第6章 外部存储设备 6.1 硬 盘 硬盘的发展概述 硬盘的工作原理和结构

Slides:



Advertisements
Similar presentations

Advertisements

3 的倍数的特征 的倍数有 : 。 5 的倍数有 : 。 既是 2 的倍数又是 5 的倍数有 : 。 12 , 18 , 20 , 48 , 60 , 72 , , 25 , 60 ,
2.8 函数的微分 1 微分的定义 2 微分的几何意义 3 微分公式与微分运算法则 4 微分在近似计算中的应用.
碰撞 两物体互相接触时间极短而互作用力较大
8.1 CD–ROM驱动器 8.2 DVD 光 驱 8.3 CD–R/RW 8.4 软盘驱动器
实验四 利用中规模芯片设计时序电路(二).
● 计算机组成与维护 外存储器 第5章 本章要点 硬盘、光驱、移动硬盘的组成 硬盘、光驱的性能指标 外存储器的使用.
学习情境7 SMT元器件检验 广东科学技术职业学院.
企业级云计算 A Enterprise Cloud Serivce
在PHP和MYSQL中实现完美的中文显示
计算机基础知识 丁家营镇九年制学校 徐中先.
施耐德电气(中国)投资有限公司 运动控制部技术经理 李幼涵 高级工程师
第 4 章 記憶單元.
三、计算机存储设备介绍及选购 By:查宇
Hadoop I/O By ShiChaojie.
计算机组装、维修及 实训教程 第10章 光盘驱动器与光盘 2018年11月23日星期五.
第三讲 外部存储器 硬盘 光盘存储系统 移动存储器.
第二讲 搭建Java Web开发环境 主讲人:孙娜
GETAC—PS336-G1-T 外观设计 建议零售价格:13,830元 上市时间:2014年 2月1日 目标人群:户外现场作业人员
联想移动硬盘_经典型 培训资料.
存储系统.
把COM口设置到没有使用的 COM1 – COM4
大学计算机基础 典型案例之一 构建FPT服务器.
华为—E8372h- 155 外观设计 产品类型:数据卡 建议零售价格:299元 上市时间:2017年6月7日 目标人群:大众
计算机维修与维护 教学目的: 教学重点(难点): 教学用具:硬盘、光驱、软驱及盘片各一 教学课时:2课时 第五章 外部存储器
大数据管理技术 --NoSQL数据库 HBase 陈 辉 大数据分析技术.
乐驾-车载无线终端-CARRO 产品类型:车载无线路由器 建议零售价格:¥599 江苏鸿信
第一单元 初识C程序与C程序开发平台搭建 ---观其大略
数 控 技 术 华中科技大学机械科学与工程学院.
Windows网络操作系统管理 ——Windows Server 2008 R2.
Windows网络操作系统管理 ——Windows Server 2008 R2.
第十章 IDL访问数据库 10.1 数据库与数据库访问 1、数据库 数据库中数据的组织由低到高分为四级:字段、记录、表、数据库四种。
厂商—型号 海尔-PAD002 外观设计 建议零售价格:2999元 上市时间:2011年3月 目标人群:有移动互联需求的商务人士
CPU结构和功能.
YMSM D-PACK 安装手册 作成者:D-PACK维护组(YMSLx) 作成日:
用event class 从input的root文件中,由DmpDataBuffer::ReadObject读取数据的问题
宁波市高校慕课联盟课程 与 进行交互 Linux 系统管理.
第13章 计算机的保养.
C语言程序设计 主讲教师:陆幼利.
微机系统的组成.
顺序表的删除.
K60入门课程 02 首都师范大学物理系 王甜.
海信HS-E912 建议零售价格:699元 上市时间:2013年 3 月
VisComposer 2019/4/17.
WPT MRC. WPT MRC 由题目引出的几个问题 1.做MRC-WPT的多了,与其他文章的区别是什么? 2.Charging Control的手段是什么? 3.Power Reigon是什么东西?
产品介绍 TOPOLF-T198 产品类型:4G MIFI 建议零售价格:699元 上市时间: 2015年1月 目标人群:差旅人士
Cassandra应用及高性能客户端 董亚军 来自Newegg-NESC.
(Random Access Memory)
实验七 安全FTP服务器实验 2019/4/28.
Thomson-252G 外观设计 上市时间:2011年1月 目标人群:普通消者,行业用户费 标准配置:一电一充\耳机\数据线\DC充电器
华为— S7-201c 外观设计 S7-201c 建议零售价格:2588元 上市时间:2011年 10月 20 日
第八章 总线技术 8.1 概述 8.2 局部总线 8.3 系统总线 8.4 通信总线.
数据报分片.
LOGIX500软件入门 西安华光信息技术有限公司 2008年7月11日.
本节内容 文件系统 视频提供:昆山爱达人信息技术有限公司 官网地址: 联系QQ: QQ交流群 : 联系电话:
魏新宇 MATLAB/Simulink 与控制系统仿真 魏新宇
苏教版小学信息技术3年级第2课 认识计算机.
GIS基本功能 数据存储 与管理 数据采集 数据处理 与编辑 空间查询 空间查询 GIS能做什么? 与分析 叠加分析 缓冲区分析 网络分析
第9章 多媒体技术 掌握 Windows 画图工具的基本操作; 掌握 Windows 音频工具进行音频播放;
《手把手教你学STM32-STemWin》 主讲人 :正点原子团队 硬件平台:正点原子STM32开发板 版权所有:广州市星翼电子科技有限公司
THERMOPORT 20 手持式温度表 THERMOPORT系列手持温度表基于所用技术及对实际应用的考 虑,确立了新的标准。
C++语言程序设计 C++语言程序设计 第一章 C++语言概述 第十一组 C++语言程序设计.
第8章 创建与使用图块 将一个或多个单一的实体对象整合为一个对象,这个对象就是图块。图块中的各实体可以具有各自的图层、线性、颜色等特征。在应用时,图块作为一个独立的、完整的对象进行操作,可以根据需要按一定比例和角度将图块插入到需要的位置。 2019/6/30.
FVX1100介绍 法视特(上海)图像科技有限公司 施 俊.
第4章 硬 盘 使 用 基 础 硬盘结构和硬盘参数 新硬盘的使用方法,重新规划硬盘的步骤 硬盘容量与BIOS、操作系统的关系,
工业机器人入门使用教程 ESTUN机器人 主讲人:李老师
培训课件 AB 变频器的接线、操作及参数的备份 设备动力科.
DSP技术与应用 电子与信息技术系.
四路视频编码器 快速安装手册 1、接口说明 2、安装连接 3、软件下载 4、注意事项 编码器软件下载地址
百万行、千万行数据查询教程 老黄牛.
Presentation transcript:

第6章 外部存储设备 6.1 硬 盘 6.1.1 硬盘的发展概述 6.1.2 硬盘的工作原理和结构 6.1 硬 盘 6.1.1 硬盘的发展概述 6.1.2 硬盘的工作原理和结构 硬盘是一种磁介质的外部存储设备,数据存储在密封、洁净的硬盘驱动器内腔的多片磁盘片上。这些盘片一般是在以铝为主要成分的片基表面涂上磁性介质所形成,在磁盘片的每一面上,以转动轴为轴心、以一定的磁密度为间隔的若干个同心圆,被划分成磁道(Track),每个磁道又被划分为若干个扇区(Sector),数据就按扇区存放在硬盘上。在每一面上都相应地有一个读写磁头(Head),所有盘片相同位置的磁道就构成了所谓的柱面(Cylinder)。 硬盘的基本工作原理是这样的:硬盘驱动器加电正常工作后,利用控制电路中的初始化模块进行初始化工作,此时磁头置于盘片中心位置。初始化完成后,主轴电机将启动,并以高速旋转,装载磁头的小车机构移动,将浮动磁头置于盘片表面的00道,处于等待指令的启动状态。当主机下达存取磁盘片上的数据时,通过前置放大控制电路,发出驱动电机运动的信号,控制磁头定位机构将磁头移动,搜寻定位它要存取数据的磁道扇区位置,进行数据读写。 硬盘的第一个扇区(0道0头1扇区)被保留为主引导扇区。在主引导区内主要有两项内容:主引导记录和硬盘分区表。主引导记录是一段程序代码,其作用主要是对硬盘上安装的操作系统进行引导;硬盘分区表则存储了硬盘的分区信息。微型机启动时将读取该扇区的数据,并对其合法性进行判断(扇区最后两个字节是否为0x55AA或0xAA55 ),如合法则跳转执行该扇区的第一条指令。所以硬盘的主引导区常常成为病毒攻击的对象。

2. 内部结构: 硬盘在结构上可以分为三大部分: 1.外部结构: (1)接口 接口包括电源接口插座和数据接口插座两部分,其中电源插座与主机电源相连接。数据接口插座则是硬盘数据与主板控制芯片之间进行数据传输交换的通道。 (2)控制电路板 大多数的控制电路板都采用贴片式焊接,它包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路等。在电路板上还有一块ROM芯片,里面固化的程序可以进行硬盘的初始化,执行加电和启动主轴电机,加电初始寻道、定位以及故障检测等。在电路板上还安装有容量不等的高速数据缓存芯片,一般为512KB或2MB。 (3)固定面板 就是硬盘正面的面板,它与底板结合成一个密封的整体,保证了硬盘盘片和机构的稳定运行。在面板上最显眼的莫过于产品标签,上面印着产品型号、产品序列号、产品、生产日期等信息。除此,还有一个透气孔,它的作用就是使硬盘内部气压与大气气压保持一致。 2. 内部结构: 硬盘内部结构由控制电路板、磁头、盘片、主轴、电机、接口及其它附件组成,其中磁头盘片组件是构成硬盘的核心,它封装在硬盘的净化腔体内,包括有浮动磁头组件、磁头驱动机构、盘片、主轴驱动装置及前置读写控制电路。

3. 控制电路 硬盘控制电路总得来说可以分为如下几个部分:主控制芯片、数据传输芯片、数据缓存芯片等。其中,主控制芯片负责硬盘数据读写指令等工作;数据传输芯片则是将硬盘磁头前置控制电路读取出数据经过校正及变换后,由数据接口传输到主机系统;高速数据缓存芯片是为了协调硬盘与主机在数据处理速度上的差异而设置的;缓存对磁盘性能所带来的作用是无须置疑的,在读取零碎文件数据时,大缓存能带来非常大的优势。 6.1.3 硬盘的性能指标 1.硬盘容量 硬盘作为存放微型机所安装的软件及各种多媒体数据的主要外部存贮器,其容量的大小是一个非常重要的指标。硬盘的容量通常以兆字节(MB)或千兆字节(GB)为单位,目前主流硬盘容量为40GB以上。影响硬盘容量大小的因素有单碟容量和盘片数量。

2.平均寻道时间、平均潜伏时间和平均访问时间 硬盘的平均寻道时间是指磁头从初始位置移到目标磁道所需的时间。硬盘存取数据的过程大致是这样的:当硬盘接到存取指令后,磁头从初始位置移到目标磁道位置(经过一个寻道时间),然后等待所需数据扇区旋转到磁头下方(经过一个待等时间)开始读取数据。所以硬盘在读取数据时,要经过一个寻道时间和一个等待时间,那么硬盘的平均访问访问 = 平均寻道时间+平均等待时间。平均寻道时间受限于硬盘的机械结构,这个时间越小越好。 3.转速 硬盘的转速是指硬盘内,驱动电机主轴的转动速度,单位为RPM(ROTATION PER MINUTE)。目前IDE硬盘的主轴转速一般为5400/7200RPM(每分钟5400转/7200转)。主流硬盘的转速为7200 RPM。SCSI硬盘主轴转速可达7200-10000 RPM,最高的SCSI硬盘主轴转速高达15000 RPM(希捷的捷豹X15系列)。 4.最大内部数据传输率 也称作持续数据传输率。它是指磁头到硬盘高速缓存之间的传输速度。硬盘的外部数据传输率远远高于其内部传输率。 5.外部数据传输率(突发数据传输率) 是指从硬盘高速缓存与系统总线之间数据传输率。外部数据传输率一般与硬盘接口类型和高速缓存大小有关。

它是指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间,单位是小时。一般硬盘的MTBF至少在30000~40000小时。 6.数据缓存 是指在硬盘内部的高速缓冲存贮器,目前IDE硬盘的高速缓存贮器一般为512K-2M,主流IDE硬盘的高速缓存应为2M,而SCSI硬盘中最高的数据缓存已达16MB。 7.硬盘接口 目前硬盘的接口主要为IDE接口和SCSI接口两大类。此外,还有如IEEE1394接口、USB接口和PC-AC光纤通道接口的产品。IDE接口的硬盘与外部总线交换数据时,有两种控制数据流的方式,一种是PIO模式,另一种是DMA模式。SCSI接口硬盘具有比E-IDE接口硬盘更快的速度和更低的CPU占用率,但价格较高,主要用于高档微型机及服务器上。 SCSI接口近年来也经历了从最初的SCSI(最大数据传输率5MB/S)、SCSI-2(20MB/S)、SCSI-3(40MB/S)到Ultra 160/M SCSI的演变,目前Ultra 160/M SCSI的最大数据传输率已高达160MB/S。SCSI硬盘接口有三种,分别为50针,68针和80针,在硬盘标牌上标有的“N”、“W”、“SCA”就是表示接口针数的。N(NARROW)即窄口,50针; W(WIDE)即宽口,68针;SCA(SINGLE CONNETOR ATTACHMENT),即单接头,80针。其中,80针的SCSI硬盘支持热插拔。 8.连续无故障时间(MTBF) 它是指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间,单位是小时。一般硬盘的MTBF至少在30000~40000小时。

6.1.4 硬盘的新技术 6.1.5 硬盘的维护与常见故障处理 1.新型磁头技术 读写合一的电磁感应式磁头(亚铁盐类磁头、MIG磁头,薄膜磁头等)。 MR磁头(磁阻磁头) GMR(巨磁阻磁头) TMR(隧道型磁阻) 2.PRML读取通道技术 3.接口技术 4.S.M.A.R.T技术(自监测、分析及报告技术) 5.RAID技术(廉价冗余磁盘阵列、磁盘阵列) 6.噪音与防震技术 6.1.5 硬盘的维护与常见故障处理 1. 硬盘的维护 (1)    防止硬盘受震动 (2) 硬盘正在读写时不能随意关机或重新启动系统

(6)DOS引导系统引起的启动故障 2. 硬盘的常见故障处理 (3) 控制硬盘的工作环境 (4) 不要轻易对硬盘作低级格式化 (5) 定期整理、维护硬盘 (6) 硬盘上的数据保护 (7) 定期检测病毒 2. 硬盘的常见故障处理 1. 常见硬盘软故障处理 (1)系统不承认硬盘 (2)CMOS设置引起的故障 (3)主引导程序引起的启动故障 (4)分区表错误引导的启动故障   (5)分区有效标志错误引起的硬盘故障   (6)DOS引导系统引起的启动故障 (7)FAT表引起的读写故障 (8)目录表损坏引起的引导故障 (9)误删除分区时数据的恢复

2. 常见硬盘硬故障处理 6.1.6 硬盘的选用 (10)误格式化硬盘数据的恢复 硬盘的硬故障现象有以下几种: 主电机失速,引起啸叫,伴随着批示灯不断闪烁,自检时显示出错信息: HARD DISK ERROR 这说明硬盘的控制电路有故障。 (2) 系统加电后,硬盘腔体有异常振动响声或“撞车”声,说明硬盘腔体内有机械故障。 (3) 进入CMOS设置,对硬盘不能识别,可能是主电机,磁头等损坏或盘面大面积损坏。 (4) 硬盘经较长时间自检后,在引导时显示:DISK BOOT FAILURE TRACK 0 BAD 可能是磁盘0磁道损坏。 (5) 系统在开机自检过程中,屏幕提示“HARD DISK NOT PRESENT”或类似信息,此时如果检查CMOS中硬盘参数设置正确无误,检查硬盘控制器与硬盘驱动器,此故障很易排除。 6.1.6 硬盘的选用 硬盘是技术含量较高的产品,能够生产硬盘的厂商为数不多。目前,国内常 见的硬盘品牌主要有IBM、迈拓、希捷和西部数据。 选用硬盘,除了注意品牌,还应考虑发热问题、质保时间问题。最主要的三个因素就是价格,容量和硬盘整体性能了。

6.2 软 驱 6.2.1 软盘 软盘又叫磁盘,现在使用的软盘都是 3.5 英寸的,通常称为3寸盘。 6.2 软 驱 6.2.1 软盘 软盘又叫磁盘,现在使用的软盘都是 3.5 英寸的,通常称为3寸盘。 3.5 英寸的软盘都有一个 ABS 注塑而成的外壳,保护里面的塑料盘片。盘片由 60~100μm 厚的聚脂薄膜园片作基底,再涂上一层 2~3μm厚的金属氧化物(如r-Fe2O3)磁性材料,作为记录信息的载体。3.5 英寸软盘的的中央是一个金属环,起定位作用,使盘片随主轴旋转。软盘的上方是快门,当软盘插入软盘驱动器时,快门自动打开,露出读写窗口,以便磁头读写。当软盘从软盘驱动器中取出时,在快门弹簧作用下关闭快门,对盘片起防尘、防触的保护作用。软盘上提供了一种简单的写保护方法。 软盘在使用前必须格式化,格式化后的软盘被分成若干个磁道(track),磁道是一组同心园,每个磁道大约有几个μm宽度,从外向内依次编为0道、1道、2道……,每个磁道被等分为若干个弧段称为扇区,每个扇区存贮 512 个字节。扇区是磁盘的基本存贮单位,对磁盘进行读写时,无论数据多少,总是读写一个或几个完整的扇区。一个 1.44MB 的软盘每面有 80 个磁道,每个磁道有 18 个扇区,其两面都可以存贮数据,磁盘容量可按下面的公式计算: 磁盘容量=每扇区字节数( 512 ) × 每磁道扇区 × 每面磁道数 × 面数 = 512 × 18 × 80 × 2 = 1.44MB 文件的大小以字节表示,但文件在磁盘上存贮时,却是以簇为分配单元。簇是文件分的最小单位。

1.44MB 软盘的第0道0面1扇区是引导/保留扇区。它的前 30 个字节用于存入操作系统版本号,扇区字节数、磁道扇区数、扇区总数、文件分配表(FAT)和文件目录的相对位置等信息,后面 482 个字节是引导程序的代码,只有该软盘是系统盘时才有用。 引导/保留扇区的后面,是文件分配表(FAT)区,用于存贮磁盘文件空间分配的信息,该表记录着所有的已分配、未分配及坏的簇的信息,文件分配表为二份,共占9个扇区,第二份FAT是第一份的拷贝。 位于FAT之后的是文件目录区,该部分记录文件的名称、起始簇号、文件属性、创建日期、时间以及文件的大小等信息,每一个文件占32个字节,目录区的大小决定可创建文件的个数。软盘的其余部分为用户数据区,是存放数据的地方,它在文件目录区之后。 6.2.2 软驱的结构和工作原理 从外部结构上看软盘驱动器由壳体、面板、数据据信号接口和电源接口的等部分组成。 面板在软盘驱动器的前面,上面有插入软盘的活动门,并有工作指示灯。软盘驱动器的后面是一个4芯的电源插座和一个34针D型数据接口插座。 软盘驱动器从功能结构上来看,主要由主轴驱动系统、磁头定位系统、信号检测系统和读写系统口组成。

6.2.4软盘、软盘驱动器常见故障处理 6.2.3 软驱的使用与维护 1. 软盘常见故障处理 (1) 软驱读写数据时(软驱工作指示灯亮),不要强行取出软盘,以免损坏软驱 磁头和软盘。 (2) 当软盘插入软驱时,一旦感到受阻,不要用力插盘,否则易使磁头移位,甚至损坏。 (3) 不要使用有物理损修、受潮、磁层脱落的软盘,以免损坏软驱的磁头。 (4) 当软盘在软驱中弹不出来时,不要强行往外拉软盘,否则易造成磁头位置偏移,或将磁头弹簧片拉断。 (5) 要注意软驱的防尘,使软驱置于一个清洁的环境,这有利于软驱正常工作并延长其使用寿命。 (6) 磁头是软驱的核心部件,应定期(2-3月)清洗磁头,以除去磁头表面的污垢及其边缘的氧化层。清洗磁头一般可使用清洗盘清洗,也可使用无水酒精或专用清洗液手工擦洗磁头。 6.2.4软盘、软盘驱动器常见故障处理 1. 软盘常见故障处理 (1) 软盘在读写操作时,出现文件、数据丢失和扇区找不到等故障。此时屏幕上常显示:

Data error reading drive A Abort, Retry, Ignore, Fail? 或显示: General Failure error reading drive A 这表明软盘的0磁道损坏了,或者软盘受病毒侵害。 (2) 软盘不能格式化。对软盘进行格式化时屏幕显示: Invalid media or Track 0 bad disk Format failure 这表明软盘的0磁道损坏。 软盘故障最多的原因是0磁道损坏。0磁盘损坏主要有两种情况:一是物理损坏,这时可在软盘读写窗口处见到划痕、斑驳的霉点等,这种情况一般不易修复;另一种是非物理损坏。对于有故障的软盘一般可在Windows 下,打开我的微型机窗口,用右键单击软驱图标,选择属性,然后点击工具,进行磁盘检查,如果检查显示,“严重损坏…”就应放弃修复。不然可尝试用下面方法修复: ①     利用PCTOOLS 9.0修复 ②  利用NORTON 8.0中的Disktools修复 如软盘被病毒侵害,可使用清查病毒软件清毒,一般可排除故障。

2. 软盘驱动器常见故障处理 (1)读写错误 (2)能读写但不能格式化 (3) 写保护错误 (4) “没有准备好”错误 软盘驱动器自检正常,但有时不能正常读写或只能读写自身格式化的软盘,而对其它软驱格式化的软盘都不能读写。 这种故障大多数是由于磁头太脏或磁头小车、导轨太脏所致。 (2)能读写但不能格式化 主要原因是没有索引信号。因为在格式化时需要索引孔作位置参照,标志信息在第一个脉冲来了之后才写到盘上。由于无索引信号送到软盘控制器中,导致控制器无法确定写入信号的起始位置,而不能进行格式化。一般是发光二极管和光敏三极管上灰尘堆积所致,可用棉球蘸无水酒精擦洗干净即可。 (3) 写保护错误 对于没有置写保护的软盘进行写操作或格式化时,屏幕上却显示:“Witer protect Error”。这种故障一般是由于写保护电路中的发光二极管和光敏三极管表面被灰尘覆盖,使光敏三极管不能接收到发光二极管发出的光,相当于软盘的写保护口被封,从而产生写保护的错误。 (4) “没有准备好”错误 对软盘进行操作时,有时屏幕上显示“Not Ready Error”。这是由于软驱主轴电机转动后,将检测有无索引脉冲,以及索引信号是否正确,如果没有索引脉冲或信号不正确。则会出现以上错误。这种故障一般也出现在检测索引的发电

二极管和光敏三极管上,很可能是两个组件灰尘很多,亮度下降,索引脉冲被灰尘隔断,检测电路无法检测到两个连续索引脉冲,从而导致“没有准备好”的错误。 (5) 磁头定位不准确故障 磁头定位不准确故障主要是因0磁道检测位置变动、磁头偏所致。该故障一般表现为,可格式化软盘,并能读写,只是将此盘拿到其它软盘驱动器上时,则不能进行读写,同样其它正常软盘,也不能在此驱动器上读写。校正软驱定位,在正规维修时,需使用CE校正盘(如猫眼盘),并结合示波器进行,一般情况下,可按如下简易方法校正磁头定位: ① 使用PCTOOLS校正软驱磁头定位 在正常软驱上格式化好一张软盘,起动PCTOOLS,利用PCTOOLS的盘拷贝功能来实现校正过程。PCTOOLS正常读盘后,屏幕应出现: TRACK:0123456789012345… side0:RRRRRRRRRR… side1:RRRRRRRRRR… 否则,为不正常。如0磁道0面不正常,则微微松动调整0磁道检测器,来回调整到0面0道可读为止,如果1面读不正常,而0面读正常,则微微移开1面磁头固定螺钉,向某一方向(一般与盘片旋转方向相反 )微微移动磁头,直到全部出现“R”为止。 ② 使用HD-COPY校正软驱磁头位置 使用软件调整磁头必须仔细听驱动器声响,正常的应该是“咔”、“咔”一直向前有节奏的声响,这时才是最理想的状态。

6.3 光存储设备 6.3.1 CD-ROM驱动器 1. 光盘存贮技术 (1) 光盘的物理结构 (2) 光盘的逻辑结构 6.3 光存储设备 6.3.1 CD-ROM驱动器 CD-ROM 是 Compact Disc-Read Only Memory 的缩写,是一种只读光盘驱动设备,简称光驱。 1. 光盘存贮技术 (1) 光盘的物理结构 一张光盘是园盘,盘片厚度为1.2mm,盘片外沿直径为12cm,中间隔有一个直径为1.5cm的园孔。光盘的底层是用聚碳酸酯(Polycarbonate)压制出的一种极坚硬的塑料透明衬底,表示信息的凹坑压在透明衬底上,中间层是铝(或其它合金)制成的一种很薄的反衬金属层,目的是提高盘片对激光的反射率,顶层是涂漆的保护层,可以在上面印刷光盘的标签等信息。光盘上数据的存贮是按轨道的方式存贮数据的,光盘的光道是一组从中心开始的渐开线所组成。在CD-ROM光盘上,信息是以数字形式存入的,以“Pin”(凹面)和“Land”(平面)的形式编码存贮在光盘上。 (2) 光盘的逻辑结构 在ISO9660标准下,单张的CD-ROM光盘被定义为一个“卷”。如果一个应用程序或大文件不能被一张光盘装下,它可以扩充到任意多张光盘上去。包含了整个文件系统的光盘集合称为“卷集”。一张光道分为三个区:导入区、信息区和导出区,用户的信息存放信息区中。

2. CD-ROM驱动器的基本组成与工作原理 (3)光盘的数据记录方式 CD-ROM光盘存贮数据采用EFM(Eight-to-Fourteen Modulation)调制编码方案,把8位数据变成14位物理通道位串,包括用户数据、地址信息、错误校正码、同步位等,以便送制模机调制激光束强弱。空白光盘在调制激光束照射下,使介质表面的微小区域温度升高,从而产生凹坑。凹坑与非凹坑跳变边沿表示1,凹坑与非凹坑平坦部分均表示0,这是因为光盘在播放时,激光束聚焦在光道上,光被反射,平滑的地方反射的光要比凹陷边沿反射的光强得多,因此,容易区别0和1。激光把信息以凹凸形式记录下来,制成原版光盘,利用原版光盘制成模具,就可以通过压制来大量复制商品光盘。 2. CD-ROM驱动器的基本组成与工作原理 CD-ROM驱动器一般由 激光头组件、机械传动组件、灵敏字信号处理系统及接口、面板控制系统等部分组成。 CD-ROM驱动器的工作原理:光盘放入托盘送入CD-ROM驱动器后,以顺时针高速旋转,当激光经聚焦到达盘面凹坑与非凹坑的平坦部分(land)时,光束会散开,以致于不会传送给激光读取头,这时读取头的光帧检测器记下一个“0”信号;相反,当激光到达凹坑与非凹坑的跳变沿时,反射光的强度发生变化,这时读取头的光帧检测器就会记下一个“1”信号,光头组件不断把读取的“0”和“1”信号传送给数字信号处理系统,对读取的信息进行进一步的处理,然后通过输出接口传送给主机,从而实现光盘信息的读取。

3.CD-ROM驱动器的性能指标 (1)平均数据传输率 该项指标是表明CD-ROM驱动器连续读取大量数据的速度。早期的CD-ROM驱动器的数据据传输率,每秒钟读75个扇区,一个扇区为2048字节,其数据传输率只有150KB/S。当时国际电子工业联合会将此传输率上定为单速。以后生产的光驱在数据传输速率上和单速标准是成倍率的关系,也就是说4倍速光驱的平均数据传输率是600KB/S,十六倍速为2400KB/S,目前光驱已普遍达到40倍速以上。 (2) 平均查找时间 又称为平均读取时间,是指CD-ROM驱动器接到读盘的命令后,移动光头到指定位置,并把第一个数据块读入高速缓存这个过程所花费的时间。 (3) 高速缓存 高速缓存是CD-ROM驱动器内的存贮区,从光盘上读出的数据先存放在高速缓存中,然后再以很高的速度传到主机,这样可以有效地减少读盘的次数、提高数据传输率、同时也减少了CPU的占用时间。微型机要求光驱最少有128KB的高速缓存,现在的光驱一般都有256K、512K,甚至1M的高速缓存。

(4) 读取数据方式 ① “恒定线速度”方式(Constant Linear Velocity),也称为CLV方式。以这方式读取光盘上的数据时,无论是读取光盘内圈还是外圈都以恒定的线速度读取。② “恒定角速度”方式也称为CAV方式,也就无论读取外圈还是内圈的数据,主轴电机都以恒定转速工作,这样免除了复杂的电机速度控制。 ③ “局部恒定角速度”方式(Partial Constant Angular Velocity),也称为PCAV方式,这是一种新型的读盘方式,它把CAV和CLV方式结合起来,当读取内圈数据时,采用CAL方式,旋转速度保持不变,这样可大幅度增加数据据传输率;当读取外圈数据时,采用CLV方式。采用PCAV方式,可提高光驱的传输特性,基本能实际实现标称的倍速值,现余用此读取方式大多为32倍数以上的光驱。 (5) 数据接口 目前光驱与此同时主机板的连接方式主要采用SCSI接口方式和IDE接口方式,采用SCSI接口的光驱需应用专门的SCSI接口卡与主机板相连接,其速度快,数据传输率高,但价格也较高。主要用于工作站,服务器等高档微型机上,采用IDE接口的光驱是最常见,也是应用最广泛的光驱,它可以直接连接在主机的IDE接口上,安装方便,数据传输率也能满足一般多媒体应用的需要。

(2)双动态抗震悬吊系统(Double Dynamic Suspensory System,DDSS) 6.3.2 光驱新技术 (1)智能安全技术 光驱爆盘的原因在于主轴电机转速过高,同时又缺乏对偏心、不平、介质不均匀的劣质光盘补偿平衡机制,缺乏积极的智能监测调整机制。智能安全技术以三星光驱较为出色,其48速光驱的FIRMWARE中就集成特殊指令程式,可以识别盘片上划痕和裂纹的区别,记录盘片裂纹生长情况,并据此调整转速,从而杜绝爆盘现象的发生。 (2)双动态抗震悬吊系统(Double Dynamic Suspensory System,DDSS) 该系统为了有效地吸收主轴电机高速旋转时产生的震动而使用2个抗震动装置与动态阻尼器,不但实现了更强抗震、更低噪音和更快散热,而且保护了光头,延长了光驱寿命。 (3) ABS(Auto Balance System)自动平衡系统 在光驱托盘下配置一具钢珠轴承,当光盘出现振动时,钢珠在离心力的作用下会跑到质量较轻的部分起到平衡作用,从而始终保持光盘的水平转动,使光驱的读盘能力得到提高。 (4) 散热硅胶片的使用 在光驱中,硅胶散热片被安装在正对光驱电路板上的最大热源--电机驱动芯片的位置,它像“桥”一样把主控芯片和光驱底部金属壳连为一体,将芯片产生的热量传递到光驱外壳上,把整个光驱的金属外壳变成一个巨大的散热片,从而起到了良好的散热效果。

6.3.3 CD-ROM驱动器的选用 (1)光驱的速度 (2)光驱的容错性 (3) 光盘的噪音与震动 在选用光驱时,速度一向是比较关心的指标,在普通应用中能够体现出光驱速度优势的地方无疑就是这些大容量数据的传送,其它多媒体应用如听CD、看VCD等对光驱的速度要求并不高,一般4倍速就可以满足要求的;大型游戏、观赏资料片,24速的光驱也能应付自如。所以在选用光驱时不必刻意追求最高倍速的产品,一般选择主流产品,如36X到40X的光驱完全可以满足所有应用的需要。 (2)光驱的容错性 容错性是指光驱读盘的能力。由于光盘品质高低不一,一些光驱往往在读盘时出错,令用户非常烦恼,所以光驱的容错性受到了用户高度重视,很多人都提出容错性第一,速度第二的口号。 (3) 光盘的噪音与震动 现在的高倍速光驱转速极快,一些主流产品的电机转速已高达 8000rpm以上。在这样高的转速下,读盘时往往要产生较大的震动和旋转噪音。因此,选用光驱时检验光驱的震动和噪音也是比较重要的一点,现一些产品采用了双油压动态避震系统,很好地解决了震动和噪音使用户产生的烦恼,选用时可留意一下。现大部分光驱都采用塑料机芯,因塑料的耐热能力较差,高热量是降低其寿命的重要原因,较长时间使用后可能造成读盘不顺。为了解决塑料机芯的老化问题,一些产品采用了全钢机芯设计,由于钢的耐热性比塑料好得多,所以全钢机芯的光驱的寿命一般会长些,但成本也稍高。

另外选用光驱时,一般应到信誉良好的商家那里选用知名品牌的主流产品。从产品包装到产品工艺、性能指标仔细比较,产品的质保期也是考虑的重要因素。现在的光驱产品,保修期按不同品牌有三个月到一年不等。保修期长短从一个侧面反映了厂家对自己产品的信心,假冒产品、水货产品绝不会提供较长的质保期。所以选用光驱时,应尽量选择质保期长的产品。 6.3.4 CD-ROM驱动器的安装 (1) 固定光盘驱动器 光驱一般安装在一个空着的5.25英寸驱动器的框架上,要注意光驱的方向,并且螺丝要拧紧。 (2) 设置主/从盘与连接数据线 对于IDE光驱连接数据线时的一个主问题是设置主盘/从盘。一般在光驱上都标明跳线方式,MA为主盘,SL为从盘。有时把光驱与硬盘接在同一条数据线上,此时应将光驱设置为从盘;如果单独为光驱接一条数据线,把它连接到主机板上的副IDE口上,则光驱应设置为主盘。在连接数据线时要注意接口的方向。 (3)连接音频数据线 光驱的音频接口一般有4根针,分别是左、右声道和两根据地线。其中L为左声道、R为右声道、G代表地线。在声卡上也有一个类似的音频接口扦座。它接收光驱上的音频信号并把它放大输出到SPEEKER孔。

(4) 连接光驱的电源线 光驱与硬盘一样,使用标准的4芯D型电源线,从开关电源上任选取一个电源线插入光驱的电源插座即可。插入时应注意方向,反了插不进去。 光驱需要驱动程序的支持,才能正常工作。在Windows下,因光驱都支持即插即用功能。所以就不必安装驱动程序,系统会自动识别并安装驱动程序。只要开机后光驱即可正确读取数据。在Windows系统中,还可以通过调整光驱的参数,来增进光驱的性能。

6.3.5 CD-ROM驱动器的使用与维护 1.光盘的正确使用 2. 光驱的维护 (1) 光盘在使用中保持清洁是非常重要的。因为光盘上的灰尘不但会影响光驱的正常读取,而且会影响光驱的寿命。 (2) 不要在光盘上贴标签,因为光盘上面的标签会使光盘在高速旋转时失去平衡,在光驱中翘起或变形。另外,粘胶剂也可能会渗过光盘保护膜而损坏光盘表面。 (3) 应避免光盘受阳光照射,以防光盘变形。 (4) 光盘用完后最好装放在光盘盒中,在这种盒中,光盘不会移动。盘面与盒体之间有一定的空隙,不会因移动而划伤。 (5) 取放光盘时,不要触摸光盘的数据存放面,应以免对光盘造成任何轻微的划伤。 (6) 不要用标识笔在光盘表面书写,因为标识笔的墨水能渗透过盘片的保护漆膜,造成盘片的损坏。 2. 光驱的维护 (1) 光驱是一个非常怕灰尘的部件。如果激光头,折射镜或光敏元件上布满灰尘,那么光驱的读盘能力和纠错能力会明显下降,所以光驱在使用中要特别注意防尘。也不要将不清洁的光盘放入光驱,以免带进灰尘。

(2) 光驱在不使用时里面不要放光盘。因为这时虽然不读光盘上的内容,只要其中有盘,主轴电机就高速旋转,激光头就会不停寻迹对焦,这样会加速机械磨损和器件老化,尤其在开机时,如果光驱中有光盘,由于这时激光头与光盘间的间隙很小,突然启动电机很易划伤激光头。 (3) 不要在光驱读盘时强行退盘,这时很容易造成光盘和激光头组件的损坏。 (4) 尽量将光盘放在光驱托架中央。现在一些光驱托盘很浅,若光盘未放好就进盘,易造成光驱关门机械错齿卡死或造成光盘损坏。 (5) 光驱日常维护主要是除尘工作。一般简单的清洁时,只需使用带湿的干净软布将托盘和托盘仓口擦净即可。光驱内部的清洁可以使用棉签、软毛刷、微型吸尘器等工具。对于激光头、透镜等光学组件不要用酒精等有机溶剂,建设尽量使用皮老虎或吹气球等非接触工具将光学组件上的灰尘去掉,或者用干净的棉签或擦镜纸去除表面的灰尘。 (6) 光驱在连续工作一段时间后光头免不了有一定程度的老化,发射功率衰减,常规方法可以用手动调节光头增益电阻作为补偿,以增强光驱的读盘能力。控制光头增益的可变电阻一般在激光头的侧面,调节部分外形类似一个螺丝,可用钟表起子调节。调节前可先用笔作一个原始位置的记号,以便于复位。每一次调节幅度一般不要超过50。通过试读盘片确定哪个旋转方向是增大光头增益。增加光头增益应适可而止,否则,虽然光驱读盘能力增强了,但对光头的寿命非常不利。

6.3.6 DVD-ROM驱动器 1. DVD的主要特点 2. DVD盘片 3. DVD驱动器 具有大容量、高画质、高音质、高兼容像、高可靠性和具有导航功能的特点。 2. DVD盘片 (1) DVD盘片的格式 只读形式的DVD盘片共分为三种:DVD-ROM (Digital Versatile Disc Read Only Memory)、DVD-Video和DVD-Audio,分别是只读数据盘、DVD影碟和DVD音乐。 (2) DVD盘片的物理结构 按单/双面与单/双层的各种组合,DVD光盘可以分为单面单层、单面双层、双面单层、双面双层四种物理结构,其容量分别为4.7GB(DVD-5)、8.5GB(DVD-9)、9.4GB(DVD-10)、17GB(DVD-18)。 3. DVD驱动器 DVD驱动器的技术术语和技术指标: (1) 数据传输率

4. DVD驱动器的选用 5. DVD驱动器的安装和使用 (1)安装固定DVD驱动器 (2) 多格式支持 (3) DVD驱动器的区域码 (4) 接口方式 (5) 高速缓存 4. DVD驱动器的选用 在选用DVD时应当注意以下几点: (1)读盘能力 (2)接口类型 (3)速度 (4)缓存 (5)多格式支持 (6)区码 (7)品牌及售后服务 5. DVD驱动器的安装和使用 下面仅以安装DVD解压卡和DVD驱动器为例介绍DVD驱动器安装方法: (1)安装固定DVD驱动器 同安装CD-ROM驱动器一样,将DVD驱动器装入机箱内的5英吋驱动器架内,调整水平后用螺丝将其固定,并将DVD解压卡插入一空闲的PCI扩展槽内。

(2)连接IDE数据线 (3)连接DVD驱动器的音频线 (4)安装解压卡驱动程序 DVD驱动器通过IDE数据线与主机板上的IDE接口相连,通常情况下是将硬盘连 在IDE-1接口上,并设置为Master(主),如果要把DVD驱动器也连接在这组IDE接口上,就必须将DVD驱动器的主/从跳线设置为Slave(从)。但连接是最好将DVD驱动器单独连接到主机板的IDE-2接口上,并设置为Master,应为这样可以更利于其性能的发挥,在连接数据线时也可更方便一些。 (3)连接DVD驱动器的音频线 在连接音频线时,对于不同品牌的解压卡接法可能会有区别,通常情况下可按如下方法连接:将DVD驱动器的音频线连接到声卡的“CD IN”接口上,再用另一条线连接声卡的“AUX IN”和解压卡的“LINE OUT”接口。 (4)安装解压卡驱动程序 先将解压卡驱动程序盘放入驱动器内,然后在控制面板窗口中点击添加新硬件图标,在添加新硬件对话框中按系统提示操作,最后选择“从软盘安装”,并用“浏览”按钮找到所需的驱动程序信息,完成解压卡驱动程序的安装。最后重新启动系统。一般来说DVD驱动器就可以正常使用了。