第2章 外存儲(chǔ)器

1、2.4.3 外存儲(chǔ)器,1 軟盤存儲(chǔ)器2 硬盤存儲(chǔ)器3 光盤存儲(chǔ)器,軟盤存儲(chǔ)器,軟盤存儲(chǔ)器 = 軟驅(qū) + 軟盤片,信息的存儲(chǔ)介質(zhì)3.5英寸軟盤片,信息的讀寫裝置軟盤驅(qū)動(dòng)器(軟驅(qū)),優(yōu)點(diǎn)：存儲(chǔ)介質(zhì)（軟盤片）可更換、攜帶方便、價(jià)格便宜缺點(diǎn)：容量太小,軟盤片的結(jié)構(gòu),目前主要使用3.5英寸軟盤,寫保護(hù)孔,,軟盤片是兩面涂滿了磁性材料一張圓形軟塑料片,盤片被封裝在一個(gè)硬塑料保護(hù)殼中,讀寫窗(快門)是可移動(dòng)的金屬套，軟盤工作時(shí)才打開

2、,移動(dòng)翼片，露出寫保護(hù)口，信息就無法記錄到盤片，從而實(shí)現(xiàn)了寫保護(hù),磁盤存儲(chǔ)器的信息存儲(chǔ)原理,在磁表面存儲(chǔ)器中,利用一種稱為“磁頭”的裝置來形成和判別磁層中的不同磁化狀態(tài).換句話說,寫入時(shí),利用磁頭使載體(盤片)具有不同的磁化狀態(tài),而在讀出時(shí)又利用磁頭來區(qū)別這些不同的磁化狀態(tài).磁頭實(shí)際上是由軟磁材料做鐵芯繞有讀寫線圈的電磁鐵.,磁盤的磁道和扇區(qū),磁盤表面被分為許多同心圓，每個(gè)同心圓稱為一個(gè)磁道。每個(gè)磁道都有一個(gè)編號，最外面的是0磁道,每個(gè)

3、磁道被劃分為若干段（段又叫扇區(qū)），每個(gè)扇區(qū)的存儲(chǔ)容量均為512字節(jié)。每個(gè)扇區(qū)都有一個(gè)編號,注：所謂磁盤的格式化操作，就是在盤面上劃分磁道和扇區(qū)，并在扇區(qū)中填寫扇區(qū)號等信息的過程,3.5英寸軟盤片存儲(chǔ)容量的計(jì)算,共 2個(gè)記錄面（雙面記錄）每個(gè)記錄面 80個(gè)磁道 (編號:0-79)每個(gè)磁道劃分為 18個(gè)扇區(qū) (編號:1-18)每個(gè)扇區(qū)的存儲(chǔ)容量為 512字節(jié)所以，每張盤片的總存儲(chǔ)容量為存儲(chǔ)容量= 2 ? 80 ? 18 ? 5

4、12 =1.44MB缺點(diǎn)：盤片容量太小單位存儲(chǔ)容量的成本：軟盤片 > 優(yōu)盤 ！,優(yōu)盤：512MB～1GB （100元）,軟盤驅(qū)動(dòng)器工作過程,如何增大磁盤片的容量？,提高盤片上的信息記錄密度！增加磁道數(shù)目——提高磁道密度增加扇區(qū)數(shù)目——提高位密度,硬盤存儲(chǔ)器,硬盤存儲(chǔ)器概述,作用： 長期保存各類信息特點(diǎn)： 可讀可寫 容量很大 成本極低（110GB/100元） 技術(shù)持續(xù)很快

5、，容量將更大，成本會(huì)更低,硬盤存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu),磁盤存儲(chǔ)器的信息記錄原理,磁存儲(chǔ)器信息記錄原理,信息記錄格式與軟盤相同，按磁道和扇區(qū)進(jìn)行存儲(chǔ)，但磁道和扇區(qū)數(shù)目要多得多,信息的平均存取時(shí)間,磁盤上的信息以扇區(qū)為單位進(jìn)行讀寫，平均存取時(shí)間為：T = 尋道時(shí)間+旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間+數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間尋道時(shí)間——磁頭尋找到指定磁道所需時(shí)間(大約5ms)旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間——指定扇區(qū)旋轉(zhuǎn)到磁頭下方所需要的時(shí)間(大約4～6ms) (轉(zhuǎn)速： 4200/5400

6、/7200/10000rpm)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間——(大約0.01ms/扇區(qū)),硬盤存儲(chǔ)器的性能指標(biāo),（1）容量：以GB為單位，目前硬盤單碟容量約為40～100GB（2）平均存取時(shí)間：在幾ms～幾十ms之間，由硬盤的旋轉(zhuǎn)速度、磁頭尋道時(shí)間和數(shù)據(jù)傳輸速率所決定（3）緩存容量：原則上越大越好，通常為2MB～8MB（4）數(shù)據(jù)傳輸速率外部傳輸速率指主機(jī)從（向）硬盤緩存讀出（寫入）數(shù)據(jù)的速度，與采用的接口類型有關(guān)內(nèi)部傳輸速率指硬盤在盤片上讀

7、寫數(shù)據(jù)的速度，轉(zhuǎn)速越高內(nèi)部傳輸速率越快 （5）與主機(jī)的接口：前些年使用：并行ATA（IDE）接口當(dāng)前流行： 串行ATA（SATA）接口,附：關(guān)于硬盤的SATA接口(1),PC前幾年大多使用IDE(ATA)接口Ultra ATA100或Ultra ATA133接口，傳輸速率最高分別為100MB/s和133MB/s近兩年開始大量采用SATA接口(150～300MB/s)串行傳輸方式，工作頻率高(1.5GHz-3GHz)低

8、電平差分信號，內(nèi)嵌時(shí)鐘信號傳輸線長度增加，插頭插座體積縮小,附：關(guān)于硬盤的SATA接口(2),并行ATA接口的連接電纜,SATA接口的連接電纜,SATA接口電路功能,SATA接口采用差分信號串行傳輸,使用硬盤應(yīng)注意什么?,正在對硬盤讀寫時(shí)不能關(guān)掉電源 保持使用環(huán)境的清潔衛(wèi)生，注意防塵；控制環(huán)境溫度，防止高溫、潮濕和磁場的影響防止硬盤受震動(dòng)，工作時(shí)不要移動(dòng)機(jī)器及時(shí)對硬盤內(nèi)容進(jìn)行整理，包括目錄的整理、文件的清理、磁盤碎片整理等防止

9、計(jì)算機(jī)病毒對硬盤的破壞，對硬盤定期進(jìn)行病毒檢測,移動(dòng)存儲(chǔ)器之1——優(yōu)盤,采用Flash存儲(chǔ)器（閃存）芯片，體積小，重量輕容量可以按需要而定（256MB～2GB），具有寫保護(hù)功能數(shù)據(jù)保存安全可靠，使用壽命長使用USB接口，即插即用，支持熱插拔(必須先停止工作)讀寫速度比軟盤快可以模擬軟驅(qū)和硬盤啟動(dòng)操作系統(tǒng),移動(dòng)存儲(chǔ)器之2——移動(dòng)硬盤,存儲(chǔ)容量大（10GB～100GB）采用USB或IEE1394接口，即插即用，支持熱插拔(必須先

10、停止工作)小巧而便于攜帶速度快，安全可靠,移動(dòng)硬盤,光盤存儲(chǔ)器,光盤存儲(chǔ)器的分類,按存儲(chǔ)容量分：CD光盤：大約650MBDVD光盤：(單面單層)大約4.7GBBlue-ray Disc藍(lán)光光盤：(單面單層)大約27GB按存儲(chǔ)特性分：CD-ROM / DVD-ROM: 可讀、不可寫CD-R / DVD-R : 可讀、可寫，但不能改寫CD-RW / DVD-RW: 可讀、可寫，且可以改寫按應(yīng)用分：CD唱片；VC

11、D影碟；CD-ROM和CD-RW(計(jì)算機(jī)用)DVD影碟； DVD-ROM和DVD-RW(計(jì)算機(jī)用),CD光盤的信息記錄原理(1),CD光盤的螺旋形光道,凹坑的邊緣用來表示“1”，而凹坑和非凹坑的平坦部分表示“0”,為什么DVD容量比CD大得多？,1) 更小的凹點(diǎn)長度(~2.08x), 2) 數(shù)據(jù)軌道間隔更緊密 (~2.16x), 3) 采用較短波長的635nm或650nm的紅色激光, 使激光斑點(diǎn)直徑縮小,提高信息的鑒別能力.4

12、) 數(shù)據(jù)區(qū)域稍大一點(diǎn)(~1.02x), 5) 更有效的信道比特調(diào)制 (~1.06x), 6) 更有效的糾錯(cuò)碼(~1.32x), 7) 較少的段開銷(~1.06x).,光盤驅(qū)動(dòng)器的工作原理,CD驅(qū)動(dòng)器由光頭、光頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、CD盤驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制電路等組成,激光器發(fā)出的激光經(jīng)過透鏡聚焦后到達(dá)光盤，從光盤上反射回來的激光束沿原來的光路返回，到達(dá)激光束分離器后反射到光電檢測器，由光電檢測器把光信號變成電信號，再經(jīng)過電子線路處理后還原成原來的