计算机硬件技术基础电子课件教案-第七章 外部存储器.pptVIP

第七章 外部存储器 硬盘 软盘系统 大容量可更换磁盘 光盘储存系统 Flash电子盘 计算机存储器系统 磁盘系统——磁性材料的记忆原理 磁性存储原理： 磁盘存储信息是利用具有矩形磁滞回线的磁性材料，这种磁性材料在外加磁场的作用下，其磁感应强度B与外加磁场H的关系，可用矩形磁滞回线来描述。 7.1 硬盘系统 7.1.1 硬盘的发展 1956年，IBM发明世界上第一台硬盘(IBM350)，1973年，又发明了Winchester(温氏)硬盘(IMB3340)。80年代硬盘随微机的普及而广泛使用。 体积： 5.25英寸/全高 → 3.5英寸/半高(用于台式PC) 2.5/1.8英寸(用于笔记本PC) 0.85/1英寸微型(用于数码产品) 7.1 硬盘系统——硬盘结构 7.1.2 硬盘的结构 1. 内部结构 硬盘内部包括浮动磁头组件、磁头驱动机构、盘体及主轴驱动机构、前置读写控制电路和接口电路等。封装在硬盘的净化腔体内。 7.1 硬盘系统——关于磁道、扇区和柱面 2. 磁道、扇区和柱面 盘体：盘体由多个同轴盘片组成，每个盘片都是双面存储，第一个盘片的第一面为0磁面，下一个为1磁面；第二个盘片的第一面为2磁面，以此类推。 磁道(Track)：磁面上均匀分布的同心圆存储轨迹。最外层为0磁道。 扇区(Sector)：磁道上等弧度划分的扇段。一般一个扇区的存储容量为512字节。 柱面(Cylinder)：各个盘面上同一编号磁道的组合。 7.1 硬盘系统 3. 记录格式 每一扇区除存放512字节的用户数据外，还存放着用于同步、数据定位、数据校验等作用的辅助数据，这些数据一般只作用于硬盘内部。。 7.1 硬盘系统——硬盘的记录格式 标准记录： 分区记录： 位密度外低内高; 位密度相等; 浪费存储能力； 充分利用存储能力； 数据传输速率相等。 数据传输速率外高内低。 7.1 硬盘系统 7.1.3 硬盘的使用 硬盘在使用之前必须经过低级格式化、分区和高级格式化三个步骤。 1. 低级格式化(DOS中使用LFORMAT等软件) 一般硬盘在出厂之前都做过低级格式化。 低级格式化的作用：创建磁道和扇区，写入每个扇区的头、尾信息。 低级格式化和操作系统无关。 7.1 硬盘系统 ——硬盘的分区 2. 分区(DOS中使用FDISK) 硬盘分区——将硬盘分成多个逻辑区域(逻辑盘)，每个分区可支持不同的操作系统。DOS分区可分为一个主分区和一个扩展分区，扩展分区又可分成多个逻辑分区，每个分区对应一个逻辑磁盘。 簇——硬盘的最小分配单位是“簇”(一般包括多个扇区)，并将全部簇编号。每个簇包含的扇区数因逻辑盘容量而异。 PC机常用的三种文件系统： FAT(File Allocation Table)：16位文件分配表(又称为FAT16，软盘为12位)，PC机DOS、Windows系统均支持。 FAT16文件系统中簇的编号为16位二进制，簇的最大容量为32KB，逻辑盘最大容量=64K X 32K=2048M=2G。 7.1 硬盘系统 FAT32：32位文件分配表，用于Windows9x/2000的文件系统，用32位二进制对簇进行编号。 和FAT16相比，FAT32文件系统的簇所包含的扇区数少，如2GB的一个逻辑盘，FAT16的簇容量为32KB，而FAT32的簇容量为4KB。FAT32的磁盘利用效率比FAT16高(一个文件平均浪费半个簇——FAT16平均浪费16KB、而FAT32平均浪费2KB)。 DOS、Windows3.x和Windows95第一版不支持FAT32。 NTFS：WindowsNT文件系统，是基于安全性的文件系统。目前用于Windows2000/XP系统，DOS和Windows9x不支持。 WindowsNT使用NTFS 4.0，Windows2000/XP使用NTFS 5.0。 7.1 硬盘系统 3. 高级格式化(DOS中使用FORMAT) 将全部扇区分成引导区、文件分配表(FAT)、文件根目录表和数据区四个区域。 引导区：磁盘参数和引导程序等。 7.2 软磁盘系统 和硬盘系统相比，软盘的容量和读写速度都低的多，但盘片可更换。 7.2.1 软盘系统构成 软盘系统由软盘控制器、软盘驱动器、软盘盘体和接口电缆组成。 软盘驱动器的工作过程：马达带动软盘的盘片转动（每分钟300转），磁头定位器的步进马达负责把磁头（磁头小车）作径向移动到正确的磁道，由磁头完成读写