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第第7 7章章 外部存储器外部存储器 本章简要介绍了软盘驱动器的性能特点、种类、结构原理和本章简要介绍了软盘驱动器的性能特点、种类、结构原理和几种大容量的软驱。还介绍了硬盘的性能特点、技术参数和接口几种大容量的软驱。还介绍了硬盘的性能特点、技术参数和接口类型等。类型等。7.1 7.1 7.1 7.1 软盘驱动器软盘驱动器软盘驱动器软盘驱动器 7.2 7.2 7.2 7.2 硬盘硬盘硬盘硬盘 7.3 7.3 7.3 7.3 硬盘控制器接口硬盘控制器接口硬盘控制器接口硬盘控制器接口 7.4 7.4 7.4 7.4 光盘驱动器光盘驱动器光盘驱动器光盘驱动器退出退出7.1 7.1 软盘驱动器软盘驱动器 7.1.1 7.1.1 软盘驱动器软盘驱动器 7.1.1.1 7.1.1.1 7.1.1.1 7.1.1.1 软盘驱动器的规格和接口软盘驱动器的规格和接口软盘驱动器的规格和接口软盘驱动器的规格和接口 软盘子系统包括软盘片、软盘驱动器、驱动程序软盘子系统包括软盘片、软盘驱动器、驱动程序和软驱控制器这几部分。软盘是微机系统永久保存信和软驱控制器这几部分。软盘是微机系统永久保存信息和交换信息的重要外部磁存储介质。软驱（息和交换信息的重要外部磁存储介质。软驱（Floppy Floppy Disk DriverDisk Driver，FDDFDD）是对软盘进行读写的机电一体化）是对软盘进行读写的机电一体化的设备。软驱驱动程序是软驱的配套程序，它包含在的设备。软驱驱动程序是软驱的配套程序，它包含在系统系统BIOSBIOS程序中。软驱控制器（程序中。软驱控制器（FDD ControllerFDD Controller）提）提供主机对软驱的控制信号，也是软驱设备的接口，它供主机对软驱的控制信号，也是软驱设备的接口，它做在做在I/OI/O卡或主板上或南桥芯片内。卡或主板上或南桥芯片内。微机常选用的软盘片有直径为英寸、存储容量为微机常选用的软盘片有直径为英寸、存储容量为和直径为英寸、存储容量为这两种，它们的驱动器分和直径为英寸、存储容量为这两种，它们的驱动器分别称为别称为5 5寸软驱和寸软驱和3 3寸软驱。由于寸软驱。由于3 3寸软盘体积小、容量寸软盘体积小、容量大并带有塑料外壳不易损坏，目前大多数大并带有塑料外壳不易损坏，目前大多数PCPC机仅仅配机仅仅配备一个备一个3 3寸软驱。寸软驱。3.5”3.5”软驱的外形如图软驱的外形如图7-17-1所示。所示。图7-1 3.5”软驱和软盘 3.5”3.5”软盘的结构如图软盘的结构如图7-27-2所示，它的盘片外面有所示，它的盘片外面有一个塑料外壳，不易污染和损坏。将它的写保护片拨一个塑料外壳，不易污染和损坏。将它的写保护片拨到封住写保护孔的位置时，软盘处于可以读写的状态，到封住写保护孔的位置时，软盘处于可以读写的状态，反之为写保护状态，这时软盘上的信息不会被改写，反之为写保护状态，这时软盘上的信息不会被改写，软盘也不会感染病毒。软盘也不会感染病毒。图图7-2 3.5”7-2 3.5”软盘的结构软盘的结构 软驱上有两个插座。一个电源插座，它有四个插软驱上有两个插座。一个电源插座，它有四个插针，分别为针，分别为+12V+12V输入、两个接地线和输入、两个接地线和+5V+5V输入，输入，+12V+12V给给各个马达供电，各个马达供电，+5V+5V给电路元件供电。另一个为控制及给电路元件供电。另一个为控制及数据电缆插座，它有数据电缆插座，它有3434线。用一根线。用一根3434线电缆将它与线电缆将它与I/OI/O多功能卡或主板上的软驱接口（多功能卡或主板上的软驱接口（FDDFDD）相连接。）相连接。3434线电线电缆的红色线应接到两边插座的缆的红色线应接到两边插座的1 1号脚，以免电缆接反。号脚，以免电缆接反。软驱软驱3434线电缆如图线电缆如图7-37-3所示。在一些微机的系统硬件配所示。在一些微机的系统硬件配置程序置程序CMOS SetupCMOS Setup中有中有“Swap Floppy Drive”“Swap Floppy Drive”这一项，这一项，当将其设置为当将其设置为“Enabled”“Enabled”时则可对调时则可对调A A、B B两个软驱的两个软驱的逻辑名称，而不必在电缆插头上将它们对调。软驱接逻辑名称，而不必在电缆插头上将它们对调。软驱接口（口（FDCFDC）的信号定义如表）的信号定义如表7-17-1。图7-3 软驱的34线电缆 7.1.1.2 7.1.1.2 7.1.1.2 7.1.1.2 软盘驱动器的结构原理软盘驱动器的结构原理软盘驱动器的结构原理软盘驱动器的结构原理 软盘驱动器（软盘驱动器（FDDFDD）由数据读写系统、磁头定位）由数据读写系统、磁头定位系统、盘片驱动系统和控制电路等组成。磁头是其工系统、盘片驱动系统和控制电路等组成。磁头是其工作的核心部件。磁头分为上、下两个，上磁头称为作的核心部件。磁头分为上、下两个，上磁头称为“1“1号磁头号磁头”，下磁头称为，下磁头称为“0“0号磁头号磁头”，它们固定在磁头，它们固定在磁头小车上，并始终接触盘片。当盘片由主轴马达驱动以小车上，并始终接触盘片。当盘片由主轴马达驱动以每分钟每分钟300300多转的高速旋转时，磁头小车由步进马达驱多转的高速旋转时，磁头小车由步进马达驱动做径向运动，从而使上、下磁头能扫描磁盘上、下动做径向运动，从而使上、下磁头能扫描磁盘上、下两面的所有磁道，实现读、写操作。两面的所有磁道，实现读、写操作。所谓写操作是指软驱接收到主机发来的数据编码所谓写操作是指软驱接收到主机发来的数据编码信号，经过写电路的一系列处理后，通过磁头将数据信号，经过写电路的一系列处理后，通过磁头将数据的电流信号转换为磁信号记录在磁盘上。而读操作是的电流信号转换为磁信号记录在磁盘上。而读操作是写操作的逆过程，即把磁盘上记录的磁信息通过磁头写操作的逆过程，即把磁盘上记录的磁信息通过磁头转换为电流信号，然后经过读电路的一系列处理后，转换为电流信号，然后经过读电路的一系列处理后，还原出电信号的数据信息发送给主机。还原出电信号的数据信息发送给主机。软盘驱动器还有专门用于检测磁盘状态的传感器软盘驱动器还有专门用于检测磁盘状态的传感器元件。比如元件。比如“0“0磁道开关磁道开关”、“写保护传感器写保护传感器”。磁盘驱动器软驱或硬驱的基本原理相同，框图如磁盘驱动器软驱或硬驱的基本原理相同，框图如图图7-47-4所示，主要包括数据读写系统、磁头定位系统、所示，主要包括数据读写系统、磁头定位系统、盘片驱动系统和控制电路等部分。盘片驱动系统和控制电路等部分。图图7-4 7-4 磁盘驱动器的磁盘驱动器的原理方框原理方框 7.1.2 7.1.2 超级软驱超级软驱 目前还有多种高速大容量的新型软盘驱动器，如目前还有多种高速大容量的新型软盘驱动器，如ZIP100ZIP100、LS-120LS-120和和UHCUHC等。由于价格较高和软盘交换性等。由于价格较高和软盘交换性等原因，都尚未被等原因，都尚未被PCPC机普遍采用。机普遍采用。7.1.2.1 LS-120 7.1.2.1 LS-120 7.1.2.1 LS-120 7.1.2.1 LS-120软盘驱动器软盘驱动器软盘驱动器软盘驱动器 LS-120 LS-120（Laser Servo-120MBLaser Servo-120MB）是一种采用激光）是一种采用激光伺服机构的大容量伺服机构的大容量3.5”3.5”软盘驱动器，主要部件采用激软盘驱动器，主要部件采用激光光学轨迹读写技术，并配备高容量高密度软磁盘。光光学轨迹读写技术，并配备高容量高密度软磁盘。LS-120 LS-120盘片容量可达盘片容量可达l20MBl20MB，是原寸软盘的，是原寸软盘的8383倍。倍。读写速度为原软驱的读写速度为原软驱的5 5倍。倍。LS-120LS-120使用标准使用标准IDEIDE接口。接口。它与原寸软驱兼容，即可以读写软盘。许多新的它与原寸软驱兼容，即可以读写软盘。许多新的BIOSBIOS都支持都支持LS-120LS-120软驱，软驱，DOSDOS、Windows 9xWindows 9x和和Windows NTWindows NT可以使用这种软驱。可以使用这种软驱。LS-120LS-120软盘驱动器有望成为未来软盘驱动器有望成为未来PCPC机的大容量外存设备。机的大容量外存设备。内外置内外置LS-120LS-120的安装是不同的。的安装是不同的。1 1外置式外置式LS-120LS-120软驱的安装：软驱的安装：2 2内置式内置式LS-120LS-120软驱的安装：软驱的安装：7.1.2.2 ZIP 7.1.2.2 ZIP 7.1.2.2 ZIP 7.1.2.2 ZIP驱动器驱动器驱动器驱动器 ZIP ZIP驱动器是一种活动式存储驱动器，它使用的盘驱动器是一种活动式存储驱动器，它使用的盘片容量为片容量为100MB100MB。它的盘片比传统。它的盘片比传统3.5”3.5”盘片厚许多，盘片厚许多，它不兼容传统软盘。按接口形式分，它不兼容传统软盘。按接口形式分，ZIPZIP有有IDEIDE内置式、内置式、SCSISCSI内置式、内置式、SCSISCSI外置式和并口外置式等。采用与硬外置式和并口外置式等。采用与硬盘同样的盘同样的SCSISCSI和和IDEIDE接口，使接口，使ZIPZIP驱动器的存取时间大驱动器的存取时间大大提高，达到大提高，达到2929毫秒。而采用通用的并行口，则使毫秒。而采用通用的并行口，则使ZIPZIP驱动器可以非常方便地接入台式、便携式或其它各式驱动器可以非常方便地接入台式、便携式或其它各式计算机，但并行口会使计算机，但并行口会使ZIPZIP的访问速度明显变慢。的访问速度明显变慢。IDEIDE接口、接口、SCSISCSI接口和并行接口的接口和并行接口的ZIPZIP软驱的安装方法软驱的安装方法均与原来的均与原来的3 3寸软驱不同。寸软驱不同。2.3 UHC 2.3 UHC 2.3 UHC 2.3 UHC软盘驱动器软盘驱动器软盘驱动器软盘驱动器 UHC UHC（Ultra High CapacityUltra High Capacity）即超高容量软盘驱）即超高容量软盘驱动器，由日本动器，由日本MitsumiMitsumi公司开发。它的盘片容量为公司开发。它的盘片容量为150MB150MB，也兼容原的寸软盘。它的主轴马达转速为，也兼容原的寸软盘。它的主轴马达转速为3600RPM3600RPM。它的磁头与盘面不接触，与硬盘原理一样。它的磁头与盘面不接触，与硬盘原理一样。它的平均搜寻时间为它的平均搜寻时间为20mS20mS，比，比LS-120LS-120的的60mS60mS快快3 3倍。倍。预言各种新型大容量软盘驱动器的发展前景，到预言各种新型大容量软盘驱动器的发展前景，到底谁能够取代传统的软盘驱动器，不仅仅取决于它自底谁能够取代传统的软盘驱动器，不仅仅取决于它自身的性能优良和价格便宜，一个重要因素就是它能否身的性能优良和价格便宜，一个重要因素就是它能否与当前仍独霸与当前仍独霸PCPC机的软盘驱动器相兼容和方便地交换机的软盘驱动器相兼容和方便地交换共享数据。共享数据。7.2 7.2 硬盘硬盘 7.2.1 7.2.1 硬盘驱动器简介硬盘驱动器简介 硬盘驱动器（硬盘驱动器（Hard Disk DriverHard Disk Driver，HDDHDD）也是微机）也是微机系统的基本外存设备。与软盘驱动器不同的是，它的系统的基本外存设备。与软盘驱动器不同的是，它的磁盘片是硬质合金的，并固定安装在驱动器内部，所磁盘片是硬质合金的，并固定安装在驱动器内部，所以也可统称为硬盘。与软盘相比，它的存储容量要大以也可统称为硬盘。与软盘相比，它的存储容量要大得多，速度也快得多，而体积也较小。得多，速度也快得多，而体积也较小。3”3”软盘的容量软盘的容量为，而目前为，而目前PCPC机硬盘容量在机硬盘容量在10GB10GB到到60GB60GB。目前市面上。目前市面上硬盘的主流品牌为昆腾（硬盘的主流品牌为昆腾（QuantumQuantum）、希捷）、希捷（SeagateSeagate）、钻石（）、钻石（MaxtorMaxtor）、西部数据）、西部数据（WestdataWestdata）和）和IBMIBM等。等。硬盘子系统包括硬盘驱动器（内含硬盘）、驱动硬盘子系统包括硬盘驱动器（内含硬盘）、驱动程序和硬盘接口。硬盘的控制器（程序和硬盘接口。硬盘的控制器（HDD ControllerHDD Controller）做在硬盘内部，而接口集成在主板上。硬盘的驱动程做在硬盘内部，而接口集成在主板上。硬盘的驱动程序包含在系统序包含在系统BIOSBIOS程序中。硬盘的构成和工作原理与程序中。硬盘的构成和工作原理与软驱相仿，它以自己专用的微处理器作为控制器，它软驱相仿，它以自己专用的微处理器作为控制器，它的内部的内部ROMROM固化了控制软件，用来实现加电时的自我诊固化了控制软件，用来实现加电时的自我诊断、运行状态检测、主轴电机的转速调节和对磁头的断、运行状态检测、主轴电机的转速调节和对磁头的位置控制等功能。位置控制等功能。硬盘驱动器内部硬件主要由电路板和头盘组件硬盘驱动器内部硬件主要由电路板和头盘组件HDAHDA（Head Disk AssembllyHead Disk Assemblly）构成。）构成。硬盘的内部结构如图硬盘的内部结构如图7-57-5所示。所示。图7-5 硬盘的内部结构示意 硬盘按其盘片直径大小可分为、和英寸等多种，硬盘按其盘片直径大小可分为、和英寸等多种，按其接口类型分有按其接口类型分有IDEIDE接口及接口及SCSISCSI接口等多种，目前使接口等多种，目前使用最多的是用最多的是IDEIDE接口的英寸硬盘。接口的英寸硬盘。IDE IDE接口来自接口来自IBM ATIBM AT机，其信号定义与机，其信号定义与ATAT机的总线机的总线相似，因此也叫相似，因此也叫ATAT总线（总线（AT BUSAT BUS）。）。IDEIDE接口的硬盘连接口的硬盘连接电缆为接电缆为4040线排线电缆，其中红色为线排线电缆，其中红色为1 1号线，如图号线，如图7-67-6所示。所示。在一个在一个IDEIDE接口上连接两个硬盘，一个硬盘上的跳接口上连接两个硬盘，一个硬盘上的跳线应设置为线应设置为“Master”“Master”状态，另一个硬盘上的跳线应状态，另一个硬盘上的跳线应设置为设置为“Slave”“Slave”状态。状态。硬盘的电源线为硬盘的电源线为4 4线，分别为线，分别为+12V+12V（黄色）、地（黄色）、地（黑色两根）和（黑色两根）和+5V+5V（红色），（红色），12V12V供给马达，供给马达，5V5V供给供给电路元件。电路元件。图7-6 硬盘的40线电缆 硬盘装好后还要做两件事，首先要进入硬盘装好后还要做两件事，首先要进入CMOS CMOS SetupSetup设置硬盘类型（设置硬盘类型（HDD TypeHDD Type），即设置硬盘的柱面），即设置硬盘的柱面数、磁头数和扇区数。其次要用数、磁头数和扇区数。其次要用FDISKFDISK、FORMATFORMAT命令进命令进行硬盘分区和格式化，也可用硬盘专用管理软件行硬盘分区和格式化，也可用硬盘专用管理软件DMDM进进行，之后才能使用。具体做法在后面有关章节介绍。行，之后才能使用。具体做法在后面有关章节介绍。7.2.2 7.2.2 硬盘的技术参数硬盘的技术参数 7.2.2.1 7.2.2.1 7.2.2.1 7.2.2.1 硬盘的技术指标硬盘的技术指标硬盘的技术指标硬盘的技术指标 1 1道密度与位密度道密度与位密度 硬盘道密度是指磁盘径向的磁道密度，单位是硬盘道密度是指磁盘径向的磁道密度，单位是TPITPI（Track Per InchTrack Per Inch）即每英寸磁道数。）即每英寸磁道数。2 2转速：转速：硬盘的转速是指硬盘主轴马达也就是盘片的转速，硬盘的转速是指硬盘主轴马达也就是盘片的转速，单位是单位是RPMRPM（Round Per MinuteRound Per Minute）即每分钟圈数。）即每分钟圈数。3 3平均存取时间平均存取时间 平均存取时间（平均存取时间（Average Access TimeAverage Access Time）是反映）是反映硬盘数据操作速度的指标，单位是毫秒（硬盘数据操作速度的指标，单位是毫秒（mSmS）。它包）。它包括三个时间段：平均寻道时间（括三个时间段：平均寻道时间（Seek timeSeek time），平均定），平均定位时间（位时间（Setting timeSetting time），转动延迟（），转动延迟（Rotational Rotational latencylatency）。）。4 4缓存容量缓存容量 缓存容量（缓存容量（Cache SizeCache Size）是指硬盘内部数据的高）是指硬盘内部数据的高速缓冲存储器的大小，如速缓冲存储器的大小，如256KB256KB、512KB512KB、1MB1MB和和2MB2MB等。等。5 5平均故障间隔时间平均故障间隔时间 平均故障间隔时间平均故障间隔时间MTBFMTBF（Mean Time Between Mean Time Between FailuresFailures）是指硬盘操作时发生故障的时间间隔的平）是指硬盘操作时发生故障的时间间隔的平均数。均数。6 6硬盘控制器的数据传输率硬盘控制器的数据传输率 硬盘控制器即接口的数据传输率是指缓存至主机硬盘控制器即接口的数据传输率是指缓存至主机的数据传送速度。的数据传送速度。7.2.2.2 7.2.2.2 7.2.2.2 7.2.2.2 硬盘实例硬盘实例硬盘实例硬盘实例 以以Maxtor Maxtor 5T060H65T060H6硬硬盘盘为为例例，它它的的技技术术规规格格如如下下：7.2.3 7.2.3 硬盘的物理类型参数硬盘的物理类型参数 硬盘的参数很多，其中直接关系到用户安装使用硬盘的参数很多，其中直接关系到用户安装使用硬盘的参数有柱面数、磁头数、扇区数和容量，前三硬盘的参数有柱面数、磁头数、扇区数和容量，前三项称为硬盘的物理结构参数，常常以项称为硬盘的物理结构参数，常常以“C/H/S”“C/H/S”标注在标注在硬盘的盘面上。硬盘的盘面上。1 1柱面数（柱面数（CylinderCylinder）缩写为缩写为CylnCyln，指每个盘面上的磁道数。由于硬盘，指每个盘面上的磁道数。由于硬盘盘片是上下叠放的，所以每一个盘面上的同号磁道便盘片是上下叠放的，所以每一个盘面上的同号磁道便组成一个圆柱面。这个参数为组成一个圆柱面。这个参数为CMOS SetupCMOS Setup中设置硬盘中设置硬盘类型（类型（HDD TypeHDD Type）的关键参数。）的关键参数。2 2磁头数（磁头数（HeadsHeads）硬盘的读写磁头总数。因为每个盘片的上下两面硬盘的读写磁头总数。因为每个盘片的上下两面各有一个磁头，所以也是硬盘的盘面总数。这个参数各有一个磁头，所以也是硬盘的盘面总数。这个参数也是也是CMOS SetupCMOS Setup中设置硬盘类型的关键参数。中设置硬盘类型的关键参数。3 3扇区数（扇区数（SectorSector）缩写为缩写为SectSect，指每个磁道上划分的记录数据的基，指每个磁道上划分的记录数据的基本小区域的数目，对本小区域的数目，对DOSDOS系统而言，每个小区域包含系统而言，每个小区域包含512512个字节。这个参数也为个字节。这个参数也为CMOS SetupCMOS Setup中设置硬盘类型中设置硬盘类型的关键参数。的关键参数。4 4存储容量（存储容量（SizeSize）指硬盘可以存储的数据字节数，单位为指硬盘可以存储的数据字节数，单位为MBMB（1MB=102410241MB=10241024字节）和字节）和GBGB（1GB=1024MB1GB=1024MB）。格）。格式化容量（式化容量（GBGB）=柱面数柱面数磁头数磁头数扇区数扇区数512102410241024512102410241024。5 5间隔存取因子（间隔存取因子（InterleaverInterleaver）6 6写预补偿（写预补偿（Write Pre-CompWrite Pre-Comp）7 7磁头着陆区（磁头着陆区（Landing ZoneLanding Zone）7.3 7.3 硬盘控制器接口硬盘控制器接口 在微机系统中采用过的硬盘接口主要有四种，在微机系统中采用过的硬盘接口主要有四种，ST-506ST-506、ESDIESDI（Enhanced Small Device InterfaceEnhanced Small Device Interface）即增强型小型设备接口、即增强型小型设备接口、IDEIDE和和SCSISCSI。IDEIDE接口广泛用接口广泛用于普通于普通PCPC机，机，SCSISCSI接口多用于服务器和专用图形工作接口多用于服务器和专用图形工作站。站。7.3.1 7.3.1 硬盘硬盘 IDE IDE 型接口型接口 7.3.1.1 IDE 7.3.1.1 IDE 7.3.1.1 IDE 7.3.1.1 IDE接口接口接口接口 IDE IDE（Intelligent Device ElectronicsIntelligent Device Electronics）即智能）即智能设备电子接口，是目前设备电子接口，是目前PCPC机普遍采用的最基本硬盘接机普遍采用的最基本硬盘接口。口。IDEIDE接口的接口的4040个引脚除了对主板上的个引脚除了对主板上的ISAISA总线（也总线（也叫叫ATAT总线）的信号进行必要控制之外，基本上是原封总线）的信号进行必要控制之外，基本上是原封不动地送往硬盘驱动器，所以不动地送往硬盘驱动器，所以IDEIDE接口也常被称为接口也常被称为ATAATA接口。接口。PC PC主板通常提供两个主板通常提供两个IDEIDE接口，每个接口，每个IDID可连接两个可连接两个IDEIDE设备，采用一条设备，采用一条4040线扁平电缆传送控制和数据信号。线扁平电缆传送控制和数据信号。硬盘上的硬盘上的IDEIDE插座外形如图插座外形如图7-77-7所示，其中第所示，其中第2020针没有，针没有，为的是电缆定位。为的是电缆定位。IDEIDE接口和电缆的接口和电缆的4040线信号定义如表线信号定义如表7-27-2。主板上主板上IDEIDE接口占用的系统硬件资源通常为：接口占用的系统硬件资源通常为：IDE1IDE1的的I/O PortI/O Port地址为地址为1F0H-1F7H1F0H-1F7H，IRQ 14IRQ 14，IDE2IDE2的的I/O PortI/O Port地址为地址为170H-177H170H-177H，IRQ 15IRQ 15。图图7-7 7-7 硬盘硬盘IDEIDE接口的插座接口的插座 7.3.1.2 IDE 7.3.1.2 IDE 7.3.1.2 IDE 7.3.1.2 IDE硬盘接口的类型硬盘接口的类型硬盘接口的类型硬盘接口的类型 1 1IDEIDE的类型的类型 我们现在统称的我们现在统称的IDEIDE（或（或ATAATA）接口，是指接口形）接口，是指接口形式相同的早期式相同的早期IDEIDE、EIDEEIDE、ATAATA（AT AttachmentAT Attachment，ATAT附附加设备）和加设备）和Ultra DMAUltra DMA等多种改进型。等多种改进型。EIDE EIDE（Enhanced IDEEnhanced IDE）即增强型）即增强型IDEIDE，是，是PentiumPentium以上主板上配备的标准硬盘接口，也支持以上主板上配备的标准硬盘接口，也支持CD-ROMCD-ROM驱动驱动器等设备。器等设备。目前使用的目前使用的IDEIDE接口有接口有ATAATA（或（或Ultra DMAUltra DMA）3333、6666、100100等新型高速接口。等新型高速接口。2 2IDEIDE的工作方式的工作方式 3 3IDEIDE的类型模式的类型模式 PIO-0 PIO-0、PIO-1PIO-1、PIO-2PIO-2模式。以模式。以10bit10bit表示柱面数、表示柱面数、4bit4bit表示磁头数和表示磁头数和6bit6bit表示扇区数，即允许硬盘参数表示扇区数，即允许硬盘参数的最大值是的最大值是10241024柱面、柱面、1616磁头和磁头和6363扇区，因此能支持扇区，因此能支持的硬盘的最大容量为的硬盘的最大容量为528MB528MB（=10241663512=10241663512）。）。在目前的系统在目前的系统BIOSBIOS设置程序（设置程序（CMOS SetupCMOS Setup）中，被称）中，被称为硬盘类型的为硬盘类型的NormalNormal方式。不管硬盘容量有多大，只方式。不管硬盘容量有多大，只要选择了要选择了NormalNormal模式，就只能访问该硬盘的模式，就只能访问该硬盘的528MB528MB空间。空间。增强的增强的EIDEEIDE硬盘接口使用硬盘接口使用PCIPCI总线适配器，通常做总线适配器，通常做在主板上，它支持在主板上，它支持PIO-3/4PIO-3/4和和Multi Word DMA1/2Multi Word DMA1/2模式模式的硬盘，也支持符合的硬盘，也支持符合EIDEEIDE接口的光驱（接口的光驱（CD-ROM CD-ROM DriverDriver）和磁带机等。）和磁带机等。EIDEEIDE以以8bit8bit（255255）表示磁头数，）表示磁头数，10bit10bit柱面数和柱面数和6bit6bit扇区数不变。显然它能支持的硬盘扇区数不变。显然它能支持的硬盘的最大容量应比的最大容量应比NormalNormal方式大方式大1616倍为（倍为（528MB16528MB16）。）。这在目前的系统这在目前的系统BIOSBIOS设置程序（设置程序（CMOS SetupCMOS Setup）中，被）中，被称为硬盘类型的称为硬盘类型的LBALBA（Logical Block AddressingLogical Block Addressing）逻）逻辑块寻址方式。辑块寻址方式。系统系统BIOSBIOS设置程序中还有一种硬盘类型的设置程序中还有一种硬盘类型的largelarge方方式，它只能将柱面数除以式，它只能将柱面数除以2 2，使之不大于，使之不大于10241024，再将磁，再将磁头数乘以头数乘以2 2，因此它能支持的硬盘的最大容量为，因此它能支持的硬盘的最大容量为NormalNormal方式的方式的2 2倍为倍为1GB1GB。目前的硬盘都采用目前的硬盘都采用LBALBA模式。模式。7.3.2 SCSI 7.3.2 SCSI接口接口 7.3.2.1 SCSI 7.3.2.1 SCSI 7.3.2.1 SCSI 7.3.2.1 SCSI接口类型接口类型接口类型接口类型 SCSI SCSI（Small Computer System InterfaceSmall Computer System Interface）即小）即小型计算机系统接口，其实是一种用于高速外设的外部型计算机系统接口，其实是一种用于高速外设的外部接口适配器卡，也有称之为硬盘协处理器卡（接口适配器卡，也有称之为硬盘协处理器卡（Disk Disk Coprocessor BoardCoprocessor Board）的，通常也叫做）的，通常也叫做“Scuzzy”“Scuzzy”卡。卡。在计算机外设接口尤其是外存储设备接口方面，在计算机外设接口尤其是外存储设备接口方面，SCSISCSI接口始终占据着高贵地位，这不仅是由于它的先进技接口始终占据着高贵地位，这不仅是由于它的先进技术性能，也是由于它的高价位。术性能，也是由于它的高价位。SCSI SCSI的意义是小型计算机系统接口，它是做在一的意义是小型计算机系统接口，它是做在一个专门的系统扩展卡上。个专门的系统扩展卡上。SCSISCSI开发于开发于7070年代末，至今年代末，至今已有已有SCSI-1SCSI-1、SCSI-2SCSI-2以及以及SCSI-3SCSI-3等多种。等多种。1 1SCSI-1SCSI-1 SCSI-1 SCSI-1是第一个版本，异步数据传输率为是第一个版本，异步数据传输率为3MB/S3MB/S，同步数据传输率为同步数据传输率为5MB/S5MB/S。采用的是特殊的。采用的是特殊的2525针的针的SCSISCSI接口。接口。2 2SCSI-2SCSI-2 SCSI-2 SCSI-2最初称为最初称为Fast SCSIFast SCSI，8 8位并行数据传输，位并行数据传输，数据传输率提高到数据传输率提高到10MB/S10MB/S，可连接，可连接7 7个外设。标准接口个外设。标准接口为为5050线，信号有差分方式和单端方式两种。线，信号有差分方式和单端方式两种。5050线的线的SCSISCSI插座如图插座如图7-87-8所示。所示。Wide SCSIWide SCSI，1616位并行数据传位并行数据传输，数据传输率提高到输，数据传输率提高到20MB/S20MB/S，可连接，可连接1616个外设。个外设。SCSI-2SCSI-2用于硬盘、用于硬盘、CD-ROMCD-ROM驱动器和扫描仪等设备。驱动器和扫描仪等设备。SCSISCSI的的5050线差分方式接口的信号定义如表线差分方式接口的信号定义如表7-37-3，单端方，单端方式接口的信号定义如表式接口的信号定义如表7-47-4。图图7-8 507-8 50针针SCSISCSI插座插座 3 3SCSI-3SCSI-3 SCSI-3 SCSI-3也称为也称为Ultra SCSIUltra SCSI，数据传输率达到，数据传输率达到20MB/S20MB/S，若使用，若使用1616位传输模式，则数据传输率可高达位传输模式，则数据传输率可高达40MB/S40MB/S。SCSI-3SCSI-3增加为一个增加为一个6868针接口，用于将针接口，用于将8 8位数据位数据增加到增加到3232位数据。位数据。6868针的针的SCSISCSI插座如图插座如图7-97-9所示。它也所示。它也分为差分方式和单端方式两种。分为差分方式和单端方式两种。SCSI-3SCSI-3的的6868线差分方线差分方式接口的信号定义如表式接口的信号定义如表7-57-5，单端方式接口的信号定义，单端方式接口的信号定义如表如表7-67-6。图图7-9 687-9 68针针SCSISCSI插座插座 4 4最新型最新型Ultra SCSIUltra SCSI Ultra 2 SCSI Ultra 2 SCSI发表于发表于9797年，采用低电压差分技术，年，采用低电压差分技术，使用使用1616位传输模式，数据传输率达到位传输模式，数据传输率达到80MB/S80MB/S。Ultra Ultra 160/m SCSI160/m SCSI发表于发表于9898年，采用低电压差分技术，并且年，采用低电压差分技术，并且每个时钟可发送两位数据，数据传输率达到每个时钟可发送两位数据，数据传输率达到160MB/S160MB/S。9898年以后生产的硬盘开始采用此类接口。年以后生产的硬盘开始采用此类接口。7.3.2.2 SCSI 7.3.2.2 SCSI 7.3.2.2 SCSI 7.3.2.2 SCSI的特点的特点的特点的特点 SCSI SCSI接口设备是链接的，接口设备是链接的，安装在系统中的每个安装在系统中的每个SCSISCSI设备都有自己唯一的标设备都有自己唯一的标号号IDID（ID=115ID=115）。设备）。设备IDID号可由设备前面的跳线来号可由设备前面的跳线来设置，缺省值为设置，缺省值为7 7。SCSI SCSI接口的优点主要有：接口的优点主要有：1 1SCSISCSI可以连接最多可以连接最多1616个设备，所有设备只需占个设备，所有设备只需占用一个用一个IRQIRQ资源。资源。2 2SCSISCSI允许在对一个设备进行数据传输的同时，允许在对一个设备进行数据传输的同时，另一个设备对其进行数据查找。这就可以在多任务操另一个设备对其进行数据查找。这就可以在多任务操作系统中获得更高的性能。作系统中获得更高的性能。3 3SCSISCSI对对CPUCPU的占用率极低，在多任务系统中的的占用率极低，在多任务系统中的确占有明显的优势。确占有明显的优势。4 4SCSISCSI设备还具有智能化，提高了工作效率。设备还具有智能化，提高了工作效率。5 5SCSISCSI快于快于IDEIDE。2.3 SCSI 2.3 SCSI 2.3 SCSI 2.3 SCSI和和和和IDEIDEIDEIDE硬盘的比较硬盘的比较硬盘的比较硬盘的比较 比较比较SCSISCSI和和IDEIDE硬盘，它们的主要差别是：硬盘，它们的主要差别是：7.4 7.4 光盘驱动器光盘驱动器 7.4.1 CD-ROM 7.4.1 CD-ROM光盘驱动器的特点和原理光盘驱动器的特点和原理 CD-ROM CD-ROM光盘（光盘（Compact Disc-Read Only MemoryCompact Disc-Read Only Memory）可以存储程序和数据文件，可以存储声音和音乐的模可以存储程序和数据文件，可以存储声音和音乐的模拟信号，还可以存储电影视频音频的数字压缩信号等。拟信号，还可以存储电影视频音频的数字压缩信号等。CD-ROMCD-ROM光盘和驱动器如图光盘和驱动器如图9-109-10所示。所示。图图9-10 CD-ROM9-10 CD-ROM光盘和驱动器光盘和驱动器 85 85年由年由SONYSONY和和PHILIPSPHILIPS联合推出了第一代联合推出了第一代PCPC机的光机的光驱，它的数据传输率为每秒驱，它的数据传输率为每秒150KB150KB。光驱的数据传输率。光驱的数据传输率不断提高，先后有二倍速、四倍速直到四十八倍速的不断提高，先后有二倍速、四倍速直到四十八倍速的产品推出，它们的数据传输率分别达到每秒产品推出，它们的数据传输率分别达到每秒300KB300KB、600KB600KB直到。直到。CD-ROM CD-ROM的后续产品有的后续产品有DVDDVD（Digital Versatile Digital Versatile DiskDisk）、）、CD-R/RWCD-R/RW和和DVD-ROM/RAMDVD-ROM/RAM等。等。CD-ROM CD-ROM的盘体是由特殊的有机玻璃或透明塑料制的盘体是由特殊的有机玻璃或透明塑料制成的，上面附着一层金属薄膜（如铝等）用来记录信成的，上面附着一层金属薄膜（如铝等）用来记录信息。把激光聚焦，形成高能量的光点，照射在光盘表息。把激光聚焦，形成高能量的光点，照射在光盘表面，使该处的金属膜融化蒸发形成细小的凹坑。面，使该处的金属膜融化蒸发形成细小的凹坑。CD-CD-ROMROM表面金属膜的平坦和凹坑两种状态的交替变化便记表面金属膜的平坦和凹坑两种状态的交替变化便记录了二进制的录了二进制的“0”“0”和和“1”“1”。光盘表面凸凹不平的小。光盘表面凸凹不平的小坑是一种不易改变的物理状态，它记录的信息也就是坑是一种不易改变的物理状态，它记录的信息也就是永存的，这就是只读光盘。永存的，这就是只读光盘。由于由于CD-ROMCD-ROM盘片上的信息密度相当高（轨道间隔盘片上的信息密度相当高（轨道间隔约，每位长度约），因此每张盘的存储容量可高达约，每位长度约），因此每张盘的存储容量可高达650MB650MB，相当于，相当于450450张软盘的容量。这使得张软盘的容量。这使得CD-ROMCD-ROM很快很快成为保存大型软件如游戏、图形图像和电影等的主要成为保存大型软件如游戏、图形图像和电影等的主要存储介质。许多软件的安装都离不开光盘。存储介质。许多软件