。每块硬盘内部有若干张盘片，所有盘片的容量之和就是硬盘的总容量。单碟容量越大，实现大容量硬盘也就越容易，寻找数据所需的时间也相对少一点。同时，单碟容量越大，硬盘的档次越高，性能越好，其故障率也越低，当然价格也越贵。第四十八页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四6．交错因子假设扇区是围绕着磁道依次编号的，磁头读取扇区上的数据分为两个阶段：读出数据，读后处理(即传送至硬盘缓冲区的过程)，当磁盘高速旋转，磁盘控制器读出1号扇区后准备转向2号扇区读数时，2号扇区的扇区头很有可能已经通过了磁头，使磁头停留在2号扇区的中部，甚至更远的地方。在这种情况下，磁盘控制器必须等待磁盘再次旋转一周，等2号扇区到达时才能读取上面的数据，从而造成磁头大部分时间都在等待，数据传输率极低。解决的办法是扇区不要顺序连续编号，使原来的3号扇区编号为2，以此类推。相邻两号扇区之间间隔的扇区数就是“交错因子”或称为“间隔系数”，交错因子是在硬盘低极格式化时，由用户设置的。其设置值应符合厂商提供的说明。在某些低极格式化程序中提供了自动设置交错因子的功能，用户也可选择该功能由系统自动选择设置。现在的硬盘出厂时已经由生产厂家进行了低级格式化的工作，交错因子的设置也由厂家设为了最佳值，所以我们用不着再进行低级格式化了。

第四十九页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四7．转速转速是指硬盘盘片每分钟转动的圈数，单位是rpm.。转速是决定硬盘内部传输率的决定因素之一，它的快慢在很大程度上决定了硬盘的速度，同时也是区别硬盘档次的重要标志。硬盘的转速多为5400rpm、7200rpm和10000rpm。7200rpm的硬盘已经逐步取代5400rpm的硬盘成为主流，10000rpm的硬盘多是面对高档用户的。第五十页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四8．平均访问时间平均访问时间（AverageAccessTime）是指磁头从起始位置到达目标磁道位置，并且从目标磁道上找到要读写的数据扇区所需的时间。平均访问时间体现了硬盘的读写速度，它包括了硬盘的寻道时间和等待时间，即：平均访问时间=平均寻道时间+平均等待时间。硬盘的平均寻道时间（AverageSeekTime）是指硬盘的磁头移动到盘面指定磁道所需的时间。这个时间当然越小越好。目前主流硬盘的平均寻道时间通常在9ms左右。硬盘的等待时间，又叫潜伏期（Latency），是指磁头已处于要访问的磁道，等待所要访问的扇区旋转至磁头下方的时间。这个时间当然越小越好。对圆形的硬盘来说，潜伏时间最多是转一圈所需的时间，最少则为0（不用转），一般来说，其AverageLatencyTime则为旋转半圈所需时间。目前的硬盘转速差不多为540Orpm（或7200rpm），故其AverageLatencyTime约等于（1/5400）×60×1000÷2=5.6ms，其余依此类推。硬盘转速7200RPM,潜伏时间4.2ms，硬盘转速1000rpm，潜伏时间3.0ms。平均访问时间通常在11ms到18ms之间。

第五十一页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四9．传输速率传输速率是指硬盘读写数据的速度，单位为兆字节每秒（MB/s）。硬盘数据传输速度包括了内部数据传输率和外部数据传输率。内部传输率也称为持续传输率，指磁头至硬盘缓存间的最大数据传输率，一般取决于硬盘的盘片转速和盘片数据线性密度(指同一磁道上的数据间隔度)。这项指标中常常使用Mb/S或Mbps为单位，这是兆位/秒的意思，如果需要转换成MB/s（兆字节/秒），就必须将Mbps数据除以8。例如最大内部数据传输率为131Mbps，但如果按MB/S计算就只有16.37MB/s。数据传输速度实际上达不到33MB/s，更达不到66MB/s。因此硬盘的内部数据传输率就成了整个系统瓶颈中的瓶颈，只有硬盘的内部数据传输率提高了，再提高硬盘的接口速度才有实在的意义。外部传输率（ExternalTransferRate）也称为突发数据传输率（BurstDataTransferRate）或接口传输率，它标称的是系统总线与硬盘缓冲区之间的数据传输率，外部数据传输率与硬盘接口类型和硬盘缓存的大小有关。目前采用UltraDMA133技术的硬盘，外部数据传输率可达133MB/s。第五十二页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四

由于内部数据传输率才是系统真正的瓶颈，因此在购买时我们要分清这两个概念。一般来讲，硬盘的转速相同时，单碟容量大的内部传输率高；在单碟容量相同时，转速高的硬盘的内部传输率高。应该清楚的是只有内部传输率向外部传输率接近靠拢，有效地提高硬盘的内部传输率才能对磁盘子系统的性能有最直接、最明显的提升。目前各硬盘生产厂家努力提高硬盘的内部传输率，除了改进信号处理技术、提高转速以外，最主要的就是不断地提高单碟容量以提高线性密度。由于单碟容量越大的硬盘线性密度越高，磁头的寻道频率与移动距离可以相应减少，从而减少了平均寻道时间，内部传输速率也就提高了。第五十三页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四10．缓存缓存（Cache）的大小也是影响硬盘性能的一个重要指标。当硬盘接收到CPU指令控制开始读取数据时，硬盘上的控制芯片会控制磁头把正在读取的簇的下一个或者数个簇中的数据读到缓存中（因为硬盘上数据存储时是比较连续的，所以读取的命中率是很高的），当CPU指令需要读取下一个或者几个簇中的数据的时候，磁头就不需要再次去读取数据，而是直接把缓存中的数据传输过去就行了，由于缓存的速度远远高于磁头的速度，所以能够达到明显改善性能的目的。显然缓存容量越大，硬盘性能越好。目前，主流硬盘的缓存一般是2MB。第五十四页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四11．盘表面温度指硬盘工作时产生的温度使硬盘密封壳温度上升的情况。这项指标厂家并不提供，一般只能在各种媒体的测试数据中看到。硬盘工作时产生的温度过高将影响磁头的数据读取灵敏度，因此硬盘工作表面温度较低的硬盘有更稳定的数据读、写性能。12．MTBF(连续无故障时间)指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间，单位是小时。一般硬盘的MTBF至少在30000小时以上。这项指标在一般的产品广告或常见的技术特性表中并不提供，需要时可专门上网到具体生产该款硬盘的公司网址中查询。

第五十五页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四13．UltraDSP(超级数字信号处理器)应用UltraDSP处理数学运算，其速度较一般CPU快10～50倍，MAXTOR在硬盘厂商中率先引入了此项技术，用于缩短硬盘的平均寻道时间，采用UltraDSP技术，单个的DSP芯片可以同时提供处理器及驱动接口的双重功能，以减少其它电子元件的使用，可大幅度提高硬盘的速度可靠性。第五十六页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四1.NORMAL普通模式2.LBA（LogicalBlockAddressing）逻辑块模式3.LARGE巨大模式硬盘的三种工作方式第五十七页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四硬盘的生产厂商及编号

1．Maxtor硬盘2．希捷（Seagate）3．西部数据（WesternDigital）4．IBM硬盘第五十八页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四硬盘常见操作硬盘分区在一个物理硬盘上建立多个逻辑硬盘（C:、D:….）作用：安装多个操作系统，便于文件分类管理，利于预防病毒使用软件：fdisk,pqmagic等逻辑硬盘格式化在逻辑攀上产生四个区域：引导扇区，文件分配表（FAT），根目录区和数据区碎片整理第五十九页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四正在对硬盘读写时不能关掉电源保持使用环境的清洁卫生，注意防尘；控制环境温度，防止高温、潮湿和磁场的影响防止硬盘受震动及时对硬盘进行整理，包括目录的整理、文件的清理、磁盘碎片整理等防止计算机病毒对硬盘的破坏，对硬盘定期进行病毒检测使用硬盘的注意事项第六十页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四1．

按需选购硬盘

2．

发热及噪音问题

3．

超频问题

4．

保修问题5.缓存硬盘驱动器的选购和安装方法硬盘驱动器的选购目前市场上的硬盘产品除了IBM、迈拓Maxtor、希捷Seagate、西部数据WesternDigital等品牌外，还有如三星Samsung、富士通Fujitsu这些OEM硬盘品牌，另外长城科技股份有限公司也已经开始生产销售中国自主生产的高容量高速硬盘。第六十一页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四硬盘驱动器的安装方法1.设置硬盘驱动器主、从跳线2.将硬盘固定在安装架上3.连接硬盘电源线4.连接硬盘数据线

下面以广泛使用的IDE接口硬盘为例，介绍硬盘数据线如何连接。IDE接口硬盘数据线也有两种形式，即单硬盘线和双硬盘线。对于支持IDE接口硬盘的主机板（板上集成IDE接口）或多功能卡，上面有两个IDE接口插槽，它们通常标识为IDE1或PrimaryIDE、IDE2或SecondaryIDE第六十二页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四IDE接口的硬盘连接电缆为40线排线电缆，其中红色为1号线，如图7-6所示。在一个IDE接口上连接两个硬盘，一个硬盘上的跳线应设置为“Master”状态，另一个硬盘上的跳线应设置为“Slave”状态。硬盘的电源线为4线，分别为+12V（黄色）、地（黑色两根）和+5V（红色），12V供给马达，5V供给电路元件。图7-6硬盘的40线电缆第六十三页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四图7-7硬盘IDE接口的插座第六十四页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四第六十五页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四软盘与硬盘之比较存储器和硬磁盘存储器的存储原理和记录方式基本相同。（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。第六十六页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四7.3光盘驱动器与光盘

光盘驱动器的外观

③⑦①②④⑥⑤第六十七页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四1．

光驱的正面：（1）防尘门和CD-ROM托盘。（2）耳机插孔：连接耳机或音箱，可输出AudioCD音乐。（3）音量控制按钮：调整输出的CD音乐音量大小。（4）播放/跳道键：用于直接使用面板控制播放AudioCD。注意，有些牌子的光驱是没有这个键的。（5）打开/关闭/停止键：控制光盘进出盒和停止AudioCD播放。（6）读盘指示灯：显示光驱的运行状态。（7）手动退盘孔：当光盘由于断电或其它原因不能退出时，可以用小硬棒插入此孔把光盘退出。注意，部分光驱无此功能。第六十八页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四

2．光驱的背面：（1）电源线插座：用于光驱与电源连接的插座。（2）主从跳线：光驱和硬盘一样也有主盘和副盘工作方式之分，您可根据需要通过此跳线开关设置（3）数据线插座：目前绝大部分的光驱跟硬盘一样使用IDE数据线。（4）音频线插座：此插座通过音频线和声卡相连。第六十九页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四光盘驱动器的结构和工作原理

1．

光盘驱动器的结构

光驱（CD-ROM）的内部主要由机芯及启动机构组成，整个机芯包括以下部分（1）激光头组件：包括激光头、聚焦透镜等组成部分，配合齿轮机构和导轨等机械部分，在通电状态下根据系统信号确定并读取光盘数据，然后将数据传输到系统。（2）主轴马达：光盘运行的驱动力，在光盘读取过程的高速运行中提供数据定位功能。（3）光盘托架：光驱在开启和关闭状态下的光盘承载体。（4）启动机构：控制光盘托架的进出和主轴马达的启动，加电运行时使包括主轴马达和激光头组件的伺服机构都处于半加载状态中。

第七十页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四2．光盘驱动器的工作原理

在盘片的信息记录层上沿螺旋形轨道(光道)压制出一系列凹坑，凹坑的两个边沿处均表示数据“1”；其它平坦处表示数据“0”。光道距离：1.6μm，凹坑宽度：0.5μm，

最小凹坑长度:0.83μm第七十一页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四

激光头是光驱的中心部件，光驱就是通过它来读取数据的。光驱在读取信息时，激光头会向光盘发出激光束，当激光束照射到光盘的凹面或非凹面时，反射光束的强弱会发生变化，光驱就根据反射光束的强弱，把光盘上的信息还原成为数字信息，即“0”或“1”，再通过相应的控制系统，把数据传给电脑。第七十二页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四

在无光盘状态下，光驱加电后，激光头组件启动，光驱面板指示灯亮。激光头组件移动到主轴马达附近，并由内向外顺着导轨步进移动，最后回到主轴马达附近。激光头的聚焦透镜将向上移动4次搜索光盘，同时主轴马达也顺时针启动4次。然后激光头组件复位，主轴马达停止运行，面板指示灯熄灭。放入光盘后，激光头聚焦透镜重复搜索动作，找到光盘后主轴马达将加速运转。此时若读取光盘，面板指示灯将不停地闪动。步进电机带动激光头组件移动到光盘数据处，聚焦透镜将数据反射到接收光电管，再由数据带传送到系统。若停止读取光盘，激光头组件和马达仍将处于加载状态中，面板指示灯熄灭。不过，目前高速光驱在设计上都考虑到可以使主轴马达和激光头组件在40秒或几分钟后停止工作，直到重新读取数据。这样可有效地节能，并延长使用时间。第七十三页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四光盘驱动器的主要性能指标

1．

数据传输速率数据传输速率

(DataTransferRate)即大家常说的倍速，是光驱最基本的性能指标，是指光驱在1秒内所能读取的最大数据量。早期的光驱数据传输率并不高，每秒钟只能传输150K字节（即150KB/s），即单速光驱。我们平时说的多少速光驱，就是以此为基准。例如，传输率为600KB/s的光驱称为四倍速光驱。目前市面上的主流光驱早已超过了40倍速，40或48倍速光驱每秒钟能读取6000KB和7200KB的数据。第七十四页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四2．

平均寻道时间

平均寻道时间(AverageAccessTime)，是指光驱的激光头从原来的位置移到指定的数据扇区，并把该扇区上的第一块数据读入高速缓存所花费的平均时间。显然，平均寻道时间越短，光驱的性能就越好。3．CPU占用时间CPU占用时间(CPULoading)，是指光驱在保持一定的转速和数据传输率时所占用CPU的时间。这是衡量光驱性能的一个重要指标，光驱的CPU占用时间越少，系统整体性能的发挥就越好。

4．内部缓存内部缓存(Buffer)，主要用于存放读出的数据。内部缓存的工作原理和作用于主板上的Cache相似，可以有效地减少读取盘片的次数，提高数据传输速率。早期低速光驱的内部缓存多为64K或者128K，而现在8倍以上的光驱大多为128K或256K，甚至512KB。

第七十五页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四5．容错能力

任何光驱的性能指标中都没有标出容错能力的参数，但这却是一个实在的光驱评判标准。在高倍速光驱设计中，高速旋转的马达使激光头在读取数的准确定位性上相对于低倍速光驱要逊色许多，同时劣质的光碟更加剧对光驱容错能力的需求，因而许多厂家都加强对容错能力的设计。一些小厂家只是单纯地加大激光头的发射功率，初期使用时读盘容错能力非常好，但在两三个月之后，其容错性能力明显下降。而名牌大厂通常以提高光驱的整体性能为出发点，采用先进的机芯电路设计，改善数据读取过程中的准确性和稳定性，或者根据光碟数据类型自动调整读取速度，以达到容错纠错的目的。

第七十六页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四6.倍速单速：150Kb/S4速（4X）：4×150Kb/S40速（40X）：40×150Kb/S（一般转速也是单速光驱的40倍）7.接口SCSI接口、IDE接口、并行口和USB接口等多种8.旋转方式l

恒定线速度（ConstantLinearVelocity，简称CLV）方式l

恒定角速度（ConstantAngularVelocity，简称CAV）方式l局部恒定角速度PCAV（PartialConstantAngularVelocity，简称PCAV）第七十七页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四光驱的选购1．

接口类型，光驱常见接口有IDE和SCSI接口。如果没有特殊要求，选择价格便宜的IDE接口光驱就可以了，因为SCSI接口的光驱还得配买一块相应的SCSI卡。2．

数据传输率的高低，光驱的数据传输率越高越好。应选择40倍速以上的光驱。3．

数据缓冲区的大小，缓冲区通常为128KB或256KB，一般建议您选择缓冲区不少于128KB的光驱。4．

兼容性的好坏，由于产地不同，各种光驱的兼容性的差别很大，有些光驱在读取一些质量不太好的光盘时很容易出错，这会给您带来很大的麻烦，所以，一定要选兼容性好的光驱。5．

常见品牌：如华硕、源兴、索尼、飞利浦、大白鲨等。第七十八页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四CD-ROM光驱的安装（1）打开主机机箱的上盖，把光驱安放在一个5.25”支架上，上好两边的固定螺丝。（2）设置其驱动方式跳线为“SL（Slave）”或“MA（Master）”。（3）把主机电源的一个D型电源插头插到光驱的电源插座内。（4）把随光驱提供的四线音频电缆插入光驱的音频输出插座。（5）把音频电缆的另一插头插到声卡上。（6）盖上主机箱上盖。第七十九页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四第八十页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四检验光驱的使用（1）用程序光盘对光驱进行读盘操作。（2）插入立体声耳机，运行ACD播放器，用ACD盘对光驱进行放音测试。（3）如果安装了解压卡或软解压软件，运行VCD播放器，用VCD盘对光驱进行播放音像测试。如果软件操作均正常，但听不到音乐声，则检查各电缆、音箱和耳机有无问题。第八十一页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四DVD-ROM光驱

1．DVD光盘

DVD的大小和普通CD-ROM完全一样。DVD盘片可以单面存储，也可以双面存储，而且每一面还可以存储两层资料。DVD光盘类型直径120mmDVD光盘存储容量(GB)直径80mmDVD光盘存储容量(GB)DVD-ROM

DVD-Video

单面单层(SS/SL)单面双层(SS/DL)双面单层(DS/SL)双面双层(DS/DL)

4.7(DVD-5)8.5(DVD-9)9.4(DVD-10)17(DVD-18)

1.46(DVD-1)2.66(DVD-2)2.92(DVD-3)5.32(DVD-4)

第八十二页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四第八十三页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四单面单层DVD光盘结构（DVD-5）第八十四页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四单面双层DVD光盘结构（DVD-9）第八十五页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四双面单层DVD光盘结构（DVD-10）第八十六页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四双面双层DVD光盘结构（DVD-18）第八十七页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四DVD盘光道之间的间距缩小至0.74μm，记录信息最小凹凸坑长度缩小到0.4μm普通的CD-ROM容量仅为650M。DVD可向下兼容CD、VCD、CD-ROM等格式的光盘。第八十八页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四DVD-ROM——DVD只读光盘，用途类似CD-ROMDVD-R（或称DVD-Write-Once)——限写一次的DVD，用途类似CD-RDVD-RAM(或称DVD-Rewritable)——可多次读写的光盘，用途类似CD-RWDVD-Video——家用影视光盘，用途类似LD或VCDDVD-Audio——音乐光盘，用途类似CD唱片从用途看第八十九页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四DVD提高存储容量(7倍)的措施更小的凹点长度(~2.08x)数据轨道间隔紧密(~2.16x)数据区域稍大一点(~1.02x)更有效的信道比特调制(~1.06x)更有效的纠错(~1.32x)较少的段开销(~1.06x)采用较短波长的635nm或650nm的红色激光或波长更短的蓝－绿色激光刻盘,使激光斑点直径缩小,提高信息的鉴别能力第九十页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四DVD具有的特点和优势：容量大视频图像的质量好采用DolbyDigital格式多重摄影角度（MultiAngle多重视角）兼容性好第九十一页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四2．DVD驱动器

DVD驱动器是用来读取DVD盘上数据的设备，从外形上看和CD-ROM驱动器一样。DVD速度的计算方法和CD-ROM不同。DVD的一倍速是1350Kb/s，而CD-ROM为150Kb/s，约为CD－ROM驱动器的9倍。目前DVD驱动器采用的是波长为635mm～650mm的红激光。DVD的技术核心是MPEG-Ⅱ标准，MPEG-Ⅱ标准的图像格式共有11种组合，DVD采用的是其中“主要等级”的图像格式，使其图像质量达到广播级水平。DVD驱动器也完全兼容现在流行的VCD、CD-ROM和CD-R等。但是普通的光驱却不能读DVD光盘。因为DVD光盘采用了MPEG-Ⅱ标准进行录制的，所以播放DVD光盘上的视频数据使用支持MPEG-Ⅱ解码技术的解码器。第九十二页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四光盘刻录机

只读光盘（如CD-ROM光盘、DVD光盘）的数据只能被光驱读出，而光盘上的内容无法被修改。随着新技术发展，出现了能够向光盘写入数据的光驱，其中主要有提供一次写入的CD-R（CD－Recordable）光驱，提供多次写入的CD-RW（CD-ReWritable）光驱。这种光驱称为光盘刻录机。当然，这种刻录机刻录时需要特殊的存储介质CD-R光盘和CD-RW光盘。第九十三页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四光盘刻录机CD-RW驱动器的外观与CD-ROM光驱几乎一样。第九十四页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四1．

刻路原理简介

在光存储盘片的表面有一层薄面膜。刻录时，刻录机将大功率的激光按照要刻录的信息的要求，照射在这层薄膜上，薄膜上会形成相应的平面（Land）和凹坑（Pit）。光盘读取设备将这些平面和凹坑信息转化为0和1，将光盘的物理信息转换为数字信息。对于CD-R盘片，这种薄膜上的物理变化是一次性的，写入之后，就不能修改。因此CD-R盘片只能写入一次，不能重复写入。而CD-RW盘片上的薄膜材质多为银、硒或碲的结晶体。这种薄膜能够呈现出结晶体和非结晶体两种状态。在激光束的照射下，材料可以在两种状态之间转换，所以CD-RW盘片可以重复写入。第九十五页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四2．刻录机工作步骤

首先是将数据读入自带的缓冲存储器中，然后再从缓存中把数据写入刻录盘片，这样可以尽量保证刻录机的连续性。需要特别注意的是刻录机读入数据、写入刻录机这一过程是一个连续工作的过程。所以，刻录机在工作过程中容易出现问题。如果刻录机缓存数据被用完或其他原因（如运行其他应用程序）造成硬盘或光驱向刻录机传输数据中断，当前刻录机操作被迫中断。在传统刻录方式下，中断后如不能继续进行刻录，就会导致刻录光盘报废，这就是“BufferUnderRun”（缓冲区数据不足）的问题。第九十六页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四3．刻录机的选购

（1）读写速度

（2）接口方式

（3）缓存容量

（4）兼容性

（5）品牌及售后服务。（6）多格式支持。第九十七页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四刻录光盘1．

光盘的种类

刻录光盘分为CD-R光盘和CD-RW光盘两种。CD-R光盘只能一次记录数据；CD-RW光盘是可反复多次改写的光盘，即可用有机材料也可用相变材料制成。其工作原理也与CD-R光盘基本相同，只是染色层变成可改写的。但是由于染色层是相变的，它的反光讯号只有普通CD的20%，所以CD-RW的盘片只有高倍速光驱才能读取。而价格方面CD-RW光盘比CD-R光盘要贵。CD-R光盘具有与一般CD光盘相同的外观尺寸，它上面所记载资料的方式与一般CD光盘一样，也是利用激光的反射读取资料，所以CD-R光盘可以放在CD-ROM上读取。CD-R光盘的容量和CD-ROM光盘一样，通常都是650MB。不过现在也有更大容量的CD-R光盘了，如黑色的CD-R光盘容量就有700MB，另外还有一些公司生产的CD-R光盘容量可以达到1GB，不过对刻录机的要求也比较高。

第九十八页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四2．

光盘的选购光盘的速度：CD-R光盘本身是区分速度的。质量较差的光盘最多只能支持4倍速CD-R刻录机或2倍速CD-RW复写，如果强行以高速刻录，拿到普通CD-ROM上往往不能顺利读出。现在大多数刻录机的固件（Firmware）都能自动识别盘片等级，并采用与之相应的刻录速度，无须干涉。要想最大限度地发挥刻录机的潜力，必须使用相应的盘片。如12倍速的刻录机，最好使用12倍速的盘片。性价比：市场的刻录光盘品牌基本可以分为三类。第一类是国外知名品牌（如HP、柯达、SONY），产品一般价格很高，而且只有盒装片。第二类是国内杂牌，这类产品的定位较低，品牌实力相对较弱，价格低兼，品质不稳定，集中在市场的最低端。第三类产品是已经在国内有相当知名度的大厂，其产品不仅性能不错，而且价格也低廉。

第九十九页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四染料是否均匀光盘是否刮伤不要选择工厂不要买太便宜的光盘片第一百页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四CD-R、CD-RW盘片CD-R光盘片CD-Recordable，追记型光盘，只写一次式光盘特点

可以由用户自己将信息写入光盘，但只能写一次，写后不能删除和修改，只能读出。CD-R盘片的层次结构聚碳酸酯透明塑料衬盘（基层）有机染料层（信息纪录层）反射层（金膜或银膜）涂漆保护层印刷层（标签）保护层，其上有标签反射层记录信息层聚碳酸酯透明塑料衬盘（基层）第一百零一页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四CD-RW光盘片的层次结构标签印刷保护层反射层介质层相变金属合金层介质层基层相变金属合金层：是一种银，铟，硒或碲的结晶层，能呈现结晶和非结晶两种状态，结晶状态对于激光的反射率高，非结晶状态对于激光的反射率低。

第一百零二页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四CD-R、CD-RW盘片的品种按所用染料介质和反射介质（金和银）的不同组合分：绿盘（花菁染料）金盘（酞箐染料，使用寿命超过100年）蓝盘（含氮染料）选购须知一般来说，桶装的最便宜与实惠。第一百零三页，共一百一十五页，编辑于2023年，星期四COMBO：