《外部存儲器》PPT課件

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1、 本 章 簡 要 介 紹 了 軟 盤 驅(qū) 動 器 的 性 能 特 點 、 種 類 、 結(jié) 構(gòu) 原 理 和幾 種 大 容 量 的 軟 驅(qū) 。 還 介 紹 了 硬 盤 的 性 能 特 點 、 技 術(shù) 參 數(shù) 和 接 口類 型 等 。 軟 盤 子 系 統(tǒng) 包 括 軟 盤 片 、 軟 盤 驅(qū) 動 器 、 驅(qū) 動 程 序和 軟 驅(qū) 控 制 器 這 幾 部 分 。 軟 盤 是 微 機 系 統(tǒng) 永 久 保 存 信息 和 交 換 信 息 的 重 要 外 部 磁 存 儲 介 質(zhì) 。 軟 驅(qū) （ Floppy Disk Driver， FDD） 是 對 軟 盤 進 行 讀 寫 的 機 電 一 體 化的 設(shè) 備 。

2、 軟 驅(qū) 驅(qū) 動 程 序 是 軟 驅(qū) 的 配 套 程 序 ， 它 包 含 在系 統(tǒng) BIOS程 序 中 。 軟 驅(qū) 控 制 器 （ FDD Controller） 提供 主 機 對 軟 驅(qū) 的 控 制 信 號 ， 也 是 軟 驅(qū) 設(shè) 備 的 接 口 ， 它做 在 I/O卡 或 主 板 上 或 南 橋 芯 片 內(nèi) 。 微 機 常 選 用 的 軟 盤 片 有 直 徑 為 5.25英 寸 、 存 儲 容量 為 1.2MB和 直 徑 為 3.5英 寸 、 存 儲 容 量 為 1.44MB這 兩種 ， 它 們 的 驅(qū) 動 器 分 別 稱 為 5寸 軟 驅(qū) 和 3寸 軟 驅(qū) 。 由 于 3寸 軟 盤 體

3、積 小 、 容 量 大 并 帶 有 塑 料 外 殼 不 易 損 壞 ， 目前 大 多 數(shù) PC機 僅 僅 配 備 一 個 3寸 軟 驅(qū) 。 3.5” 軟 驅(qū) 的 外形 如 圖 7-1所 示 。圖 7-1 3.5” 軟 驅(qū) 和 軟 盤 3.5” 軟 盤 的 結(jié) 構(gòu) 如 圖 7-2所 示 ， 它 的 盤 片 外 面 有一 個 塑 料 外 殼 ， 不 易 污 染 和 損 壞 。 將 它 的 寫 保 護 片 撥到 封 住 寫 保 護 孔 的 位 置 時 ， 軟 盤 處 于 可 以 讀 寫 的 狀 態(tài) ，反 之 為 寫 保 護 狀 態(tài) ， 這 時 軟 盤 上 的 信 息 不 會 被 改 寫 ，軟 盤 也

4、 不 會 感 染 病 毒 。 圖 7-2 3.5” 軟 盤 的 結(jié) 構(gòu) 軟 驅(qū) 上 有 兩 個 插 座 。 一 個 電 源 插 座 ， 它 有 四 個 插針 ， 分 別 為 +12V輸 入 、 兩 個 接 地 線 和 +5V輸 入 ， +12V給各 個 馬 達 供 電 ， +5V給 電 路 元 件 供 電 。 另 一 個 為 控 制 及數(shù) 據(jù) 電 纜 插 座 ， 它 有 34線 。 用 一 根 34線 電 纜 將 它 與 I/O多 功 能 卡 或 主 板 上 的 軟 驅(qū) 接 口 （ FDD） 相 連 接 。 34線 電纜 的 紅 色 線 應(yīng) 接 到 兩 邊 插 座 的 1號 腳 ， 以 免 電

5、 纜 接 反 。軟 驅(qū) 34線 電 纜 如 圖 7-3所 示 。 在 一 些 微 機 的 系 統(tǒng) 硬 件 配置 程 序 CMOS Setup中 有 “ Swap Floppy Drive” 這 一 項 ，當 將 其 設(shè) 置 為 “ Enabled” 時 則 可 對 調(diào) A、 B兩 個 軟 驅(qū) 的邏 輯 名 稱 ， 而 不 必 在 電 纜 插 頭 上 將 它 們 對 調(diào) 。 軟 驅(qū) 接口 （ FDC） 的 信 號 定 義 如 表 7-1。 圖 7-3 軟 驅(qū) 的 34線 電 纜 表7-1 軟驅(qū)接口的信號定義 引 腳 編 號 信 號 名 稱 （ 低 電 平 有 效 ） 功 能 2 No Used

6、未 使 用 4 Head Load 磁 頭 加 載 6 Drive Select 3 選 擇 驅(qū) 動 設(shè) 備 3 8 INDX/Sector 索 引 或 扇 區(qū) 10 Drive Select 0 選 擇 驅(qū) 動 設(shè) 備 0 12 Drive Select 1 選 擇 驅(qū) 動 設(shè) 備 1 14 Drive Select 2 選 擇 驅(qū) 動 設(shè) 備 2 16 Motor ON 馬 達 啟 動 18 Direction Select 磁 頭 方 向 選 擇 20 Step 磁 頭 步 進 22 Write Data 寫 數(shù) 據(jù) 24 Write Gate 寫 選 通 26 Track 00 0磁

7、道 28 Write Protect 寫 保 護 30 Read Data 讀 數(shù) 據(jù) 32 Side One Select 面 選 擇 34 Ready 準 備 就 緒 或 換 盤 1,3,5,33奇 數(shù) 腳 均 為 GND接 地 線 軟 盤 驅(qū) 動 器 （ FDD） 由 數(shù) 據(jù) 讀 寫 系 統(tǒng) 、 磁 頭 定 位系 統(tǒng) 、 盤 片 驅(qū) 動 系 統(tǒng) 和 控 制 電 路 等 組 成 。 磁 頭 是 其 工作 的 核 心 部 件 。 磁 頭 分 為 上 、 下 兩 個 ， 上 磁 頭 稱 為 “ 1號 磁 頭 ” ， 下 磁 頭 稱 為 “ 0號 磁 頭 ” ， 它 們 固 定 在 磁 頭小 車

8、 上 ， 并 始 終 接 觸 盤 片 。 當 盤 片 由 主 軸 馬 達 驅(qū) 動 以每 分 鐘 300多 轉(zhuǎn) 的 高 速 旋 轉(zhuǎn) 時 ， 磁 頭 小 車 由 步 進 馬 達 驅(qū)動 做 徑 向 運 動 ， 從 而 使 上 、 下 磁 頭 能 掃 描 磁 盤 上 、 下兩 面 的 所 有 磁 道 ， 實 現(xiàn) 讀 、 寫 操 作 。 所 謂 寫 操 作 是 指 軟 驅(qū) 接 收 到 主 機 發(fā) 來 的 數(shù) 據(jù) 編 碼信 號 ， 經(jīng) 過 寫 電 路 的 一 系 列 處 理 后 ， 通 過 磁 頭 將 數(shù) 據(jù)的 電 流 信 號 轉(zhuǎn) 換 為 磁 信 號 記 錄 在 磁 盤 上 。 而 讀 操 作 是寫 操

9、作 的 逆 過 程 ， 即 把 磁 盤 上 記 錄 的 磁 信 息 通 過 磁 頭轉(zhuǎn) 換 為 電 流 信 號 ， 然 后 經(jīng) 過 讀 電 路 的 一 系 列 處 理 后 ，還 原 出 電 信 號 的 數(shù) 據(jù) 信 息 發(fā) 送 給 主 機 。 軟 盤 驅(qū) 動 器 還 有 專 門 用 于 檢 測 磁 盤 狀 態(tài) 的 傳 感 器元 件 。 比 如 “ 0磁 道 開 關(guān) ” 、 “ 寫 保 護 傳 感 器 ” 。 磁 盤 驅(qū) 動 器 軟 驅(qū) 或 硬 驅(qū) 的 基 本 原 理 相 同 ， 框 圖 如圖 7-4所 示 ， 主 要 包 括 數(shù) 據(jù) 讀 寫 系 統(tǒng) 、 磁 頭 定 位 系 統(tǒng) 、盤 片 驅(qū) 動 系

10、 統(tǒng) 和 控 制 電 路 等 部 分 。 圖 7-4 磁 盤 驅(qū) 動 器 的原 理 方 框 目 前 還 有 多 種 高 速 大 容 量 的 新 型 軟 盤 驅(qū) 動 器 ， 如ZIP100、 LS-120和 UHC等 。 由 于 價 格 較 高 和 軟 盤 交 換 性等 原 因 ， 都 尚 未 被 PC機 普 遍 采 用 。 LS-120（ Laser Servo-120MB） 是 一 種 采 用 激 光伺 服 機 構(gòu) 的 大 容 量 3.5” 軟 盤 驅(qū) 動 器 ， 主 要 部 件 采 用 激光 光 學 軌 跡 讀 寫 技 術(shù) ， 并 配 備 高 容 量 高 密 度 軟 磁 盤 。 LS-12

11、0盤 片 容 量 可 達 l20MB， 是 原 3.5寸 軟 盤 的 83倍 。 讀 寫 速 度 為 原 軟 驅(qū) 的 5倍 。 LS-120使 用 標 準 IDE接口 。 它 與 原 3.5寸 軟 驅(qū) 兼 容 ， 即 可 以 讀 寫 1.44MB軟 盤 。許 多 新 的 BIOS都 支 持 LS-120軟 驅(qū) ， DOS、 Win3.x、Windows 9x和 Windows NT可 以 使 用 這 種 軟 驅(qū) 。 LS-120軟 盤 驅(qū) 動 器 有 望 成 為 未 來 PC機 的 大 容 量 外 存 設(shè) 備 。 內(nèi) 外 置 LS-120的 安 裝 是 不 同 的 。 1 外 置 式 LS-1

12、20軟 驅(qū) 的 安 裝 ： 2 內(nèi) 置 式 LS-120軟 驅(qū) 的 安 裝 ： ZIP驅(qū) 動 器 是 一 種 活 動 式 存 儲 驅(qū) 動 器 ， 它 使 用 的 盤片 容 量 為 100MB。 它 的 盤 片 比 傳 統(tǒng) 3.5” 盤 片 厚 許 多 ，它 不 兼 容 傳 統(tǒng) 軟 盤 。 按 接 口 形 式 分 ， ZIP有 IDE內(nèi) 置 式 、SCSI內(nèi) 置 式 、 SCSI外 置 式 和 并 口 外 置 式 等 。 采 用 與 硬盤 同 樣 的 SCSI和 IDE接 口 ， 使 ZIP驅(qū) 動 器 的 存 取 時 間 大大 提 高 ， 達 到 29毫 秒 。 而 采 用 通 用 的 并 行

13、口 ， 則 使 ZIP驅(qū) 動 器 可 以 非 常 方 便 地 接 入 臺 式 、 便 攜 式 或 其 它 各 式計 算 機 ， 但 并 行 口 會 使 ZIP的 訪 問 速 度 明 顯 變 慢 。 IDE接 口 、 SCSI接 口 和 并 行 接 口 的 ZIP軟 驅(qū) 的 安 裝 方 法均 與 原 來 的 3寸 軟 驅(qū) 不 同 。 UHC（ Ultra High Capacity） 即 超 高 容 量 軟 盤 驅(qū)動 器 ， 由 日 本 Mitsumi公 司 開 發(fā) 。 它 的 盤 片 容 量 為150MB， 也 兼 容 原 1.44MB的 3.5寸 軟 盤 。 它 的 主 軸 馬 達轉(zhuǎn) 速 為

14、 3600RPM。 它 的 磁 頭 與 盤 面 不 接 觸 ， 與 硬 盤 原 理一 樣 。 它 的 平 均 搜 尋 時 間 為 20mS， 比 LS-120的 60mS快 3倍 。 預(yù) 言 各 種 新 型 大 容 量 軟 盤 驅(qū) 動 器 的 發(fā) 展 前 景 ， 到底 誰 能 夠 取 代 傳 統(tǒng) 的 軟 盤 驅(qū) 動 器 ， 不 僅 僅 取 決 于 它 自身 的 性 能 優(yōu) 良 和 價 格 便 宜 ， 一 個 重 要 因 素 就 是 它 能 否與 當 前 仍 獨 霸 PC機 的 3.5” 1.44MB軟 盤 驅(qū) 動 器 相 兼 容 和方 便 地 交 換 共 享 數(shù) 據(jù) 。 硬 盤 驅(qū) 動 器 （

15、 Hard Disk Driver， HDD） 也 是 微 機系 統(tǒng) 的 基 本 外 存 設(shè) 備 。 與 軟 盤 驅(qū) 動 器 不 同 的 是 ， 它 的磁 盤 片 是 硬 質(zhì) 合 金 的 ， 并 固 定 安 裝 在 驅(qū) 動 器 內(nèi) 部 ， 所以 也 可 統(tǒng) 稱 為 硬 盤 。 與 軟 盤 相 比 ， 它 的 存 儲 容 量 要 大得 多 ， 速 度 也 快 得 多 ， 而 體 積 也 較 小 。 3” 軟 盤 的 容 量為 1.44MB， 而 目 前 PC機 硬 盤 容 量 在 10GB到 60GB。 目 前市 面 上 硬 盤 的 主 流 品 牌 為 昆 騰 （ Quantum） 、 希 捷（

16、 Seagate） 、 鉆 石 （ Maxtor） 、 西 部 數(shù) 據(jù) （ Westdata）和 IBM等 。 硬 盤 子 系 統(tǒng) 包 括 硬 盤 驅(qū) 動 器 （ 內(nèi) 含 硬 盤 ） 、 驅(qū) 動程 序 和 硬 盤 接 口 。 硬 盤 的 控 制 器 （ HDD Controller）做 在 硬 盤 內(nèi) 部 ， 而 接 口 集 成 在 主 板 上 。 硬 盤 的 驅(qū) 動 程序 包 含 在 系 統(tǒng) BIOS程 序 中 。 硬 盤 的 構(gòu) 成 和 工 作 原 理 與軟 驅(qū) 相 仿 ， 它 以 自 己 專 用 的 微 處 理 器 作 為 控 制 器 ， 它的 內(nèi) 部 ROM固 化 了 控 制 軟 件

17、， 用 來 實 現(xiàn) 加 電 時 的 自 我 診斷 、 運 行 狀 態(tài) 檢 測 、 主 軸 電 機 的 轉(zhuǎn) 速 調(diào) 節(jié) 和 對 磁 頭 的位 置 控 制 等 功 能 。 硬 盤 驅(qū) 動 器 內(nèi) 部 硬 件 主 要 由 電 路 板 和 頭 盤 組 件HDA（ Head Disk Assemblly） 構(gòu) 成 。 硬 盤 的 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 如 圖 7-5所 示 。 圖 7-5 硬 盤 的 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 示 意 硬 盤 按 其 盤 片 直 徑 大 小 可 分 為 5.25、 3.5、 2.5和1.8英 寸 等 多 種 ， 按 其 接 口 類 型 分 有 IDE接 口 及 SCSI接口 等 多 種

18、， 目 前 使 用 最 多 的 是 IDE接 口 的 3.5英 寸 硬 盤 。 IDE接 口 來 自 IBM AT機 ， 其 信 號 定 義 與 AT機 的 總 線相 似 ， 因 此 也 叫 AT總 線 （ AT BUS） 。 IDE接 口 的 硬 盤 連接 電 纜 為 40線 排 線 電 纜 ， 其 中 紅 色 為 1號 線 ， 如 圖 7-6所 示 。 在 一 個 IDE接 口 上 連 接 兩 個 硬 盤 ， 一 個 硬 盤 上 的 跳線 應(yīng) 設(shè) 置 為 “ Master” 狀 態(tài) ， 另 一 個 硬 盤 上 的 跳 線 應(yīng)設(shè) 置 為 “ Slave” 狀 態(tài) 。 硬 盤 的 電 源 線

19、為 4線 ， 分 別 為 +12V（ 黃 色 ） 、 地（ 黑 色 兩 根 ） 和 +5V（ 紅 色 ） ， 12V供 給 馬 達 ， 5V供 給電 路 元 件 。 圖 7-6 硬 盤 的 40線 電 纜 硬 盤 裝 好 后 還 要 做 兩 件 事 ， 首 先 要 進 入 CMOS Setup設(shè) 置 硬 盤 類 型 （ HDD Type） ， 即 設(shè) 置 硬 盤 的 柱 面數(shù) 、 磁 頭 數(shù) 和 扇 區(qū) 數(shù) 。 其 次 要 用 FDISK、 FORMAT命 令 進行 硬 盤 分 區(qū) 和 格 式 化 ， 也 可 用 硬 盤 專 用 管 理 軟 件 DM進行 ， 之 后 才 能 使 用 。 具 體

20、 做 法 在 后 面 有 關(guān) 章 節(jié) 介 紹 。 1 道 密 度 與 位 密 度 硬 盤 道 密 度 是 指 磁 盤 徑 向 的 磁 道 密 度 ， 單 位 是TPI（ Track Per Inch） 即 每 英 寸 磁 道 數(shù) 。 2 轉(zhuǎn) 速 ： 硬 盤 的 轉(zhuǎn) 速 是 指 硬 盤 主 軸 馬 達 也 就 是 盤 片 的 轉(zhuǎn) 速 ，單 位 是 RPM（ Round Per Minute） 即 每 分 鐘 圈 數(shù) 。 3 平 均 存 取 時 間 平 均 存 取 時 間 （ Average Access Time） 是 反 映硬 盤 數(shù) 據(jù) 操 作 速 度 的 指 標 ， 單 位 是 毫 秒 （

21、 mS） 。 它 包括 三 個 時 間 段 ： 平 均 尋 道 時 間 （ Seek time） ， 平 均 定位 時 間 （ Setting time） ， 轉(zhuǎn) 動 延 遲 （ Rotational latency） 。 4 緩 存 容 量 緩 存 容 量 （ Cache Size） 是 指 硬 盤 內(nèi) 部 數(shù) 據(jù) 的 高速 緩 沖 存 儲 器 的 大 小 ， 如 256KB、 512KB、 1MB和 2MB等 。 5 平 均 故 障 間 隔 時 間 平 均 故 障 間 隔 時 間 MTBF（ Mean Time Between Failures） 是 指 硬 盤 操 作 時 發(fā) 生 故 障

22、 的 時 間 間 隔 的 平均 數(shù) 。 6 硬 盤 控 制 器 的 數(shù) 據(jù) 傳 輸 率 硬 盤 控 制 器 即 接 口 的 數(shù) 據(jù) 傳 輸 率 是 指 緩 存 至 主 機的 數(shù) 據(jù) 傳 送 速 度 。 以 Maxtor 5T060H6硬 盤 為 例 ， 它 的 技 術(shù) 規(guī) 格 如下 ： 硬 盤 的 參 數(shù) 很 多 ， 其 中 直 接 關(guān) 系 到 用 戶 安 裝 使 用硬 盤 的 參 數(shù) 有 柱 面 數(shù) 、 磁 頭 數(shù) 、 扇 區(qū) 數(shù) 和 容 量 ， 前 三項 稱 為 硬 盤 的 物 理 結(jié) 構(gòu) 參 數(shù) ， 常 常 以 “ C/H/S” 標 注 在硬 盤 的 盤 面 上 。 1 柱 面 數(shù) （

23、Cylinder） 縮 寫 為 Cyln， 指 每 個 盤 面 上 的 磁 道 數(shù) 。 由 于 硬 盤盤 片 是 上 下 疊 放 的 ， 所 以 每 一 個 盤 面 上 的 同 號 磁 道 便組 成 一 個 圓 柱 面 。 這 個 參 數(shù) 為 CMOS Setup中 設(shè) 置 硬 盤類 型 （ HDD Type） 的 關(guān) 鍵 參 數(shù) 。 2 磁 頭 數(shù) （ Heads） 硬 盤 的 讀 寫 磁 頭 總 數(shù) 。 因 為 每 個 盤 片 的 上 下 兩 面各 有 一 個 磁 頭 ， 所 以 也 是 硬 盤 的 盤 面 總 數(shù) 。 這 個 參 數(shù)也 是 CMOS Setup中 設(shè) 置 硬 盤 類 型

24、的 關(guān) 鍵 參 數(shù) 。 3 扇 區(qū) 數(shù) （ Sector） 縮 寫 為 Sect， 指 每 個 磁 道 上 劃 分 的 記 錄 數(shù) 據(jù) 的 基本 小 區(qū) 域 的 數(shù) 目 ， 對 DOS系 統(tǒng) 而 言 ， 每 個 小 區(qū) 域 包 含512個 字 節(jié) 。 這 個 參 數(shù) 也 為 CMOS Setup中 設(shè) 置 硬 盤 類 型的 關(guān) 鍵 參 數(shù) 。 4 存 儲 容 量 （ Size） 指 硬 盤 可 以 存 儲 的 數(shù) 據(jù) 字 節(jié) 數(shù) ， 單 位 為 MB（ 1MB=1024 1024字 節(jié) ） 和 GB（ 1GB=1024MB） 。 格 式化 容 量 （ GB） =柱 面 數(shù) 磁 頭 數(shù) 扇 區(qū)

25、數(shù) 512 1024 1024 1024。 5 間 隔 存 取 因 子 （ Interleaver） 6 寫 預(yù) 補 償 （ Write Pre-Comp） 7 磁 頭 著 陸 區(qū) （ Landing Zone） 在 微 機 系 統(tǒng) 中 采 用 過 的 硬 盤 接 口 主 要 有 四 種 ，ST-506、 ESDI（ Enhanced Small Device Interface）即 增 強 型 小 型 設(shè) 備 接 口 、 IDE和 SCSI。 IDE接 口 廣 泛 用于 普 通 PC機 ， SCSI接 口 多 用 于 服 務(wù) 器 和 專 用 圖 形 工 作站 。 IDE（ Intellige

26、nt Device Electronics） 即 智 能設(shè) 備 電 子 接 口 ， 是 目 前 PC機 普 遍 采 用 的 最 基 本 硬 盤 接口 。 IDE接 口 的 40個 引 腳 除 了 對 主 板 上 的 ISA總 線 （ 也叫 AT總 線 ） 的 信 號 進 行 必 要 控 制 之 外 ， 基 本 上 是 原 封不 動 地 送 往 硬 盤 驅(qū) 動 器 ， 所 以 IDE接 口 也 常 被 稱 為 ATA接 口 。 PC主 板 通 常 提 供 兩 個 IDE接 口 ， 每 個 ID可 連 接 兩 個IDE設(shè) 備 ， 采 用 一 條 40線 扁 平 電 纜 傳 送 控 制 和 數(shù) 據(jù)

27、信 號 。硬 盤 上 的 IDE插 座 外 形 如 圖 7-7所 示 ， 其 中 第 20針 沒 有 ，為 的 是 電 纜 定 位 。 IDE接 口 和 電 纜 的 40線 信 號 定 義 如 表7-2。 主 板 上 IDE接 口 占 用 的 系 統(tǒng) 硬 件 資 源 通 常 為 ：IDE1的 I/O Port地 址 為 1F0H-1F7H， IRQ 14， IDE2的I/O Port地 址 為 170H-177H， IRQ 15。圖 7-7 硬 盤 IDE接 口 的 插 座 表7-2 IDE接口的信號定義 引 腳 信 號 名 稱 功 能 引 腳 信 號 名 稱 功 能 1 -Reset 復 位

28、 21 DMARQ DMA 請 求 2 GND 接 地 22 GND 接 地 3 DD7 數(shù) 據(jù) 7 23 -DIOW 寫 選 通 4 DD8 數(shù) 據(jù) 8 24 GND 接 地 5 DD6 數(shù) 據(jù) 6 25 -DIOR 讀 選 通 6 DD9 數(shù) 據(jù) 9 26 GND 接 地 7 DD5 數(shù) 據(jù) 5 27 IOCHRDY IO 通 道 就 緒 8 DD10 數(shù) 據(jù) 10 28 SPSYNC 同 步 9 DD4 數(shù) 據(jù) 4 29 -DMACK DMA 應(yīng) 答 10 DD11 數(shù) 據(jù) 11 30 GND 接 地 11 DD3 數(shù) 據(jù) 3 31 INTRQ 中 斷 請 求 12 DD12 數(shù) 據(jù) 1

29、2 32 -IOCS16 16 位 數(shù) 據(jù) 寄 存 器 選 中 13 DD2 數(shù) 據(jù) 2 33 DA1 地 址 1 14 DD13 數(shù) 據(jù) 13 34 -PDIAG 診 斷 通 過 15 DD1 數(shù) 據(jù) 1 35 DA0 地 址 0 16 DD14 數(shù) 據(jù) 14 36 DA2 地 址 2 17 DD0 數(shù) 據(jù) 0 37 -CS1FX 片 選 1 18 DD15 數(shù) 據(jù) 15 38 -CS3FX 片 選 3 19 GND 接 地 39 -DASP 驅(qū) 動 器 工 作 指 示 20 KEY 定 位 （ 無 針 ） 40 GND 接 地 1 IDE的 類 型 我 們 現(xiàn) 在 統(tǒng) 稱 的 IDE（ 或

30、 ATA） 接 口 ， 是 指 接 口 形式 相 同 的 早 期 IDE、 EIDE、 ATA（ AT Attachment， AT附加 設(shè) 備 ） 和 Ultra DMA等 多 種 改 進 型 。 EIDE（ Enhanced IDE） 即 增 強 型 IDE， 是 Pentium以 上 主 板 上 配 備 的 標 準 硬 盤 接 口 ， 也 支 持 CD-ROM驅(qū) 動器 等 設(shè) 備 。 目 前 使 用 的 IDE接 口 有 ATA（ 或 Ultra DMA） 33、 66、100等 新 型 高 速 接 口 。 2 IDE的 工 作 方 式 3 IDE的 類 型 模 式 PIO-0、 PIO

31、-1、 PIO-2模 式 。 以 10bit表 示 柱 面 數(shù) 、4bit表 示 磁 頭 數(shù) 和 6bit表 示 扇 區(qū) 數(shù) ， 即 允 許 硬 盤 參 數(shù)的 最 大 值 是 1024柱 面 、 16磁 頭 和 63扇 區(qū) ， 因 此 能 支 持的 硬 盤 的 最 大 容 量 為 528MB（ =1024 16 63 512） 。在 目 前 的 系 統(tǒng) BIOS設(shè) 置 程 序 （ CMOS Setup） 中 ， 被 稱為 硬 盤 類 型 的 Normal方 式 。 不 管 硬 盤 容 量 有 多 大 ， 只要 選 擇 了 Normal模 式 ， 就 只 能 訪 問 該 硬 盤 的 528MB空

32、 間 。 增 強 的 EIDE硬 盤 接 口 使 用 PCI總 線 適 配 器 ， 通 常 做在 主 板 上 ， 它 支 持 PIO-3/4和 Multi Word DMA1/2模 式的 硬 盤 ， 也 支 持 符 合 EIDE接 口 的 光 驅(qū) （ CD-ROM Driver）和 磁 帶 機 等 。 EIDE以 8bit（ 255） 表 示 磁 頭 數(shù) ， 10bit柱 面 數(shù) 和 6bit扇 區(qū) 數(shù) 不 變 。 顯 然 它 能 支 持 的 硬 盤 的 最大 容 量 應(yīng) 比 Normal方 式 大 16倍 為 8.4GB（ 528MB 16） 。這 在 目 前 的 系 統(tǒng) BIOS設(shè) 置 程

33、 序 （ CMOS Setup） 中 ， 被稱 為 硬 盤 類 型 的 LBA（ Logical Block Addressing） 邏輯 塊 尋 址 方 式 。 系 統(tǒng) BIOS設(shè) 置 程 序 中 還 有 一 種 硬 盤 類 型 的 large方式 ， 它 只 能 將 柱 面 數(shù) 除 以 2， 使 之 不 大 于 1024， 再 將 磁頭 數(shù) 乘 以 2， 因 此 它 能 支 持 的 硬 盤 的 最 大 容 量 為 Normal方 式 的 2倍 為 1GB。 目 前 的 硬 盤 都 采 用 LBA模 式 。 SCSI（ Small Computer System Interface） 即 小

34、型 計 算 機 系 統(tǒng) 接 口 ， 其 實 是 一 種 用 于 高 速 外 設(shè) 的 外 部接 口 適 配 器 卡 ， 也 有 稱 之 為 硬 盤 協(xié) 處 理 器 卡 （ Disk Coprocessor Board） 的 ， 通 常 也 叫 做 “ Scuzzy” 卡 。在 計 算 機 外 設(shè) 接 口 尤 其 是 外 存 儲 設(shè) 備 接 口 方 面 ， SCSI接 口 始 終 占 據(jù) 著 高 貴 地 位 ， 這 不 僅 是 由 于 它 的 先 進 技術(shù) 性 能 ， 也 是 由 于 它 的 高 價 位 。 SCSI的 意 義 是 小 型 計 算 機 系 統(tǒng) 接 口 ， 它 是 做 在 一個 專

35、門 的 系 統(tǒng) 擴 展 卡 上 。 SCSI開 發(fā) 于 70年 代 末 ， 至 今已 有 SCSI-1、 SCSI-2以 及 SCSI-3等 多 種 。 1 SCSI-1 SCSI-1是 第 一 個 版 本 ， 異 步 數(shù) 據(jù) 傳 輸 率 為 3MB/S，同 步 數(shù) 據(jù) 傳 輸 率 為 5MB/S。 采 用 的 是 特 殊 的 25針 的 SCSI接 口 。 2 SCSI-2 SCSI-2最 初 稱 為 Fast SCSI， 8位 并 行 數(shù) 據(jù) 傳 輸 ，數(shù) 據(jù) 傳 輸 率 提 高 到 10MB/S， 可 連 接 7個 外 設(shè) 。 標 準 接 口為 50線 ， 信 號 有 差 分 方 式 和

36、 單 端 方 式 兩 種 。 50線 的SCSI插 座 如 圖 7-8所 示 。 Wide SCSI， 16位 并 行 數(shù) 據(jù) 傳輸 ， 數(shù) 據(jù) 傳 輸 率 提 高 到 20MB/S， 可 連 接 16個 外 設(shè) 。SCSI-2用 于 硬 盤 、 CD-ROM驅(qū) 動 器 和 掃 描 儀 等 設(shè) 備 。SCSI的 50線 差 分 方 式 接 口 的 信 號 定 義 如 表 7-3， 單 端 方式 接 口 的 信 號 定 義 如 表 7-4。 圖 7-8 50針 SCSI插 座 3 SCSI-3 SCSI-3也 稱 為 Ultra SCSI， 數(shù) 據(jù) 傳 輸 率 達 到20MB/S， 若 使 用

37、16位 傳 輸 模 式 ， 則 數(shù) 據(jù) 傳 輸 率 可 高 達40MB/S。 SCSI-3增 加 為 一 個 68針 接 口 ， 用 于 將 8位 數(shù) 據(jù)增 加 到 32位 數(shù) 據(jù) 。 68針 的 SCSI插 座 如 圖 7-9所 示 。 它 也分 為 差 分 方 式 和 單 端 方 式 兩 種 。 SCSI-3的 68線 差 分 方式 接 口 的 信 號 定 義 如 表 7-5， 單 端 方 式 接 口 的 信 號 定 義如 表 7-6。 圖 7-9 68針 SCSI插 座 4 最 新 型 Ultra SCSI Ultra 2 SCSI發(fā) 表 于 97年 ， 采 用 低 電 壓 差 分 技

38、術(shù) ，使 用 16位 傳 輸 模 式 ， 數(shù) 據(jù) 傳 輸 率 達 到 80MB/S。 Ultra 160/m SCSI發(fā) 表 于 98年 ， 采 用 低 電 壓 差 分 技 術(shù) ， 并 且每 個 時 鐘 可 發(fā) 送 兩 位 數(shù) 據(jù) ， 數(shù) 據(jù) 傳 輸 率 達 到 160MB/S。98年 以 后 生 產(chǎn) 的 硬 盤 開 始 采 用 此 類 接 口 。 SCSI接 口 設(shè) 備 是 鏈 接 的 ， 安 裝 在 系 統(tǒng) 中 的 每 個 SCSI設(shè) 備 都 有 自 己 唯 一 的 標號 ID（ ID=115） 。 設(shè) 備 ID號 可 由 設(shè) 備 前 面 的 跳 線 來設(shè) 置 ， 缺 省 值 為 7。 S

39、CSI接 口 的 優(yōu) 點 主 要 有 ： 1 SCSI可 以 連 接 最 多 16個 設(shè) 備 ， 所 有 設(shè) 備 只 需 占用 一 個 IRQ資 源 。 2 SCSI允 許 在 對 一 個 設(shè) 備 進 行 數(shù) 據(jù) 傳 輸 的 同 時 ，另 一 個 設(shè) 備 對 其 進 行 數(shù) 據(jù) 查 找 。 這 就 可 以 在 多 任 務(wù) 操作 系 統(tǒng) 中 獲 得 更 高 的 性 能 。 3 SCSI對 CPU的 占 用 率 極 低 ， 在 多 任 務(wù) 系 統(tǒng) 中 的確 占 有 明 顯 的 優(yōu) 勢 。 4 SCSI設(shè) 備 還 具 有 智 能 化 ， 提 高 了 工 作 效 率 。 5 SCSI快 于 IDE。

40、比 較 SCSI和 IDE硬 盤 ， 它 們 的 主 要 差 別 是 ： 7.4.1 CD-ROM光 盤 驅(qū) 動 器 的 特 點 和 原 理 CD-ROM光 盤 （ Compact Disc-Read Only Memory）可 以 存 儲 程 序 和 數(shù) 據(jù) 文 件 ， 可 以 存 儲 聲 音 和 音 樂 的 模擬 信 號 ， 還 可 以 存 儲 電 影 視 頻 音 頻 的 數(shù) 字 壓 縮 信 號 等 。CD-ROM光 盤 和 驅(qū) 動 器 如 圖 9-10所 示 。 圖 9-10 CD-ROM光 盤 和 驅(qū) 動 器 85年 由 SONY和 PHILIPS聯(lián) 合 推 出 了 第 一 代 PC機

41、 的 光驅(qū) ， 它 的 數(shù) 據(jù) 傳 輸 率 為 每 秒 150KB。 光 驅(qū) 的 數(shù) 據(jù) 傳 輸 率不 斷 提 高 ， 先 后 有 二 倍 速 、 四 倍 速 直 到 四 十 八 倍 速 的產(chǎn) 品 推 出 ， 它 們 的 數(shù) 據(jù) 傳 輸 率 分 別 達 到 每 秒 300KB、600KB直 到 7.2MB。 CD-ROM的 后 續(xù) 產(chǎn) 品 有 DVD（ Digital Versatile Disk） 、 CD-R/RW和 DVD-ROM/RAM等 。 CD-ROM的 盤 體 是 由 特 殊 的 有 機 玻 璃 或 透 明 塑 料 制成 的 ， 上 面 附 著 一 層 金 屬 薄 膜 （ 如 鋁

42、 等 ） 用 來 記 錄 信息 。 把 激 光 聚 焦 ， 形 成 高 能 量 的 光 點 ， 照 射 在 光 盤 表面 ， 使 該 處 的 金 屬 膜 融 化 蒸 發(fā) 形 成 細 小 的 凹 坑 。 CD-ROM表 面 金 屬 膜 的 平 坦 和 凹 坑 兩 種 狀 態(tài) 的 交 替 變 化 便 記錄 了 二 進 制 的 “ 0” 和 “ 1” 。 光 盤 表 面 凸 凹 不 平 的 小坑 是 一 種 不 易 改 變 的 物 理 狀 態(tài) ， 它 記 錄 的 信 息 也 就 是 永 存 的 ， 這 就 是 只 讀 光 盤 。 由 于 CD-ROM盤 片 上 的 信 息 密 度 相 當 高 （ 軌

43、 道 間 隔約 1.6 m， 每 位 長 度 約 0.28 m） ， 因 此 每 張 盤 的 存 儲容 量 可 高 達 650MB， 相 當 于 450張 軟 盤 的 容 量 。 這 使 得CD-ROM很 快 成 為 保 存 大 型 軟 件 如 游 戲 、 圖 形 圖 像 和 電影 等 的 主 要 存 儲 介 質(zhì) 。 許 多 軟 件 的 安 裝 都 離 不 開 光 盤 。 目 前 的 微 機 也 都 可 以 直 接 用 CD-ROM啟 動 操 作 系 統(tǒng) 。 除 了 讀 數(shù) 據(jù) 是 用 激 光 的 原 理 之 外 ， CD-ROM驅(qū) 動 器的 原 理 與 軟 盤 驅(qū) 動 器 相 似 。 CD-

44、ROM驅(qū) 動 器 由 光 盤 讀 取頭 （ 光 頭 ） 讀 電 路 系 統(tǒng) 、 驅(qū) 使 光 盤 轉(zhuǎn) 動 的 主 軸 馬 達 伺服 系 統(tǒng) 、 光 頭 尋 道 定 位 系 統(tǒng) 和 控 制 電 路 等 幾 部 分 組 成 。激 光 發(fā) 生 器 、 接 收 器 、 反 射 鏡 和 聚 焦 物 鏡 等 是 光 驅(qū) 的關(guān) 鍵 部 件 ， 其 結(jié) 構(gòu) 見 圖 9-11。 圖 9-11 CD-ROM光 驅(qū) 的 讀 盤 機 構(gòu) 圖 9-11 CD-ROM光 驅(qū) 的 讀 盤 機 構(gòu) 圖 9-11 CD-ROM光 驅(qū) 的 讀 盤 機 構(gòu) Digital data are carved into the CD-RO

45、M as pits (low spots) and lands (high spots). As the laser shines into the moving pits and lands, a sensor detects a change in reflection when it encounters a transition from pit to land or land to pit. Each transition is a 1. The lack of transitions are 0s. There is only one laser in a drive. Two a

46、re used here to illustrate the difference in reflection. 7.4.2 CD-ROM光 驅(qū) 的 接 口 光 驅(qū) 的 接 口 均 在 其 背 面 板 上 ， 如 圖 9-12所 示 。 光驅(qū) 背 面 板 上 的 接 口 如 下 ： 1 音 頻 信 號 輸 出 連 接 器 （ Audio Line Output，LO） 這 是 雙 聲 道 模 擬 音 頻 信 號 輸 出 插 座 。 通 過 一 根 四芯 電 纜 把 CD-ROM的 立 體 聲 音 頻 輸 出 信 號 連 接 到 任 何 一種 立 體 聲 功 放 設(shè) 備 的 音 頻 輸 入 端

47、進 行 放 音 ， 通 常 是 連接 到 聲 卡 電 路 板 上 的 音 頻 輸 入 插 座 上 。 連 接 時 一 定 要注 意 接 地 （ GND） 、 左 聲 道 （ L） 和 右 聲 道 （ R） 線 不 要接 反 。 2 驅(qū) 動 方 式 選 擇 跳 線 這 是 光 驅(qū) 的 IDE接 口 的 主 、 從 設(shè) 備 設(shè) 置 跳 線 。 出 廠一 般 為 “ SL” 位 置 加 短 路 線 ， 即 設(shè) 置 光 驅(qū) 為 從 驅(qū) 動 器（ Slave） ， 這 是 指 光 驅(qū) 與 系 統(tǒng) 原 有 的 硬 盤 連 接 在 同 一個 IDE接 口 電 纜 上 ， 而 以 硬 盤 作 為 主 驅(qū) 動

48、器 。 如 果 你 的主 機 具 備 兩 個 IDE接 口 ， 建 議 把 硬 盤 與 光 驅(qū) 分 別 安 裝 在第 一 和 第 二 兩 個 IDE接 口 上 ， 這 時 應(yīng) 把 光 驅(qū) 的 短 路 線 接到 “ MA” 位 置 ， 即 把 光 驅(qū) 設(shè) 為 主 驅(qū) 動 器 （ Master） 。 3 IDE接 口 插 座 這 是 光 驅(qū) 的 數(shù) 字 數(shù) 據(jù) 與 控 制 信 號 接 口 。 4 電 源 連 接 器 這 是 光 驅(qū) 的 電 源 連 接 插 座 ， +5V和 +12V分 別 供 應(yīng) 電路 和 馬 達 。 圖 9-12 光 驅(qū) 背 面 板 上 的 接 口 早 期 的 光 驅(qū) 面 板 如

49、 圖 9-13所 示 ， 它 有 一 組 專 為Audio CD操 作 的 按 鈕 。 目 前 的 光 驅(qū) 已 取 消 了 這 組 按 鈕 ，改 為 CD軟 件 操 作 。 光 驅(qū) 前 面 板 上 接 口 和 操 作 鈕 如 下 ： 1 耳 機 插 孔 這 是 光 驅(qū) 的 雙 聲 道 模 擬 音 頻 信 號 的 輸 出 插 座 ， 適用 于 一 般 3.5mm立 體 聲 耳 機 插 頭 。 2 音 量 調(diào) 節(jié) 旋 鈕 用 于 調(diào) 節(jié) 耳 機 輸 出 插 孔 的 CD音 量 。 3 光 驅(qū) 工 作 指 示 燈 當 光 驅(qū) 進 行 讀 數(shù) 據(jù) 操 作 時 ， 此 燈 閃 亮 。 4 彈 出 按 鈕

50、 按 一 下 此 鈕 ， 則 光 盤 托 盤 彈 出 ， 再 按 一 下 或 直 接推 托 盤 ， 則 托 盤 返 回 光 驅(qū) 內(nèi) 。 5 光 盤 托 盤 用 于 放 置 光 盤 。圖 9-13 光 驅(qū) 前 面 板 上 的 操 作 鍵 7.4.3 CD-ROM光 驅(qū) 的 安 裝 1 硬 件 安 裝 （ 1） 打 開 主 機 機 箱 的 上 蓋 ， 把 光 驅(qū) 安 放 在 一 個5.25” 支 架 上 ， 上 好 兩 邊 的 固 定 螺 絲 。 （ 2） 設(shè) 置 其 驅(qū) 動 方 式 跳 線 為 “ SL（ Slave） ” 或“ MA（ Master） ” 。 （ 3） 把 主 機 電 源 的

51、一 個 D型 電 源 插 頭 插 到 光 驅(qū) 的電 源 插 座 內(nèi) 。 （ 4） 把 隨 光 驅(qū) 提 供 的 四 線 音 頻 電 纜 插 入 光 驅(qū) 的 音頻 輸 出 插 座 。 （ 5） 把 音 頻 電 纜 的 另 一 插 頭 插 到 聲 卡 上 。 （ 6） 蓋 上 主 機 箱 上 蓋 。 2 軟 件 安 裝 如 果 是 在 Windows 9x上 安 裝 光 驅(qū) ， 系 統(tǒng) 支 持 PnP功能 ， 會 自 動 發(fā) 現(xiàn) 、 識 別 和 引 導 安 裝 光 驅(qū) 的 驅(qū) 動 程 序 。另 外 ， 也 可 以 通 過 執(zhí) 行 “ 控 制 面 板 ” 中 的 “ 添 加 新 硬件 ” 來 安 裝

52、。 對 于 DOS和 Windows 3.x系 統(tǒng) ， 每 個 光 驅(qū) 都 有 一 個安 裝 軟 盤 ， 上 面 有 自 動 安 裝 光 驅(qū) 的 程 序 （ INSTALL.EXE或 SETUP.EXE） 和 光 驅(qū) 的 硬 件 設(shè) 備 驅(qū) 動 程 序 （ 如CDROM.SYS） ， 還 有 光 驅(qū) 的 軟 件 驅(qū) 動 程 序 MSCDEX.EXE（ 從 DOS 6.0以 上 都 可 以 找 到 ） 。 還 可 能 附 有 一 些 實 用程 序 ， 如 ACD盤 的 仿 真 播 放 器 CDPLAY.EXE、 光 驅(qū) 的 裝 盤操 作 OPEN.EXE和 CLOSE.EXE等 。 鍵 入 “

53、A:INSTALL” 或“ A:SETUP” 命 令 ， 就 可 以 按 照 安 裝 向 導 一 步 步 操 作 ，直 至 安 裝 完 畢 。 INSTALL自 動 修 改 硬 件 配 置 文 件 “ CONFIG.SYS” ，把 光 驅(qū) 的 硬 件 設(shè) 備 驅(qū) 動 命 令 行“ DEVICE=C:CDROMCDROM.SYS /D:MSCD001” 寫 入 其中 。 INSTALL自 動 修 改 軟 件 配 置 文 件 “ AUTOEXEC.BAT” ，把 光 驅(qū) 的 軟 件 設(shè) 備 驅(qū) 動 命 令 行 “ C:DOSMSCDEX.EXE /D:MSCD001” 寫 入 其 中 。 也 可

54、以 用 DOS的 EDIT自 己 手 動 修 改 CONFIG.SYS和AUTOEXEC.BAT文 件 ， 寫 進 相 應(yīng) 的 命 令 行 即 可 。 再 次 啟 動 系 統(tǒng) 時 將 自 動 執(zhí) 行 上 述 光 驅(qū) 驅(qū) 動 程 序 ，使 光 驅(qū) 生 效 。 3 檢 驗 光 驅(qū) 的 使 用 （ 1） 用 程 序 光 盤 對 光 驅(qū) 進 行 讀 盤 操 作 。 （ 2） 插 入 立 體 聲 耳 機 ， 運 行 ACD播 放 器 ， 用 ACD盤對 光 驅(qū) 進 行 放 音 測 試 。 （ 3） 如 果 安 裝 了 解 壓 卡 或 軟 解 壓 軟 件 ， 運 行 VCD播放 器 ， 用 VCD盤 對

55、光 驅(qū) 進 行 播 放 音 像 測 試 。 如 果 軟 件 操 作 均 正 常 ， 但 聽 不 到 音 樂 聲 ， 則 檢 查各 電 纜 、 音 箱 和 耳 機 有 無 問 題 。 7.4.4 其 它 類 型 的 光 驅(qū) 1 光 盤 刻 錄 機 光 盤 刻 錄 機 即 CD-R（ CD-Recorder） ， 它 屬 于 CD-WORM（ CD-Write Once Read Multiple） 即 一 次 性 寫 入可 重 復 讀 取 的 光 盤 ， 它 刻 錄 的 光 盤 可 以 由 普 通 CD-ROM光 驅(qū) 使 用 。 2 CD-RW CD-RW（ CD-ReWriteablel） 即

56、 可 反 復 刻 錄 的 光 盤 。 3 CD-MO CD-MO（ CD-Magneto Optical） 是 可 以 重 復 讀 寫 的光 盤 驅(qū) 動 器 。 它 的 盤 片 容 量 可 高 達 5.2GB， 數(shù) 據(jù) 可 保 存上 百 年 。 4 DVD DVD（ Digital Versatile Disc） 即 數(shù) 字 多 功 能 光盤 ， 它 具 備 讀 多 種 光 盤 的 功 能 ， 是 今 后 主 流 的 光 盤 驅(qū)動 器 ， 它 的 存 儲 容 量 為 4.7GB， 是 CD-ROM盤 的 7倍 。 DVD光 盤 有 DVD-ROM只 讀 數(shù) 字 光 盤 、 DVD-WO單 次 寫 入 光 盤 和DVD-RAM可 重 復 寫 入 光 盤 。 1 掌 握 軟 驅(qū) 的 種 類 、 規(guī) 格 和 接 口 。2 熟 悉 磁 盤 驅(qū) 動 器 的 工 作 原 理 。3 掌 握 硬 盤 的 規(guī) 格 、 特 點 、 技 術(shù) 指 標 和 類 型 參 數(shù) 。4 熟 悉 IDE和 SCSI接 口 的 規(guī) 格 和 特 點 。5 掌 握 光 驅(qū) 的 種 類 、 規(guī) 格 特 點 、 工 作 原 理 、 接 口 和 安 裝方 法 。