计算机硬件技术基础 张晓蕾 第7章

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1、第7章外部存储器本章要点7.1磁盘存储器7.2光盘7.3磁带7.4移动式存储器7.5实例：磁盘存储器习题本章逻辑结构7.1磁盘存储器7.1.1磁盘存储原理7.1.1.1电磁原理7.1.1.2在磁盘上读写文件7.1.2软盘驱动器7.1.3硬盘驱动器7.1.4提高磁盘速度和存储量的主要技术7.1.4.1磁盘压缩7.1.4.2文件压缩7.1.4.3磁盘碎片整理本章逻辑结构7.2光盘7.2.1光盘的工作原理和性能指标7.2.2CD－ROM驱动器7.2.3可写入CD－ROM7.2.4DVD驱动器7.2.5CD－RW和DVD－RAM7.3磁

2、带7.3.1磁带存储器概述7.3.2磁带机的结构7.3.3磁带的主要应用领域7.3.4磁带机的工作原理7.3.5企业选择备份设备的基本原则本章逻辑结构7.4移动式存储器7.4.1Zip驱动器7.4.2可移动硬盘7.4.3闪存7.4.4盒式磁带备份机7.5实例：磁盘存储器7.5.1从编号识别硬盘7.5.2硬盘性能测试习题7.1磁盘存储器7.1.1磁盘存储原理7.1.1.1电磁原理数字磁记录的过程是一种电磁信息的转换过程。执行写入操作时，首先将数字代码信息以电流的形式输入到写磁头线圈中，然后转换成磁场去磁化记录介质，最终将数字代码信

3、息以磁化状态的形式记录在介质上。执行读出操作时，首先通过读磁头将磁化状态转换成电信号，最后还原成数字形式输出。常见的磁表面存储器，如软、硬磁盘、磁带等就是利用磁记录原理制成的。1．记录介质2．磁头7.1磁盘存储器7.1.1.2在磁盘上读写文件在读写过程中，记录介质与磁头之间相对运动，一般是记录介质运动而磁头不动。1．写入过程2．读出过程3．磁表面存储器的技术指标磁表面存储器一般具有以下特点：（1）非破坏性读出，不需再生过程；（2）记录信息为永久性存储，不会因断电而丢失，可以长期保持，重复使用；（3）重新磁化可以改变记录介质的磁化

4、状态，即允许多次重写；（4）数据的存取方式可为顺序存储方式(磁带)，也可为直接存储方式(磁盘)；（5）在机械运动过程中读／写，因而读／写速度较慢；（6）记录密度高，容量大，价格低。7.1磁盘存储器7.1.2软盘驱动器1．软盘存储器概述软盘常用于脱机保存信息，向系统提供程序和数据，作为廉价的小容量外存，也是计算机广泛配置的外设之一。软盘存储器的工作原理与硬盘存储器基本相同，但它在结构上与硬盘有较大的差别，磁头工作方式也不同，其差别见表7.1。7.1磁盘存储器表7.1软盘与硬盘的差别项目硬盘软盘盘片载体硬质软质盘片数多片单片转速高低

5、存取速度高低记录密度高低容量大小磁头工作方式浮动式接触式盘片可否更换大部分不可更换可更换造价高低使用环境要求高要求较低7.1磁盘存储器2．磁道记录格式磁盘采取逐道逐位串行记录，在一个闭合磁道内信息的组织格式称为磁道记录格式。磁道记录格式与操作系统版本有关，有的操作系统还允许用户产生自己的非标准物理格式，以防止他人非法拷贝。3.5in软盘的磁道格式基本上采用了5.25in软盘的磁道格式。由于盘径减小使每道记录长度缩短，因此，磁道上一些标记和间隙将被简化或缩短。间隙1代表索引间隙，表示该磁道的开始，由32～46字节4EH组成。间隙2

6、代表标志符间隙，包含22字节的4EH，将每个扇区内标志区与数据区隔开。间隙3为数据块间隙，位于每个扇区中数据块之后，包含78～84字节的4EH。间隙4为道间隙，位于最末扇区的间隙3之后，写入4EH，直到间隙1出现为止。7.1磁盘存储器7.1.3硬盘驱动器磁盘存储器分为硬盘存储器和软盘存储器两类，其中硬盘的存储容量大，使用寿命长，工作速度快，是辅存的主体。1．硬盘的基本结构与分类在常用的微机系统中，一般采取将设备控制器与设备相分离的模式。磁盘子系统的硬件包括磁盘适配器、磁盘驱动器。磁盘控制逻辑的大部分及磁盘与主机间的接口，合成为磁

7、盘适配器。磁盘适配卡一般插入主机，与系统总线相连接，并通过电缆与磁盘驱动器相连。磁盘驱动器中装有盘片、磁头、主轴电机（盘片旋转驱动机构）、磁头定位机构、读／写电路和控制逻辑等。2．硬盘的信息分布在硬盘中信息分布呈如下层次：记录面、圆柱面、磁道、信息块／扇区7.1磁盘存储器3．磁头定位系统磁头定位系统驱动磁头沿盘面的径向移动寻道并精确定位。磁头定位系统应包括以下操作：（1）硬盘驱动器启动后，或是中途寻道出错后，要使磁头准确地回到0号磁道，以等待寻道。（2）要能快速、准确地将磁头移到指定磁道的中心位置。（3）当硬盘驱动器发生故障或掉

8、电后，要使磁头迅速退出盘面数据区，以保护盘面免受擦伤。4．寻址过程（1）磁盘地址（2）定位（寻道）（3）寻找起始扇区5．磁盘存储器参数的计算7.1磁盘存储器7.1.4提高磁盘速度和存储量的主要技术尽管可以设计有效的编码方案来表示字符、图像和声音，但是包含这些数据