N计算机硬件技术基础第4章

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1、上课公用信息邮箱：上面有讲课PPTEmail:tju101@163.comPassword: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磁头：a.环形磁头。（软盘）b.薄膜磁头。（硬盘）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P11

2、8）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。注2：机械运动时间，主要有径向步进电机移动寻道，和主轴电机旋转寻找扇区组成。外圈磁道和内圈磁道的寻道、寻扇区时间差异较大。所以用平均访问时间描述。d.数据传输率指磁介质存储器通过接口向CPU的传输带宽。二、软盘驱动器1.软盘存储器概述①

3、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控制及接口电路注：主要类型是采用密封盘体的温盘。采用温切斯特（winchester)技术而

4、被称之为“温切斯特硬盘”，或简称“温盘”。所谓温切斯特技术是由IBM公司位于美国加州坎贝尔市温切斯特大街的研究所研制的，它于1973年首先应用于IBM3340硬磁盘存储器中，因此将这种技术称为：温切斯特技术。其特点详见书上P122描述。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）

5、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。补充：扇区可以分为物理扇区和逻辑扇区两种编号方法。程序员通过BIOS层的功能调用访问物理扇区。通过操作系统的功能调用访问逻辑扇区。２.但是大部分用户是通过文件系统来访问硬盘

6、的。文件通过文件目录表（FDT）和文件分配表（FAT）最后找到磁盘上对应该文件的扇区四、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

7、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。3.光盘的分类①只读型光盘CD-ROM(CompactDisk)由制造商采用母盘压制的方式完成。母盘上凸出的部分在光盘片上形成凹点（pits）。信息以盘片的数据轨道上的平面（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”。b.用户无法修改数据。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-R

8、eWritable)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