微机原理与接口技术（80386-Pentium) 艾德才 9第9章 外存储器

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1、第9章外存储器2005年1月版权所有©天津大学电子信息工程学院课件制作组计算机的存储器有内、外存储器之分，内存储器通过总线直接与CPU相连，读/写速度快，但内存储器容量小，断电后所保存的数据和程序便消失；外存储器是通过接口电路与CPU相连，相对内存储器读/写速度慢，但它存储容量大，能够长期地保存数据和程序，外存储器能弥补内存储器容量小、不能长期保存数据和程序及价格高的缺点。外存储器同内存储器和高速缓冲存储器构成计算机必不可少的三级存储结构。计算机的外存储器主要是指软盘、硬盘、磁带和光盘。2005年1月版权所有©天津大学电子信息工程学院课件制作组9.1软盘存储器软盘

2、存储器是PC机必备的标准外存储设备。虽然软盘和硬盘相比，存储容量小、读/写速度慢，但软盘具有便于保存、携带方便、易于交换、价格便宜等特点，而使软盘成为PC机最常用的一种外存储器。2005年1月版权所有©天津大学电子信息工程学院课件制作组9.1.1软盘存储器的基本组成软盘存储器按其功能主要由软盘片、软盘驱动器和软盘控制器适配卡三部分组成。1．软盘片软盘是信息的载体。软盘片是在一张圆形软塑料的盘面上涂有可记录信息的磁性材料而制成，软盘片被装在一个半弹性的套内或硬的盘套内，盘套主要是保护盘片上的磁层不被损伤，同时防止盘片旋转时产生静电而引起数据丢失。软盘既有直径之分，又有

3、容量之别。按软盘的直径区分为3.5英寸盘和5.25英寸盘（简称三寸盘和五寸盘），目前PC机主要使用直径是3.5英寸、容量为1.44MB的软盘，而5.25英寸的软盘已经淘汰。2005年1月版权所有©天津大学电子信息工程学院课件制作组3.5英寸软盘片被封装在一个硬的保护壳内，中心窗口是一金属圆片。读／写窗口被一个可移动的金属套（快门）保护着，写保护口处有一块可移动的塑料翼片，移动翼片，打开小窗口，就实现了写保护，只能读、不能写。软盘上的信息是按磁道和扇区存放的，每个同心圆称为一个磁道，3.5英寸盘片每一面有80个磁道。磁道的编码最外面为0磁道，最里面为79磁道；每个磁道

4、又分为18段，段又叫扇区。每个扇区的容量在128～1024字节之间，通常都是512个字节。存入磁盘中的信息以512个字节为单位被分为许多信息块，按规定的顺序存放在相应的扇区内，磁盘的所有读／写操作都以扇区为单位。软盘的两个面都用来记录信息。一张新盘片必须先格式化再使用。所谓格式化就是按操作系统规定的格式对盘片划分磁道和扇区，并在每个扇区中填写地址信息。目前许多盘片销售前已被格式化，可直接使用。2005年1月版权所有©天津大学电子信息工程学院课件制作组2．软盘驱动器软盘驱动器FDD(FloppyDiskDriver)是用来驱动盘片旋转的部件，如下图。盘片的旋转可以使读

5、/写磁头在相应的磁道和扇区内寻找所需读出的信息或写入指定的信息。软盘驱动器的结构主要由盘片驱动系统、磁头定位系统、读/写电路系统和状态检测系统等四个部分组成。软盘驱动器结构图（3.5英寸）2005年1月版权所有©天津大学电子信息工程学院课件制作组（1）盘片驱动系统：盘片驱动系统有一个由伺服机构控制的+12V直流伺服电机，当关上驱动器的“小门”，在直流伺服电机的带动下，盘片以300～360r/min（转/分）的速度旋转，读/写磁头在步进电机及有关控制电路的控制下，按地址定位并对盘片进行读／写操作。（2）磁头定位系统：磁头定位系统采用四相双拍步进电机，由步进电机带动磁头

6、小车沿磁盘半径方向做径向直线运动。由适配器接口传送的“方向”和“步进”控制脉冲驱动步进电机，使磁头定位到需要寻址的磁道和扇区。2005年1月版权所有©天津大学电子信息工程学院课件制作组（3）读/写电路系统：读/写磁头作为一个整体安装在一起。上、下两个磁头使用一套读/写电路，完成规定的读/写操作。（4）状态检测系统：软盘驱动器上还设有写保护传感器、零磁道传感器、索引孔传感器、磁盘到位传感器等，这些传感器产生的信号将送到相关状态检测、控制电路实现对磁头读／写、定位、盘片转动等控制。2005年1月版权所有©天津大学电子信息工程学院课件制作组3．软盘控制器适配卡软盘驱动器并

7、不直接接受CPU的控制，而是通过接口电路与CPU进行联系。接口电路的功能是接受并解释来自CPU的命令，根据CPU的命令向软盘驱动器发出各种控制信号，检测软盘驱动器的状态，把主机送来的数据写入软盘或从软盘读出数据传送到主机内存。软盘接口电路通常集成在主板上，软盘驱动器通过标准的34芯电缆与主板上的软驱插槽连接。2005年1月版权所有©天津大学电子信息工程学院课件制作组9.1.2软盘存储器的工作过程当软盘插入并启动软驱时,盘片驱动系统带动盘片旋转，转速达到额定值时启动磁头定位装置，使磁头移动并将其前隙定位在00磁道上，进入读/写的准备状态。当控制器接到主机的命令后，