第2章外存储器

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1、2.6 2.6 外存储器外存储器2.6.1 2.6.1 软盘存储器软盘存储器2.6.2 2.6.2 硬盘存储器硬盘存储器2.6.3 2.6.3 光盘存储器光盘存储器22.6 外存储器PC机中的机中的外存储器外存储器硬盘硬盘存储器存储器软盘软盘驱动器驱动器CD-ROM驱动器驱动器32.6 外存储器2.6.1 软盘存储器软盘存储器42.6 外存储器软盘存储器软盘存储器=软驱软驱+软盘片软盘片信息的存储介质信息的存储介质3.5英寸软盘片英寸软盘片信息的读写装置信息的读写装置软盘驱动器软盘驱动器(软驱软驱)优点：存储介质（软盘片）可更换、携带方便、价格便宜优点：存储介质（软盘片）可更换、携带方便、价格

2、便宜缺点：容量太小缺点：容量太小(安装在台式安装在台式PC的机架上的机架上)52.6 外存储器软盘片的结构软盘片的结构n目前主要使用目前主要使用3.5英寸软盘英寸软盘写保护孔写保护孔轴盘连轴盘连接孔接孔软盘片软盘片是两面是两面涂涂满了满了磁性材磁性材料一张料一张圆形软圆形软塑料片塑料片盘片被封装在一个盘片被封装在一个硬塑料保护壳中硬塑料保护壳中读写窗读写窗(快门快门)是可移动的金是可移动的金属套，软盘工属套，软盘工作时才打开作时才打开移动翼片，露出写保护口，信移动翼片，露出写保护口，信息就无法记录到盘片，从而实息就无法记录到盘片，从而实现了写保护现了写保护62.6 外存储器磁盘存储器的信息存储

3、原理磁盘存储器的信息存储原理磁头，用磁头，用于写入和于写入和读出信息读出信息“0”“1”盘片旋转方向盘片旋转方向磁磁盘盘片片72.6 外存储器磁磁 道道扇扇 区区磁盘的磁道和扇区磁盘的磁道和扇区磁盘表面被磁盘表面被分为许多同分为许多同心圆，每个心圆，每个同心圆称为同心圆称为一个磁道。一个磁道。每个磁道都每个磁道都有一个编号，有一个编号，最外面的是最外面的是0磁道磁道 每个磁道被每个磁道被划分为若干划分为若干段（段又叫段（段又叫扇区），每扇区），每个扇区的存个扇区的存储容量均为储容量均为512字节。字节。每个扇区都每个扇区都有一个编号有一个编号 注：所谓磁盘的格式化操作，就是在盘面上划分磁道和扇

4、区，注：所谓磁盘的格式化操作，就是在盘面上划分磁道和扇区，并在扇区中填写扇区号等信息的过程并在扇区中填写扇区号等信息的过程82.6 外存储器3.5英寸软盘片存储容量的计算英寸软盘片存储容量的计算n共共 2个记录面（双面记录）个记录面（双面记录）n每个记录面每个记录面 80个磁道个磁道(编号编号:0-79)n每个磁道划分为每个磁道划分为 18个扇区个扇区 (编号编号:1-18)n每个扇区的存储容量为每个扇区的存储容量为 512字节字节n所以，每张盘片的总存储容量为所以，每张盘片的总存储容量为存储容量存储容量=2 80 18 512=1.44MB缺点：缺点：n盘片容量太小盘片容量太小n单位存储容量

5、的成本：软盘片单位存储容量的成本：软盘片 优盘优盘！优盘：优盘：512MB1GB （100元）元）92.6 外存储器软盘驱动器工作过程软盘驱动器工作过程驱动器的主轴驱动器的主轴驱动系统带动驱动系统带动软盘片不停地软盘片不停地旋转旋转若光线透过写若光线透过写保护窗，则禁保护窗，则禁止写操作止写操作定位系统将磁定位系统将磁头定位到指定头定位到指定的的磁道，磁道，进行进行信息的读写信息的读写快门打开快门打开102.6 外存储器如何增大磁盘片的容量？如何增大磁盘片的容量？n提高盘片上的信息记录密度！提高盘片上的信息记录密度！n增加磁道数目增加磁道数目提高磁道密度提高磁道密度n增加扇区数目增加扇区数目提

6、高位密度提高位密度 低密度存储示意图低密度存储示意图 高密度存储示意图高密度存储示意图位密度位密度道密度道密度位密度位密度道密度道密度硬盘硬盘存储器存储器112.6 外存储器2.6.2 硬盘存储器硬盘存储器122.6 外存储器硬盘存储器硬盘存储器概述概述n作用：作用：长期保存各类信息长期保存各类信息n特点：特点：可读可写可读可写 容量很大容量很大 成本极低（成本极低（110GB/100元）元）技术持续很快，容量将更大，成本会更低技术持续很快，容量将更大，成本会更低132.6 外存储器 硬盘存储器的结构硬盘存储器的结构移动臂移动臂控制电路控制电路主轴主轴硬盘片硬盘片磁头磁头接口接口142.6 外

7、存储器 磁盘存储器的信息记录原理磁盘存储器的信息记录原理电流方向电流方向磁头磁头磁盘磁盘表面表面磁性材料粒子磁性材料粒子盘盘 片片 旋旋 转转 方向方向写写“1”写写“0”磁存储器信磁存储器信息记录原理息记录原理信息记录格式与软信息记录格式与软盘相同，按磁道和盘相同，按磁道和扇区进行存储，但扇区进行存储，但磁道和扇区数目要磁道和扇区数目要多得多多得多152.6 外存储器信息的存取时间信息的存取时间n磁盘上的信息以扇区为单位进行读写。（平均）访问（存取）磁盘上的信息以扇区为单位进行读写。（平均）访问（存取）时间为：时间为：T=寻道时间寻道时间+等待时间等待时间+数据传输时间数据传输时间（平均）寻

8、道时间（平均）寻道时间磁头寻找到指定磁道所需时间磁头寻找到指定磁道所需时间(大约大约5ms)（平均）等待时间（平均）等待时间指定扇区旋转到磁头下方所需要的时间指定扇区旋转到磁头下方所需要的时间(大约大约46ms)(转速：转速：4200/5400/7200/10000rpm)数据传输时间数据传输时间(大约大约0.01ms/扇区扇区)所以所以 有了书上的公式：有了书上的公式：磁头磁头磁道磁道旋转轴旋转轴碟片碟片162.6 外存储器硬盘存储器的性能指标硬盘存储器的性能指标（1）容量：以）容量：以GB为单位，目前硬盘单碟容量约为为单位，目前硬盘单碟容量约为40100GB（2）平均存取时间：在几）平均存

9、取时间：在几ms几十几十ms之间，由硬盘的旋转速度、磁之间，由硬盘的旋转速度、磁头寻道时间和数据传输速率所决定头寻道时间和数据传输速率所决定（3）缓存容量：原则上越大越好，通常为）缓存容量：原则上越大越好，通常为2MB8MB（4）数据传输速率）数据传输速率n外部传输速率指主机从（向）硬盘缓存读出（写入）数据的速外部传输速率指主机从（向）硬盘缓存读出（写入）数据的速度，与采用的接口类型有关度，与采用的接口类型有关n内部传输速率指硬盘在盘片上读写数据的速度，转速越高内部内部传输速率指硬盘在盘片上读写数据的速度，转速越高内部传输速率越快传输速率越快（5）与主机的接口：）与主机的接口：n前些年使用：并

10、行前些年使用：并行ATA（IDE）接口）接口n当前流行：当前流行：串行串行ATA（SATA）接口）接口172.6 外存储器附：关于硬盘的附：关于硬盘的SATA接口接口(1)nPC前几年大多使用前几年大多使用IDE(ATA)接口接口nUltra ATA100或或Ultra ATA133接口，传输速率最高分别接口，传输速率最高分别为为100MB/s和和133MB/sn近两年开始大量采用近两年开始大量采用SATA接口接口(150300MB/s)n串行传输方式串行传输方式，工作频率高，工作频率高(1.5GHz-3GHz)n低电平差分信号，内嵌时钟信号低电平差分信号，内嵌时钟信号n传输线长度增加，插头插

11、座体积缩小传输线长度增加，插头插座体积缩小182.6 外存储器移动存储器之移动存储器之1 1优盘优盘n采用采用Flash存储器（闪存）芯片，存储器（闪存）芯片，体积小，重量轻体积小，重量轻n容量可以按需要而定（容量可以按需要而定（256MB2GB），具有写保护功能），具有写保护功能n数据保存安全可靠，使用寿命长数据保存安全可靠，使用寿命长n使用使用USB接口，即插即用，支持接口，即插即用，支持热插拔热插拔(必须先停止工作必须先停止工作)n读写速度比软盘快读写速度比软盘快n可以模拟软驱和硬盘启动操作系可以模拟软驱和硬盘启动操作系统统192.6 外存储器移动存储器之移动存储器之2 2移动硬盘移动硬

12、盘n存储容量大（存储容量大（10GB100GB）n采用采用USB或或IEE1394接口，接口，即插即用，支持热插拔即插即用，支持热插拔(必必须先停止工作须先停止工作)n小巧而便于携带小巧而便于携带n速度快，安全可靠速度快，安全可靠移动硬盘移动硬盘202.6 外存储器2.6.3 光盘存储器光盘存储器212.6 外存储器光盘存储器的分类光盘存储器的分类n按存储容量分：按存储容量分：nCD光盘：大约光盘：大约650MBnDVD光盘光盘：(单面单层单面单层)大约大约4.7GBn按存储特性分：按存储特性分：nCD-ROM/DVD-ROM:可读、不可写可读、不可写nCD-R /DVD-R:可读、可写，但不

13、能改写可读、可写，但不能改写nCD-RW/DVD-RW:可读、可写，且可以改写可读、可写，且可以改写n按应用分：按应用分：nCD唱片；唱片；VCD影碟；影碟；CD-ROM和和CD-RW(计算机用计算机用)nDVD影碟；影碟；DVD-ROM和和DVD-RW(计算机用计算机用)222.6 外存储器CD光盘的信息记录原理光盘的信息记录原理(1)CD光盘的光盘的螺旋形光道螺旋形光道凹坑的边缘凹坑的边缘用来表示用来表示“1”，而凹，而凹坑和非凹坑坑和非凹坑的平坦部分的平坦部分表示表示“0”232.6 外存储器为什么为什么DVD容量比容量比CD大得多？大得多？1)更小的凹点长度更小的凹点长度(2.08x)

14、,2)数据轨道间隔更紧密数据轨道间隔更紧密(2.16x),3)采用较短波长的采用较短波长的635nm或或650nm的红色激光的红色激光,使激光斑点直径缩使激光斑点直径缩小小,提高信息的鉴别能力提高信息的鉴别能力.4)数据区域稍大一点数据区域稍大一点(1.02x),5)更有效的信道比特调制更有效的信道比特调制(1.06x),6)更有效的纠错码更有效的纠错码(1.32x),7)较少的段开销较少的段开销(1.06x).242.6 外存储器光盘刻录机和光盘刻录机和DVD光盘的容量光盘的容量 nDVD光盘刻录机目前有三大类、五种规范（光盘刻录机目前有三大类、五种规范（DVD-RAM；DVD-R、DVD-

15、RW；DVD+R和和DVD+RW）nSuperMulti DVD刻录机能够兼容上述大部或全部规范刻录机能够兼容上述大部或全部规范nCD-RW/DVD-ROM COMBO（简称（简称COMBO），是），是CD-RW刻录机和刻录机和DVD-ROM组合在一起的一体式光驱组合在一起的一体式光驱nDVD盘片的若干规格：盘片的若干规格：DVD光盘类型光盘类型120mm DVD存储容量存储容量(GB)80mmDVD存储容量存储容量(GB)单面单层单面单层(SS/SL)单面双层单面双层(SS/DL)双面单层双面单层(DS/SL)双面双层双面双层(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)