第七章(外部存儲(chǔ)器)

1、硬盤(pán)硬盤(pán)光盤(pán)儲(chǔ)存系統(tǒng)光盤(pán)儲(chǔ)存系統(tǒng)移動(dòng)存儲(chǔ)器移動(dòng)存儲(chǔ)器思考題:閱讀課本，你認(rèn)為本節(jié)哪些內(nèi)容是重點(diǎn)和難點(diǎn)？你初步對(duì)硬盤(pán)有什么樣的了解？計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器系統(tǒng)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器系統(tǒng)外存的特點(diǎn)：外存的特點(diǎn)：容量大、單位容量成本低、非易失性、尋址和訪問(wèn)速度慢、容量大、單位容量成本低、非易失性、尋址和訪問(wèn)速度慢、存儲(chǔ)體存儲(chǔ)體可更換可更換等等。計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)存存儲(chǔ)儲(chǔ)系系統(tǒng)統(tǒng)regreg、cachecache、內(nèi)存內(nèi)存外外存存磁存磁存儲(chǔ)器儲(chǔ)器光存光存儲(chǔ)器儲(chǔ)器磁盤(pán)磁盤(pán)磁帶磁帶軟磁盤(pán)軟磁盤(pán)硬磁盤(pán)硬磁盤(pán)其他磁盤(pán)存儲(chǔ)器其他磁盤(pán)存儲(chǔ)器CDCDDVDDVDDVD-R DVD-R . .VCDVCDCD-R CD-R . .半導(dǎo)體半導(dǎo)體

2、存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器FlashFlash電子電子盤(pán)盤(pán)外部存儲(chǔ)器概述外部存儲(chǔ)器概述3.1 3.1 硬盤(pán)系統(tǒng)硬盤(pán)系統(tǒng)硬盤(pán)的發(fā)展硬盤(pán)的發(fā)展 1956年，年，IBM發(fā)明世界上第一臺(tái)硬盤(pán)（發(fā)明世界上第一臺(tái)硬盤(pán)（IBM350），），1973年，又發(fā)明了年，又發(fā)明了Winchester(溫氏溫氏)硬盤(pán)（硬盤(pán)（IMB3340）。其核心）。其核心就是：磁盤(pán)片被密封、固定并且不停高速旋轉(zhuǎn)，磁頭懸浮于就是：磁盤(pán)片被密封、固定并且不停高速旋轉(zhuǎn)，磁頭懸浮于盤(pán)片上方沿磁盤(pán)徑向移動(dòng)，并且不和盤(pán)片接觸。后來(lái)的硬盤(pán)盤(pán)片上方沿磁盤(pán)徑向移動(dòng)，并且不和盤(pán)片接觸。后來(lái)的硬盤(pán)基本都沿用了這一結(jié)構(gòu)?；径佳赜昧诉@一結(jié)構(gòu)。 3.1 3.1 硬盤(pán)系統(tǒng)

3、硬盤(pán)系統(tǒng)硬盤(pán)的發(fā)展硬盤(pán)的發(fā)展體積：體積： 5.255.25英寸英寸/ /全高全高 3.53.5英寸英寸/ /半高半高( (用于臺(tái)式用于臺(tái)式PC) PC) 2.52.5英寸英寸( (用于筆記本用于筆記本PC)PC)容量：容量：101040MB(8086/286) 10040MB(8086/286) 100500MB(386/486)500MB(386/486) 1 1400GB(400GB(目前目前) )連續(xù)傳輸速率：連續(xù)傳輸速率： 100KB/s 50MB/s100KB/s 50MB/s平均尋道時(shí)間：平均尋道時(shí)間： 80ms 5ms80ms 5ms轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速： 36003600轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/s 100

4、00/s 10000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/s/s3.1.13.1.1硬磁盤(pán)的結(jié)構(gòu)原理 1.硬磁盤(pán)的組成硬磁盤(pán)的組成 硬盤(pán)內(nèi)部包括浮動(dòng)磁頭組件、磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、盤(pán)體及硬盤(pán)內(nèi)部包括浮動(dòng)磁頭組件、磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、盤(pán)體及主軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、前置讀寫(xiě)控制電路和接口電路等。封裝在主軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、前置讀寫(xiě)控制電路和接口電路等。封裝在硬盤(pán)的凈化腔體內(nèi)硬盤(pán)的凈化腔體內(nèi)。硬磁盤(pán)的組成硬磁盤(pán)的組成 1) 1)磁盤(pán)磁盤(pán) MediaMedia Media Media的基板是金屬或玻璃材質(zhì)制成，為達(dá)到高密度高的基板是金屬或玻璃材質(zhì)制成，為達(dá)到高密度高穩(wěn)定的質(zhì)量，基板要求表面光滑平整，不可有任何暇疵，然穩(wěn)定的質(zhì)量，基板要求表面光滑平整，不可有任何暇疵

5、，然后再將磁粉后再將磁粉Coating Coating 濺渡到基板表面上，最后再涂上保護(hù)潤(rùn)濺渡到基板表面上，最后再涂上保護(hù)潤(rùn)滑層。此處有滑層。此處有2 2項(xiàng)高科技，一為，如何制造出不含雜質(zhì)極細(xì)項(xiàng)高科技，一為，如何制造出不含雜質(zhì)極細(xì)微的磁粉微的磁粉 二為，如何將磁粉均勻的二為，如何將磁粉均勻的CoatingCoating上去上去. . Media Media不可有任何污染，全程制造均需在高潔凈度的不可有任何污染，全程制造均需在高潔凈度的Clean RoomClean Room內(nèi)，這也是硬盤(pán)機(jī)要求需在內(nèi)，這也是硬盤(pán)機(jī)要求需在Clean RoomClean Room才能拆解才能拆解的原因。的原因。硬

6、盤(pán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)硬盤(pán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 2)2)磁頭組件及磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)：磁頭組件及磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)： 磁頭組件是硬盤(pán)中最精密的部位之一，它由讀寫(xiě)磁頭磁頭組件是硬盤(pán)中最精密的部位之一，它由讀寫(xiě)磁頭、傳動(dòng)手臂、傳動(dòng)軸三部份組成。磁頭是硬盤(pán)技術(shù)中最重要、傳動(dòng)手臂、傳動(dòng)軸三部份組成。磁頭是硬盤(pán)技術(shù)中最重要和關(guān)鍵的一環(huán)，它采用了非接觸式頭、盤(pán)結(jié)構(gòu)，加后電在高和關(guān)鍵的一環(huán)，它采用了非接觸式頭、盤(pán)結(jié)構(gòu)，加后電在高速旋轉(zhuǎn)的磁盤(pán)表面移動(dòng)，與盤(pán)片之間的間隙只有速旋轉(zhuǎn)的磁盤(pán)表面移動(dòng)，與盤(pán)片之間的間隙只有0.10.10.3um0.3um，這樣可以獲得很好的數(shù)據(jù)傳輸率。，這樣可以獲得很好的數(shù)據(jù)傳輸率。硬磁盤(pán)的組成硬磁盤(pán)的組成 3) 3

7、)控制電路控制電路 硬盤(pán)的控制電路位于硬盤(pán)背面，將背面電路板的安裝螺絲擰下，翻開(kāi)控硬盤(pán)的控制電路位于硬盤(pán)背面，將背面電路板的安裝螺絲擰下，翻開(kāi)控制電路板即可見(jiàn)到控制電路。硬盤(pán)控制電路分為：制電路板即可見(jiàn)到控制電路。硬盤(pán)控制電路分為：主控制芯片主控制芯片 硬盤(pán)數(shù)據(jù)讀寫(xiě)指令等工作硬盤(pán)數(shù)據(jù)讀寫(xiě)指令等工作數(shù)據(jù)傳輸芯片數(shù)據(jù)傳輸芯片 將硬盤(pán)磁頭前置控制電路讀取出數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)校正及變換后將硬盤(pán)磁頭前置控制電路讀取出數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)校正及變換后，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)街鳈C(jī)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)街鳈C(jī)系統(tǒng)高速數(shù)據(jù)緩存芯片高速數(shù)據(jù)緩存芯片 協(xié)調(diào)硬盤(pán)與主機(jī)在數(shù)據(jù)處理速度上的差異而設(shè)的。協(xié)調(diào)硬盤(pán)與主機(jī)在數(shù)據(jù)處理速度上的差異而設(shè)的。硬

8、磁盤(pán)的組成硬磁盤(pán)的組成盤(pán)體及主軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)盤(pán)體及主軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)硬盤(pán)的數(shù)據(jù)傳輸接口硬盤(pán)的數(shù)據(jù)傳輸接口 最常見(jiàn)的數(shù)據(jù)傳輸接口有最常見(jiàn)的數(shù)據(jù)傳輸接口有PATAPATA（IDEIDE）、）、SATASATA、SCSISCSI三種，前兩種接口方式主要應(yīng)用在個(gè)人三種，前兩種接口方式主要應(yīng)用在個(gè)人PCPC上，而上，而SCSISCSI接口接口則主要使用在服務(wù)器領(lǐng)域。則主要使用在服務(wù)器領(lǐng)域。硬磁盤(pán)的組成硬磁盤(pán)的組成硬盤(pán)的連線硬盤(pán)的連線硬磁盤(pán)的組成硬磁盤(pán)的組成S-ATA連線ATA（IDE)連線S-ATA電源轉(zhuǎn)接線IDE電源連線2. 2. 磁道、扇區(qū)和柱面磁道、扇區(qū)和柱面2. 2. 磁道、扇區(qū)和柱面磁道、扇區(qū)和柱面位密

9、度：磁道單位長(zhǎng)度上所存儲(chǔ)二進(jìn)的個(gè)數(shù)（位密度：磁道單位長(zhǎng)度上所存儲(chǔ)二進(jìn)的個(gè)數(shù)（bPIbPI）。）。道密度：半徑方向單位長(zhǎng)度上的磁道個(gè)數(shù)（道密度：半徑方向單位長(zhǎng)度上的磁道個(gè)數(shù)（TPITPI）。）。 面密度：面密度：= =位密度位密度* *道密度道密度3. 3. 記錄格式記錄格式 數(shù)據(jù)扇區(qū)標(biāo)志扇區(qū)間隙 每一扇區(qū)除存放每一扇區(qū)除存放512512字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)外，還存放著用字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)外，還存放著用于同步、數(shù)據(jù)定位、數(shù)據(jù)校驗(yàn)等作用的輔助數(shù)據(jù)，這些數(shù)于同步、數(shù)據(jù)定位、數(shù)據(jù)校驗(yàn)等作用的輔助數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)一般只作用于硬盤(pán)內(nèi)部。據(jù)一般只作用于硬盤(pán)內(nèi)部。3.1.2 3.1.2 硬磁盤(pán)的性能指標(biāo)硬磁盤(pán)的性能指標(biāo)

10、1.1.容量容量 容量永遠(yuǎn)是硬磁盤(pán)最重要的指標(biāo)容量永遠(yuǎn)是硬磁盤(pán)最重要的指標(biāo), ,其中單碟容量其中單碟容量是硬盤(pán)相當(dāng)重要的參數(shù)之一，一定程度上決定著硬是硬盤(pán)相當(dāng)重要的參數(shù)之一，一定程度上決定著硬盤(pán)的檔次高低。目前主流硬盤(pán)的單碟容量大都在盤(pán)的檔次高低。目前主流硬盤(pán)的單碟容量大都在80GB80GB以上。以上。 2. 2. 最大內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率最大內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率 是指磁頭至硬盤(pán)緩存間的最大數(shù)據(jù)傳輸率，一是指磁頭至硬盤(pán)緩存間的最大數(shù)據(jù)傳輸率，一般取決于硬盤(pán)的盤(pán)片轉(zhuǎn)速和盤(pán)片線密度般取決于硬盤(pán)的盤(pán)片轉(zhuǎn)速和盤(pán)片線密度( (指同一磁指同一磁道上的數(shù)據(jù)容量道上的數(shù)據(jù)容量) )。 3.1.2 3.1.2 硬磁盤(pán)的性能

11、指標(biāo)硬磁盤(pán)的性能指標(biāo) 3.3.主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速 硬盤(pán)的主軸轉(zhuǎn)速是決定硬盤(pán)內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率的決定因素硬盤(pán)的主軸轉(zhuǎn)速是決定硬盤(pán)內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率的決定因素之一，它在很大程度上決定了硬盤(pán)的速度，同時(shí)也是區(qū)別硬之一，它在很大程度上決定了硬盤(pán)的速度，同時(shí)也是區(qū)別硬盤(pán)檔次的重要標(biāo)志。目前硬盤(pán)的有速度有盤(pán)檔次的重要標(biāo)志。目前硬盤(pán)的有速度有54005400、56005600、64006400、72007200、1000010000、甚至、甚至1500015000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分鐘分鐘。 4. 4.尋道時(shí)間尋道時(shí)間 該指標(biāo)是指硬盤(pán)磁頭移動(dòng)到數(shù)據(jù)所在磁道而所用的時(shí)間該指標(biāo)是指硬盤(pán)磁頭移動(dòng)到數(shù)據(jù)所在磁道而所用的時(shí)間，單位為毫

12、秒，單位為毫秒(ms)(ms)。平均尋道時(shí)間則為磁頭移動(dòng)到正中間的。平均尋道時(shí)間則為磁頭移動(dòng)到正中間的磁道需要的時(shí)間。注意它與平均訪問(wèn)時(shí)間的差別。硬盤(pán)的平磁道需要的時(shí)間。注意它與平均訪問(wèn)時(shí)間的差別。硬盤(pán)的平均尋道時(shí)間越小性能則越高，現(xiàn)在一般選用平均尋道時(shí)間在均尋道時(shí)間越小性能則越高，現(xiàn)在一般選用平均尋道時(shí)間在10ms10ms以下的硬盤(pán)。以下的硬盤(pán)。3.1.2 3.1.2 硬磁盤(pán)的性能指標(biāo)硬磁盤(pán)的性能指標(biāo) 5. 5. 高速緩存高速緩存 該指標(biāo)指在硬盤(pán)內(nèi)部的高速存儲(chǔ)器。目前硬盤(pán)的高速緩該指標(biāo)指在硬盤(pán)內(nèi)部的高速存儲(chǔ)器。目前硬盤(pán)的高速緩存一般為存一般為2MB2MB8MB8MB，SCSISCSI硬盤(pán)的更

13、大。購(gòu)買時(shí)最好選用緩存硬盤(pán)的更大。購(gòu)買時(shí)最好選用緩存為為8M8M以上的硬盤(pán)）以上的硬盤(pán)）3.1.3 3.1.3 硬盤(pán)的使用硬盤(pán)的使用標(biāo)準(zhǔn)記錄：標(biāo)準(zhǔn)記錄：分區(qū)記錄：分區(qū)記錄：位密度外低內(nèi)高位密度外低內(nèi)高; ;位密度相等位密度相等; ;浪費(fèi)存儲(chǔ)能力；浪費(fèi)存儲(chǔ)能力；充分利用存儲(chǔ)能力；充分利用存儲(chǔ)能力；數(shù)據(jù)傳輸速率相等。數(shù)據(jù)傳輸速率相等。數(shù)據(jù)傳輸速率外高內(nèi)低。數(shù)據(jù)傳輸速率外高內(nèi)低。3.1.3 3.1.3 硬盤(pán)的使用硬盤(pán)的使用分區(qū)分區(qū)(DOS(DOS中使用中使用FDISK)FDISK) 將硬盤(pán)分成多個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)可支持不同的操作系統(tǒng)將硬盤(pán)分成多個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)可支持不同的操作系統(tǒng)。DOSDOS分區(qū)可分

14、為一個(gè)主分區(qū)和一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)，擴(kuò)展分區(qū)又可分區(qū)可分為一個(gè)主分區(qū)和一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)，擴(kuò)展分區(qū)又可分成多個(gè)邏輯分區(qū)，每個(gè)分區(qū)對(duì)應(yīng)一個(gè)邏輯磁盤(pán)分成多個(gè)邏輯分區(qū)，每個(gè)分區(qū)對(duì)應(yīng)一個(gè)邏輯磁盤(pán)。 主引導(dǎo)主引導(dǎo)記錄記錄分區(qū)分區(qū)1（DOS分區(qū)）分區(qū)）分區(qū)分區(qū)2（擴(kuò)展分區(qū)）（擴(kuò)展分區(qū)）分區(qū)分區(qū)3（其他分區(qū)（其他分區(qū)）分區(qū)分區(qū)3（其他分區(qū)）（其他分區(qū)）FATFAT32NTFSDOSWindows XPWindows NT4.0Windows Server 2003分區(qū)大小2GB512MB至至2TB10MB至至2TB各種文件系統(tǒng)的比較各種文件系統(tǒng)的比較 課堂小結(jié)：1、你對(duì)硬盤(pán)了解了多少？2、學(xué)會(huì)復(fù)述老師所講的教學(xué)內(nèi)容3、本

15、節(jié)所要掌握的是硬盤(pán)的接口類型、技術(shù)指標(biāo)與分區(qū)。60mm7.5mm17.5mm中心孔空白區(qū)螺旋形軌道3.2 光盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)基本概念基本概念 1.CDROM光盤(pán)。CDROM（Compact Disk Read Only Memory），意譯為只讀式緊湊光盤(pán)。出現(xiàn)于1983年，1988年訂為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。CDROM利用聚焦成1m直徑光斑的780nm的高能量激光束在存儲(chǔ)介質(zhì)上進(jìn)行光學(xué)讀寫(xiě)而獲得的。CDROM光盤(pán)上有一條從內(nèi)向外由凹坑和凸區(qū)（平坦表面）相互交替組成的連續(xù)的螺旋形路徑，在這條路徑上，每個(gè)信號(hào)元素所占的長(zhǎng)度是相等的。3.2 光盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)讀盤(pán)原理讀盤(pán)原理光盤(pán)上存儲(chǔ)的各種類型的信息（音樂(lè)（Audio）

16、、數(shù)據(jù)（Data）視頻（Video）等），都經(jīng)過(guò)數(shù)字化處理變成0與1，其所對(duì)應(yīng)的就是光盤(pán)上的Pits（凹點(diǎn)）和Lands（平面）。當(dāng)激光映射到盤(pán)片上時(shí)，如果是照在Lands上，那么就會(huì)有70到80激光被反射回；如果照在Pits上，就無(wú)法反射回激光。根據(jù)反射和無(wú)反射的情況，光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器就可以解讀0或1的數(shù)字編碼了。 3.2 光盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng) 光盤(pán)托架音量旋鈕強(qiáng)制彈出孔指示燈播放/向后搜索鍵打開(kāi)/關(guān)閉/停止鍵耳機(jī)插孔1、光驅(qū)的前面板3.2 光盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng) 數(shù)字音頻輸出連接口模擬音頻輸出連接口數(shù)據(jù)線插座電源插座主盤(pán)/從盤(pán)/CSEL 盤(pán)模式跳線2、光驅(qū)的后面板3.2 光盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)底部結(jié)構(gòu) 包括：伺服系統(tǒng)、控制

17、系統(tǒng)和主控電路等組成部分。 3.2 光盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)機(jī)芯結(jié)構(gòu) .激光頭組件.主軸馬達(dá).光盤(pán)托架.啟動(dòng)機(jī)構(gòu)3.2.1 光盤(pán)的種類 目前光盤(pán)儲(chǔ)存系統(tǒng)有CD和DVD兩類：CD：存儲(chǔ)容量約650MB，按讀寫(xiě)屬性可分為只讀、一次可寫(xiě)，可擦寫(xiě)三種。DVD：可雙面存儲(chǔ)信息，而且每面可存儲(chǔ)兩層信息。單面單層4.7GB，雙面單層9.4GB，雙面雙層17 GB。CDCD-ROMVCDCD-IPhotoCDCD-RCD-RWDVDDVD-ROMDVD-RDVD-RWCD類光盤(pán)按應(yīng)用和介質(zhì)分類CD-DA(Digital Audio)：激光唱盤(pán)。CD-ROM(Read Only Memory)：只讀光盤(pán)，作為電子出版物載體

18、。PhotoCD：Kodak公司制定的，用壓縮方式存儲(chǔ)數(shù)字照片的CD格式標(biāo)準(zhǔn)。CD-I(Interactive)：一種支持交互的CD技術(shù)規(guī)范。VCD(Video CD)：用MPEG-1壓縮方式存儲(chǔ)數(shù)字化視頻和音頻的CD標(biāo)準(zhǔn)。其視頻分辨率約為240X320，伴音為雙聲道立體聲，播放時(shí)間約74分鐘。CD-R(Recordable)：可寫(xiě)入的介質(zhì)光盤(pán)，可分多次寫(xiě)入。CD-RW(ReWritable)：可擦寫(xiě)的介質(zhì)盤(pán)。CD的基本結(jié)構(gòu)及原理激光唱盤(pán)、CD-ROM、數(shù)字激光視盤(pán)等統(tǒng)稱為CD盤(pán)。CD盤(pán)主要由保護(hù)層、反射激光的鋁反射層、刻槽和聚碳脂襯墊組成，如圖所示。CD的基本結(jié)構(gòu)及原理數(shù)據(jù)是怎樣寫(xiě)入到數(shù)據(jù)是

19、怎樣寫(xiě)入到CD盤(pán)上的盤(pán)上的CD盤(pán)上的數(shù)據(jù)是用壓模(stamper)沖壓而成的，而壓模是用原版盤(pán)(master disc)制成的。在制作原版盤(pán)時(shí)，是用編碼后的二進(jìn)制數(shù)據(jù)去調(diào)制聚焦激光束，如果寫(xiě)入的數(shù)據(jù)為“0”，就不讓激光束通過(guò)，寫(xiě)入“1”時(shí)，就讓激光束通過(guò)，或者相反。在制作原版盤(pán)的玻璃盤(pán)上涂有感光膠，曝了光的地方經(jīng)化學(xué)處理后就形成凹坑，沒(méi)有曝光的地方保持原樣，二進(jìn)制信息就以這樣的形式刻錄在原版盤(pán)上。在經(jīng)過(guò)化學(xué)處理后的玻璃盤(pán)表面上鍍一層金屬，用這種盤(pán)去制作母盤(pán)(mother disc)，然后用母盤(pán)制作壓模，再用壓模去大批量復(fù)制。CD的基本結(jié)構(gòu)及原理?yè)?jù)是怎樣從據(jù)是怎樣從CDCD盤(pán)讀出的盤(pán)讀出的光學(xué)讀

20、出頭是CD系統(tǒng)的核心部件之一，它由光電檢測(cè)器、透鏡、激光束分離器、激光器等元件組成，它的結(jié)構(gòu)如圖11-06所示。激光器發(fā)出的激光經(jīng)過(guò)幾個(gè)透鏡聚焦后到達(dá)光盤(pán)，從光盤(pán)上反射回來(lái)的激光束沿原來(lái)的光路返回，到達(dá)激光束分離器后反射到光電檢測(cè)器，由光電檢測(cè)器把光信號(hào)變成電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)電子線路處理后還原成原來(lái)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。CD的基本結(jié)構(gòu)及原理CD的基本結(jié)構(gòu)及原理CDR盤(pán)片的基本結(jié)構(gòu)及原理盤(pán)片的基本結(jié)構(gòu)及原理 CD-R標(biāo)準(zhǔn)是飛利浦公司于1990年制定的，被稱作橙皮書(shū)Part。具有與一般CD盤(pán)片相同的外觀尺寸，它上面所記載資料的方式與一般CD光盤(pán)片一樣，也是利用激光的反射來(lái)讀取資料，所以CDR盤(pán)片可以放在CDR

21、OM上讀取。 在CDR盤(pán)片上以連續(xù)的槽溝(Groove)取代“坑”，并組成螺旋狀的軌道(Track)，而“坑”就被記錄在這些槽溝內(nèi)。在空白的盤(pán)片上，槽溝有幾個(gè)重要的用途，包括轉(zhuǎn)速控制、尋道控制及時(shí)間指示等。在槽溝上面是感光層(有機(jī)染料，Organic dye material)及反射層(黃金，Gold)，最后再加上保護(hù)層及印刷層。CD的基本結(jié)構(gòu)及原理CD-RW光盤(pán)的讀寫(xiě)原理 CD-RW的刻錄原理與CD-R的刻錄、播放原理大同小異。不同之處在于CD-RW利用“相變”原理，而不是“變形”。利用Laser將相變材料加熱到熔點(diǎn)以上，再進(jìn)行快速冷卻，就會(huì)固定在原子排序不整齊的非晶體狀態(tài)。CD-RW的數(shù)據(jù)

22、清除原理 熱力學(xué)上，將被Laser照到的非晶體狀態(tài)視為不穩(wěn)定狀態(tài)。因此，從外部提供充分的能量即可恢復(fù)到晶體狀態(tài)。這就是CD-RW的數(shù)據(jù)消除原理。此時(shí)，恢復(fù)到晶體狀態(tài)的溫度被稱之為晶化溫度（Tc）。 只要調(diào)整激光強(qiáng)度就可自由自在地寫(xiě)入或清除數(shù)據(jù)。 高能激光束寫(xiě)中能激光束3.2.2 光盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng) 為了使光盤(pán)具備多重會(huì)話能力，產(chǎn)生CD-ROM XA擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)(模式2)。包括兩種格式。同步(12字節(jié))頭部(8字節(jié))用戶數(shù)據(jù)(2048字節(jié))糾錯(cuò)/檢錯(cuò)碼(284字節(jié))同步(12字節(jié))頭部(8字節(jié))用戶數(shù)據(jù)(2048字節(jié))糾錯(cuò)碼(280字節(jié))模式2，格式1子頭部(8字節(jié))檢錯(cuò)碼(4字節(jié))模式1同步(12字節(jié))

23、頭部(8字節(jié))用戶數(shù)據(jù)(2324字節(jié))模式2，格式2子頭部(8字節(jié))檢錯(cuò)碼(4字節(jié))3.2.3 DVD的基本結(jié)構(gòu)及原理 1994年9月，日本的PIONEER（先鋒）公司宣布將推出一種尺寸與CD-ROM相同、容量卻要大8倍的新型光存儲(chǔ)介質(zhì)DVD。DVD光盤(pán)的構(gòu)造與CD光盤(pán)基本相同，直徑都是12cm，存儲(chǔ)密度則比后者大得多，單層單面的DVD光盤(pán)的容量即高達(dá)4.7GB，是CD光盤(pán)的7倍多，雙層雙面的容量更是高達(dá)17GB。這主要得益于DVD光盤(pán)上記錄數(shù)據(jù)的凹坑尺寸和軌道間距都比CD光盤(pán)小，因此大大提高了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)密度。DVD的超大容量使它能提供比CD更好的音質(zhì)和圖像質(zhì)量。DVD-Video 采用MPE

24、G2視頻壓縮技術(shù)，支持8種語(yǔ)言，可播放135分鐘的高清晰影片；DVD-Audio則采用96kHz的采樣率和24位的采樣，這些性能指標(biāo)都比對(duì)應(yīng)的CD規(guī)格高得多。3.2.3 DVD的基本結(jié)構(gòu)及原理DVD的主要規(guī)格 DVD主要有：DVD-ROM、DVD-Video、DVD-Audio、DVD-R、DVD-RW、DVD-RAM等。 1.DVD-ROM DVD-ROM是用來(lái)讀取數(shù)字資料的DVD規(guī)格，總共有四種容量，分別為4.7GB、8.5GB、9.4GB、17GB，硬件產(chǎn)品稱為只讀式DVD-ROM光驅(qū)。 DVD光盤(pán)的規(guī)格 名稱格式容量 DVD-5單面單層4.7GB DVD-9單面雙層8.5GB DVD-

25、10雙面單層9.4GB DVD-18雙面雙層17GB 3.2.3 DVD的基本結(jié)構(gòu)及原理DVD-Video DVD-Video是用來(lái)儲(chǔ)存數(shù)字影音資料的DVD規(guī)格，DVD-Video與Video CD都是采用視訊壓縮的技術(shù)，不同的是Video CD是用MPEG-1技術(shù)的應(yīng)用，所使用的是固定式的位速率壓縮；而DVD-Video是采用MPEG-2的視訊壓縮技術(shù)，所使用的是可變位速率技術(shù)，MPEG-2它提高了畫(huà)質(zhì)并減低了失真率，所以在整體的畫(huà)質(zhì)上提升很多3.2.3 DVD的基本結(jié)構(gòu)及原理DVD-Audio DVD-Audio是用來(lái)讀取數(shù)字音樂(lè)資料的DVD光盤(pán)片，大多著重于超高音質(zhì)的表現(xiàn)，主要是應(yīng)用在消

26、費(fèi)性電子的領(lǐng)域，其硬件產(chǎn)品稱之為DVD音樂(lè)光驅(qū)(DVD-Audio光驅(qū))。DVD-Audio可說(shuō)是CD-Audio的延伸產(chǎn)品，采用96KHz的取樣頻率，其取樣量為24bits，每秒流量大約為384Kbps，還可以選用音樂(lè)的儲(chǔ)存格式，例如：AC-3、DTS等。3.2.3 DVD的基本結(jié)構(gòu)及原理DVD-R DVD-R是可以寫(xiě)入一次數(shù)字資料的DVD規(guī)格，其硬件產(chǎn)品稱之為單次寫(xiě)入式數(shù)字多功能光驅(qū)(DVD-R光驅(qū))，然而第一代3.95GB的容量無(wú)法配合容量4.7GB（DVD-5）的DVD-ROM在軟件制作方面的應(yīng)用，因此才會(huì)有第二代4.7GB DVD-R的誕生。DVD-R是用有機(jī)染料當(dāng)作紀(jì)錄，其原理與C

27、D-R的燒錄方式相類似，是利用激光1在染料層上刻出pit紀(jì)錄資料，可以提供DVD-ROM讀取，也可以在DVD-Video播放機(jī)里播放。 3.2.3 DVD的基本結(jié)構(gòu)及原理DVD-RAM DVD-RAM在目前用到的范圍很廣，有點(diǎn)類似計(jì)算機(jī)上的MO機(jī)，主要分為計(jì)算機(jī)專用與家電專用兩種。在家電方面，目前只有 松下有在研發(fā)(DRM-E10)，儲(chǔ)存容量為4.7GB，可以重復(fù)讀寫(xiě)數(shù)字資料的DVD規(guī)格。另外在計(jì)算機(jī)方面，硬件產(chǎn)品稱為可覆寫(xiě)式數(shù)字多功能光驅(qū)(DVD-RAM 光驅(qū))，然而第一代2.6GB的容量與DVD-ROM容量相差太大，因此有后續(xù)第二代4.7GB DVD-RAM的誕生。至于兼容性的問(wèn)題，DVD

28、-RAM光盤(pán)片有TYPE 1和TYPE II兩種規(guī)格的片子，其中TYPE II的片子，可以從卡夾式保護(hù)外殼中拿出來(lái)，以方便一般的DVD機(jī)器播放。 3.2.3 DVD的基本結(jié)構(gòu)及原理DVDRW 繼DVD-RAM之后，DVD聯(lián)盟（DVD Forum）所提出的第二種可以重復(fù)讀寫(xiě)數(shù)字資料的DVD規(guī)格，其硬件產(chǎn)品稱之為可覆寫(xiě)式數(shù)字多功能光驅(qū)(DVD-RW光驅(qū))，其主導(dǎo)的廠商有先鋒，參與制造的廠商有三星、夏普、SONY等。 DVD+RW是DVD系統(tǒng)里面的可多次寫(xiě)入DVD光驅(qū)，它的定位有點(diǎn)類似CD-RW的感覺(jué)，這是由三菱、理光、飛利浦、惠普、Yamaha等公司所力推的產(chǎn)品。第二代的DVDRW它的光盤(pán)容量將會(huì)

29、規(guī)定是4.7GB，而且除了可以燒錄DVDRW的片子外，還可以支持燒錄DVD-R、DVD-RW、CD-R、CD-RW這些光盤(pán)片。3.2.4 CD和DVD技術(shù) CD和DVD采用類似的技術(shù)，兩種盤(pán)都是同樣的尺寸（直徑為120mm，厚度為1.2mm，中心，孔洞直徑15mm），盤(pán)上都有以聚碳酸脂基印制的凹陷和平地。3.2.5 光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器 光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器就是我們平常所說(shuō)的光驅(qū)（CD-ROM），讀取光盤(pán)信息的設(shè)備。光盤(pán)存儲(chǔ)容量大,價(jià)格便宜,保存時(shí)間長(zhǎng),適宜保存大量的數(shù)據(jù),如聲音、圖像、動(dòng)畫(huà)、視頻信息、電影等多媒體信息。光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器有CDROM、CDR 、 CDRW,、 DVD-ROM及其盤(pán)片DVD-R、DVD-R

30、W。3.2.5 光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器1.光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成3.2.5 光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器 2. 光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的分類 3.2.5 光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器3、光驅(qū)的性能指標(biāo)、光驅(qū)的性能指標(biāo)1、數(shù)據(jù)傳輸率 表明光驅(qū)從光盤(pán)上讀取數(shù)據(jù)的快慢。 單速：是指最初的光驅(qū)讀取速率150KB/S 倍速：指是最初光驅(qū)讀取速率的多少倍的讀取速率的光驅(qū)。 2、平均讀取時(shí)間（Average Seek Time) 是指CD-ROM從光頭定位到開(kāi)始讀盤(pán)的時(shí)間，一般是越小越好。不能超過(guò)95ms。 3、緩存（CACHE或BUFFER MEMORY表示）作用是提供一個(gè)數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)域，將讀取的數(shù)據(jù)暫時(shí)保存，然后一次性進(jìn)行傳輸和轉(zhuǎn)換。CACHE一般最少要有128K，現(xiàn)在

31、的光驅(qū)一般是256K或者512K的。緩存是越大越好。 4、光驅(qū)的容錯(cuò)性能 是指光驅(qū)讀取質(zhì)量不太好的光盤(pán)的能力，容錯(cuò)性能越強(qiáng)，光驅(qū)能讀的“爛盤(pán)”越多。 3.2.5 光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器5、 光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)速控制恒定線速度（CLV）CLV（Constant Linear Velocity,恒定線速度）,讀取光盤(pán)內(nèi)圈和外圈數(shù)據(jù)時(shí)，光驅(qū)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速是不同，讀出的數(shù)據(jù)傳輸率保持不變。 優(yōu)點(diǎn)：光驅(qū)讀取性能穩(wěn)定、容錯(cuò)性能比較高； 缺點(diǎn)：浪費(fèi)了主軸的工作效率（讀取外圈時(shí)降低馬達(dá)速轉(zhuǎn)） 恒定角速度（CAV）CAV（Constant Angular Velocity,恒定角速度）,保持光驅(qū)馬達(dá)轉(zhuǎn)速恒定，其數(shù)據(jù)傳輸率是可變的。

32、 優(yōu)點(diǎn)：讀盤(pán)速度不斷提高；避免太多加速或減速控制，可減少發(fā)熱量。缺點(diǎn)：容錯(cuò)性能有所下降。 部分恒定角速度（PCAV） 當(dāng)激光頭讀不出數(shù)據(jù)時(shí)，主軸速度降低一半，如果再讀不出來(lái)，再降低一半，如此反復(fù)，直到讀取數(shù)據(jù)為止。 優(yōu)點(diǎn)：即提高了速度，又兼顧了容錯(cuò)性能。3.2.5 光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器6、接口類型 兩種接口：內(nèi)置IDE和SCSI接口，外置有SCSI、USB和并行口三種。 一般的用戶應(yīng)該都是IDE口的，SCSI接口的光驅(qū)必須配用SCSI接口卡，安裝比較煩瑣，但是有占用CPU資源少，工作穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，所以在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中廣泛采用。 3.3.1 移動(dòng)盤(pán) 移動(dòng)盤(pán)主要包括兩類，第一類是由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器為存儲(chǔ)內(nèi)核，這一類

33、主要是U盤(pán)。另外一類是以硬磁盤(pán)為存儲(chǔ)內(nèi)核，通常稱這一類為移動(dòng)硬盤(pán)。兩類移動(dòng)存儲(chǔ)器都使用計(jì)算機(jī)的通用接口，目前使用的接口主要是USB接口，但移動(dòng)硬盤(pán)也有使用其它的接口的，如并行口和IEEE-1394。1. U盤(pán)盤(pán) “U盤(pán)”即USB盤(pán)的簡(jiǎn)稱，而優(yōu)盤(pán)只是U盤(pán)的諧音稱呼。U盤(pán)是閃存的一種，因此也叫閃盤(pán)。最初設(shè)計(jì)U盤(pán)的想法是什么？簡(jiǎn)單地說(shuō)，在沒(méi)有局域網(wǎng)相連的電腦之間進(jìn)行較大數(shù)據(jù)或文件交換一直是一件很麻煩的事，為了要完成此項(xiàng)工作，只能求助于高容量的存儲(chǔ)設(shè)備如ZIP盤(pán)、MO盤(pán)、刻錄機(jī)等，但它們都需要額外的物理驅(qū)動(dòng)器，然而這些驅(qū)動(dòng)器并沒(méi)有也不可能像軟驅(qū)一樣成為電腦的標(biāo)準(zhǔn)配置。這樣，U盤(pán)的出現(xiàn)正好為有這樣需要的

34、人所設(shè)計(jì)的。發(fā)明專利持有者之一、哈爾濱朗科科技有限公司總裁呂正彬， U盤(pán)的推出，是中國(guó)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)領(lǐng)域二十年來(lái)唯一屬于中國(guó)人的原創(chuàng)性發(fā)明專利成果。1. U盤(pán)盤(pán) 說(shuō)到U盤(pán)的優(yōu)點(diǎn)，不言而喻，容量大、速度快、體積小、抗震強(qiáng)、功耗低、壽命長(zhǎng)，U盤(pán)已逐漸成為移動(dòng)存儲(chǔ)領(lǐng)域的新寵。U U盤(pán)的特點(diǎn)盤(pán)的特點(diǎn)1、容量大U盤(pán)的容量最低為32MB 相當(dāng)于23張軟盤(pán)。 2、傳輸速度快現(xiàn)在主流U盤(pán)的接口類型USB1.0速度較慢,隨著USB2.0技術(shù)的成熟，U盤(pán)的傳輸速度會(huì)有所提高。3、穩(wěn)定性目前U盤(pán)相應(yīng)的推出了U-SAFE技術(shù)，較好地避免文件丟失之類情況。 4、數(shù)據(jù)安全現(xiàn)在的U盤(pán)在抗震性能強(qiáng),防潮防磁，耐高低溫（-40C

35、 +85C）都有所改善，因此U盤(pán)至少可擦寫(xiě)1,000,000次 數(shù)據(jù)可保存10年。 U盤(pán)的分類盤(pán)的分類 U盤(pán)的款式多種多樣，但是可以歸為兩大類：一是磁盤(pán)型，這類U盤(pán)被系統(tǒng)識(shí)別為本地磁盤(pán)；二是移動(dòng)型，這類U盤(pán)被系統(tǒng)識(shí)別為移動(dòng)磁盤(pán)。此外還有一些具有有特別功能的盤(pán)。 1、郵箱功能型U盤(pán)2、遙控型U盤(pán)3、殺毒型U盤(pán)4、安全型U盤(pán)使用使用U U盤(pán)時(shí)的注意事項(xiàng)盤(pán)時(shí)的注意事項(xiàng) 1. 當(dāng)插入U(xiǎn)盤(pán)后，最好不要立即拔出。特別是不要反復(fù)立即插拔，因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)需要一定的反應(yīng)時(shí)間，中間的間隔最好在5秒以上。2. 慎用密碼，若密碼丟失，則數(shù)據(jù)將無(wú)法打開(kāi)3. U盤(pán)上有一個(gè)寫(xiě)保護(hù)開(kāi)關(guān)，不要在U盤(pán)插入電腦時(shí)撥動(dòng)此開(kāi)關(guān)，以防損壞

36、。4. U盤(pán)雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但數(shù)據(jù)也不是萬(wàn)無(wú)一失的，掌握正確的使用方法是關(guān)鍵。2. 移動(dòng)硬盤(pán) 移動(dòng)硬盤(pán)實(shí)際上就是硬盤(pán)采用了USB接口或IEEE-1394接口，較早的移動(dòng)硬盤(pán)都是由2.5英寸的筆記本硬盤(pán)構(gòu)成的，隨著小型和微型硬盤(pán)的發(fā)展，新型的移動(dòng)硬盤(pán)也逐步采用1.8英寸、1英寸的硬盤(pán)，使得移動(dòng)硬盤(pán)的體積更小。 3.3.2 存儲(chǔ)卡 存儲(chǔ)卡：也叫閃存卡（Flash Card）是利用閃存（Flash Memory）技術(shù)達(dá)到存儲(chǔ)電子信息的存儲(chǔ)器，一般應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)，掌上電腦，MP3等小型數(shù)碼產(chǎn)品中作為存儲(chǔ)介質(zhì)，所以樣子小巧，有如一張卡片，所以稱之為閃存卡。CFCF（CompactFlashCompactFlash）卡）卡SMSM（SmartMedi