硬盘驱动器软盘驱动器

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1、第6章硬盘、软盘驱动器6.1硬盘的结构和工作原理6.2硬盘的主要技术指标6.3硬盘接口6.4硬盘的新技术6.5软盘、软驱的结构和工作原理6.1硬盘的工作原理和结构硬盘驱动器简称硬盘，是微机系统中最重要的外部存储设备，操作系统及所有的应用软件等都存储在硬盘中。硬盘的存储容量极大，速度在所有外部设备中是最快的。硬盘驱动器的盘片是涂有金属氧化物的刚性金属盘片，所以称为硬盘。它与软盘最明显的区别是，硬盘的生产过程是在无尘环境中进行的，盘片和磁头全部密封在金属盒子中，因此它的容量在出厂之前就已经固定了。1．硬盘的工作原理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

2、化工作，此时磁头置于盘片中心位置。初始化完成后，主轴电机启动并高速旋转，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。当主机下达存取盘片上数据的命令时，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。2．硬盘的外部结构（1）接口接口包括电源接口插座和数据接口插座两部分。（2）控制电路板硬盘控制电路板上有三个主要的芯片：主控制芯片、数据传输芯片、高速缓存芯片。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出的数据经过校正及变换

3、后，通过数据接口传输到主机系统；高速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。（3）固定面板3．硬盘的内部结构硬盘的内部结构主要包括盘片和主轴组件、浮动磁头组件、磁头驱动机构、前置控制电路等几部分，其中磁头和盘片组件是构成硬盘的核心，它密封在硬盘的净化腔体内。如图3-26所示。（1）盘片和主轴组件盘片是硬盘存储数据的载体，现在的硬盘盘片大多采用铝金属材料制成，有些硬盘盘片是用玻璃材料制成的，这种盘片与铝合金盘片相比具有更好的稳定性和更大的容量。主轴组件包括轴承和驱动电机等。（2）浮动磁头组件磁头组件是硬盘中最精密的部件之一，它由读写磁头、传动手臂、传动轴

4、三个部分组成，它是用集成工艺制成的多个磁头的组合。（3）磁头驱动机构磁头驱动机构的作用是在硬盘寻道时用来移动磁头的，一般由电磁线圈电机、磁头驱动小车、防震动装置组成。（4）前置控制电路前置控制电路的作用是控制磁头感应的信号、主轴电机调速、磁头驱动和伺服定位等。由于磁头读取的信号微弱，将放大电路密封在硬盘腔体内可减少外来信号的干扰。6.2硬盘的主要技术指标1．硬盘容量硬盘容量是指硬盘能够存储数据的总量，通常以兆字节（MB）或千兆字节（GB）为单位。影响硬盘容量大小的因素有单碟容量和盘片数量。2．转速硬盘的转速是指带动盘片旋转的主轴电机的最高旋转速度，目前主流IDE硬盘的转

5、速一般为每分钟7200转。通常，转速越高，硬盘的数据传输率也越高，综合性能也越佳。3．内部数据传输率内部数据传输率也称为持续数据传输率，它是指从磁头到硬盘高速缓存之间的传输速度。主流硬盘的内部数据传输率大多在40～60MB/s之间，只有外部数据传输率的60%左右。4．外部数据传输率外部数据传输率也称为突发数据传输率，它是指从硬盘高速缓存到系统总线之间的传输速度。外部数据传输率与硬盘接口类型和高速缓存大小有关。目前，主流硬盘通常采用UltraATA133接口，它的最大外部数据传输率即为133MB/s；SATA接口硬盘的外部数据传输率为150MB/s；而SCSI接口硬盘的外

6、部数据传输率可达160MB/s。5．数据缓存(Cache)数据缓存是指在硬盘内部的高速缓冲存储器。使用硬盘Cache后，可将磁头需要读取的数据事先放到Cache中，大大提高了硬盘读取数据的速度。另一方面，将要写入硬盘的数据事先存放到Cache中，等到磁头空闲时再从Cache写入盘片。6．硬盘速度参数平均寻道时间(AverageSeekTime)平均潜伏时间(AverageLatencyTime)平均访问时间(AverageAccessTime)7．平均无故障时间（MTBF）平均无故障时间是指硬盘从开始运行到出现故障的平均时间，一般硬盘至少在30000～40000小时之间

7、。6.3硬盘接口1．IDE接口IDE(IntegratedDriveElectronics，集成驱动电子接口)，也称为AT-Bus或ATA(AdvancedTechnologyAttachment)接口。IDE接口的最大特点是把控制器集成到了驱动器的内部。IDE接口采用40线单组扁平电缆与硬盘连接，一个接口可连2个硬盘或光驱，最初的数据传输率只有1.25MB/s，最大为8.3MB/s，所支持的硬盘容量最大为528MB。2．EIDE接口EIDE(EnhancedIDE)接口是一种增强型的IDE接口，又称ATA-2接口。IDE接口（包括EID