第3章存储设备光盘驱动器
第3章 存储设备
桥接芯片
晶振
ROM芯片
缓存Байду номын сангаас片
硬盘
硬盘的内部结构
硬盘盘体内部由固定面板、前置控制电路、磁头组件、盘片、主轴、电机、 接口及其他附件组成。
外壳
磁盘盘片 紧固螺孔 主轴 读写磁头 传动手臂
电机磁头驱动小车
前置控制电路
转动轴
硬盘
硬盘的结构
前置控制电路
电磁线圈电机 磁头驱动小车
数据保护与震动保护技术
自动检测并分析硬盘的运转状况，及时修正硬盘发生的问题，提供最高级 别的数据完整性和可靠度保护。 在意外碰撞发生时，尽可能避免磁头和磁盘表面发生撞击，有效地提高硬 盘的抗震性能，减少由此引起的磁盘表面损坏。
MTBF(连续无故障时间)
指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间，单位是小时。
永磁体
电磁线圈
读写磁头
传动臂
转动轴
磁头
磁头驱 动机构
盘片和主轴组件
盘片
主轴组件
硬盘
硬盘的逻辑结构
硬盘的术语中有磁头、磁道、扇区、交叉因子等概念，这些都是逻辑的 概念，是为了方便对磁盘上数据的读写而进行的虚拟化操作的称谓。
扇区 磁道
柱面
磁道和扇区
柱面
硬盘
硬盘的接口技术
USB、1394
IDE
硬盘
硬盘的性能参数
平均访问时间（Average Access Time）
又称平均存取时间，包括平均寻道时间、平均潜伏时间与相关的内务操作 时间平均访问时间≈平均寻道时间+平均潜伏时间。
数据传输率（Data Transfer Rate）
包括内部数据传输率和外部数据传输率。
外部存储设备
概 述 软盘驱动器 硬盘驱动器 光存储器 USB存储设备及其他
第一节 概 述
存储器旳度量单位 外存分类 磁统计原理 光统计原理
一、存储器旳度量单位
位bit（用b表达）是二进制数旳最基本单位， 也是存储器存储信息旳最小单位，8位二进 制数称为一种字节Byte（用B表达）。微机 中一般以字节为存储器旳计量单位，其中 1024B＝1KB、1024KB＝1MB、 1024MB=1GB、1024GB=1TB等
硬盘发烧量旳大小，对于硬盘使用寿命也 会有一定影响，一般电子元件在到达限定 温度后就会产生不良旳影响，出现不稳定 情况。
五、IDE硬盘旳连接与设置
IDE硬盘旳连接 IDE硬盘旳设置
1．IDE硬盘旳连接
硬盘旳安装环节 ： （1）取下机箱中旳驱动器挡板。 （2）从机箱内向外将硬盘放入硬盘托架中 （3）拧上螺丝。 （4）连接数据线。 （5）连接电源线。
四、光统计原理
第二节 软盘驱动器
一、软驱旳安装
硬件安装 CMOS设定
1．硬件安装
硬件安装旳详细环节如下： （1）取下机箱中旳驱动器挡板。 （2）将软驱放在机箱内旳软驱托架中。注
意软驱旳槽口与机箱面板旳槽口相相应。 （3）拧上螺丝，三个以上螺丝即可固定一
种软驱。 （4）连接数据线 （5）连接好电源线。
三、硬盘旳工作参数
硬盘旳工作参数涉及：柱面数（Cylinders）、 磁头数（Heads）、扇区数（Sectors）、写 预补偿（Write Pre Comp）、磁头停靠区 （Land Zone）、间隔因子（Interleave）和 控制模式（Mode）。
1．柱面数及磁头数
硬盘旳扇区、磁道、柱面示意图
2．扇区数
计算机组装与维护
计算机组装与维护针对当前学生现状，目前家中基本都有电脑，对于电脑相对都比较熟悉，但是很多都局限于聊天、看电影、玩游戏等阶段，动手能力较差，针对计算机组装的教学以课本知识为主，兼顾学生的接受能力，做到90%以上的同学能完全听明白，所有学生都学到有用的知识。
同时兼顾实践，对于学生课余放假遇到的问题可以拿到课堂上讨论学习，让同学们先自己解决，然后在集体讲解难点，解决问题。
上半学期的教学计划为：教学方法:计算机组装与维护是一门理论性与操作性都很强的学科，针对学生的接受能力以及课后反馈制定有针对性的教学手段和方式，以求能达到教学目标。
1、实物教学和理论教学应该并重，可以制作必要的课件或准备实物，比如各种硬件（硬盘、光驱、各种板卡：显卡、声卡、网卡、各种连接设备：电源线、数据线、外接设备、显示器和机箱等）；利用多媒体，利用语音教室等手段，演示、播放等手段提高效率。
2、教学、考核、反馈是一个教学过程的循环。
教学严格来说分为以下几个步骤①自学，预习②讨论，解惑③点拨，讲解④练习小结等几个方面；考核是教学中必不可少的一环，既可以激励学生学习，又能加深对已学知识的印象；反馈与作业也很重要，写作业既能够让学生养成良好的学习习惯，又可强化复习，反馈可以知道学生的接受知识的程度，为下一步知识的传授讲解和考试前的复习打好基础；教学、考核、反馈三者结合，有利于实时监督，提高课程质量。
3、无论理论教学还是实践教学都可以采取分组讨论研究以及有奖竞猜等鼓励及激励办法，提高学生的兴趣。
4、课堂教学应以由浅入深，因学生的不同来进行教学工作，课堂测验以及问答以及布置课后作业等为主要手段。
5、组装教学过程中穿插一些其他知识，比如一些较实用的Photoshop技巧，以增加学习的动力以及趣味性、多样性。
教学课程以及任务：按照课本的章节：第一章计算机概述从外观上先了解计算机整个计算机系统包括软件系统和硬件系统。
区分硬件和软件，两者之间的联系。
第二章主机作为计算机的主体工作单元，了解主机的构造。
存储子系统中的存储设备和存储驱动器比较
存储子系统中的存储设备和存储驱动器比较存储子系统是计算机系统中的重要组成部分，负责管理和存储数据。
其中，存储设备和存储驱动器是存储子系统的重要组件。
本文将对存储设备和存储驱动器进行比较，并探讨它们在存储子系统中的不同功能和特点。
存储设备是指计算机系统中用于存储数据的硬件设备。
常见的存储设备包括硬盘驱动器、固态硬盘、光盘驱动器等。
这些存储设备通常以块的形式存储数据，并可以长期保存数据。
存储设备的容量通常较大，可以存储大量的数据。
它们具有较高的读写速度和可靠性，适用于需要频繁读写和存储大量数据的场景。
硬盘驱动器是一种常见的存储设备，它使用机械臂来读写数据，数据存储在磁盘上。
它的容量通常较大，价格相对较低，适用于对存储容量要求较高的应用。
然而，由于机械臂的运动速度限制，硬盘驱动器的读写速度相对较慢，对于需要高速读写的应用来说可能不够满足需求。
固态硬盘（SSD）是另一种常见的存储设备，它使用闪存芯片来存储数据。
相比于硬盘驱动器，固态硬盘的读写速度更快，响应时间更短，能够更有效地提高计算机系统的性能。
另外，由于没有机械臂的运动，固态硬盘的工作噪音更低，抗震能力更强，更适合在恶劣环境下使用。
然而，固态硬盘的容量相对较小，价格较高，对存储容量要求较高的应用可能需要进行额外的成本考虑。
另外一种存储设备是光盘驱动器，它主要用于读取和写入光盘，如CD、DVD 等。
光盘驱动器的优势在于它可以存储大量的数据，并且具有良好的兼容性，可以在不同的设备上进行数据的共享和传输。
不过，光盘的读写速度相对较慢，适合用于存储大量数据但不需要频繁读写的应用场景。
与存储设备相比，存储驱动器是一种软件，它负责控制存储设备的读写操作。
存储驱动器可以理解为是存储设备和操作系统之间的桥梁，它通过将操作系统发出的读写命令转换为存储设备可以理解的指令，实现数据的读写。
存储驱动器还可提供诸如数据缓存、磁盘分区、RAID等功能，以提高存储子系统的性能和可靠性。
(整理)第三节微型计算机的系统组成
项目三选购和维护一台计算机第三节微型计算机的系统组成【教学目标】⏹了解微机主机的组成⏹了解微机外存储器的分类及特点⏹了解微机输入设备的分类及特点⏹了解微机输出设备的分类及特点【教学时序】一、微型计算机的系统组成下图所示为一台多媒体微型计算机的系统组成，它包括主机、显示器、键盘、鼠标、音箱和耳机等。
1．主机微机的主机箱内一般安装着系统主板（包括CPU和内存等）、外存（软盘、硬盘和光盘）、总线扩展槽、输入输出接口电路（显示适配卡、打印适配卡、声音卡、视频卡和Modem卡）等。
（1）主板主板也称系统主板或母板，它是一块电路板，用来控制和驱动整个微型计算机，是微处理器与其他部件连接的桥梁。
主板主要组成：■CPU插座■内存插槽■总线扩展槽■外设接口插座■串行和并行端口（2）CPU■CPU是微型计算机的心脏，主要包括运算器和控制器。
■微型计算机的处理功能是由CPU来完成的。
■CPU芯片决定了计算机的档次，CPU的性能直接决定了微型计算机的性能。
■CPU的主要性能指标有两个：字长和主频。
字长(位)：指CPU一次能处理的二进制数的位数。
CPU字长越长，性能越强。
PC机的字长，已由8088的准16位(运算用16位，I／O用8位)发展到现在的32位、64位。
主频(Mhz)：CPU工作的时钟频率，单位为MHz（兆赫兹）。
主频越高处理数据速度越快。
如Pentium III 800表示CPU型号为Pentium III，主频为800MHz。
Pentium 4 2.0G表示CPU型号为Pentium 4，主频为2.0GHz。
（3）内存（主存储器或主存）内存用于存放计算机当前正在运行的程序和数据，它可被CPU访问，直接与CPU交换信息。
其特点是：读写速度快，但容量较小，价格也较高。
内存储器目前大多采用半导体存储器，按功能分为RAM（Random Access Memory，随机存储器）和ROM（read only Memory，只读存储器）两类。
信息技术理论练习2(第3-4章)
信息技术理论练习2（第3-4章）本试卷题目为题库中的部分题目，为了加强练习，请各位同学认真答题！基本信息：[矩阵文本题] *15．在计算机应用中，“计算机辅助制造”的英文缩写是（）。
[单选题] *A、 CADB、 CAM(正确答案)C、 CAID、 CAT16．“CAI”的中文意思是（）。
[单选题] *A、计算机辅助教学(正确答案)B、计算机辅助设计C、计算机辅助制造D、计算机辅助管理20．在下列四条叙述中，正确的一条是（）。
[单选题] *A、最先提出存储程序思想的人是英国科学家艾伦·图灵B、 ENIAC计算机采用的电子器件是晶体管C、在第三代计算机期间出现了操作系统(正确答案)D、第二代计算机采用的电子器件是集成电路21．现代计算机之所以能自动地连续进行数据处理，主要是因为（）。
[单选题] *A、采用了开关电路B、采用了半导体器件C、具有存储程序的功能(正确答案)D、采用了二进制22．电子数字计算机工作最重要的特征是（）。
[单选题] *A、高速度B、高精度C、存储程序和程序控制(正确答案)D、记忆力强23．计算机的CPU是指（）。
[单选题] *A、内存储器和控制器B、控制器和运算器(正确答案)C、内存储器和运算器D、内存储器、控制器和运算器24．关于CPU，下列说法不正确的是（）。
[单选题] *A、 CPU是中央处理器的简称B、 CPU可以代替存储器(正确答案)C、 PC机的CPU也称为微处理器D、 CPU是计算机的核心部件25．对PC机，人们常提到的“Pentium”、“PentiumⅡ”、“P4”指的是（）。
[单选题] *A、存储容量B、运算速度C、主板型号D、 CPU类型(正确答案)26．“奔腾4”处理器是（）位的芯片。
[单选题] *A、 16B、 32C、 64(正确答案)D、 12827．计算机能直接执行的指令包括两个部分，它们是（）。
[单选题] *A、源操作数和目标操作数B、操作码和操作数(正确答案)C、 ASCII码和汉字代码D、数字和文字28．通常我们所说的32位机，指的是这种计算机的CPU（）。
多媒体技术与应用第3章多媒体存储技术
光盘的尺寸多种多样，主要尺寸为5.25in和3.5in。3.5in盘尺寸较小，携带方便。 2．光驱读盘方式
光驱有三种不同读取方式: (1) 恒定角速度方式CAV（Constant Angular Velocity）
优点是读取光驱的转速不变，可使其可靠性和寿命大为加强。缺点在于读取 光盘内外圈的数据时，传输速率不一样，这就无法体现高速光驱性能的优越 性。
5．数据传输速率
数据传输速率一般是指单位时间内光盘驱动器送出的数据比特数，通常我们是以 多少倍速来描述数据传输率。在制定CD－ROM标准时，把150KB/s的传输率定为 标准，后来驱动器的传输速率越来越快，目前CD-ROM读取速度能达到56倍速或 者 更 高 。 以 50 倍 速 的 CD － ROM 为 例 ， 理 论 上 的 数 据 传 输 率 应 为 ： 150×50=7500KB/s。一般来说，高倍速光驱的标称值只是在理想情况下读取光盘 外圈数据时的最高速度，实际应用中多数时间达不到这个理想状态。
2021/2/21
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3.2.1 CD的种类及特点
3.2 CD
1．CD-DA
CD-DA(Compact Disc-Digital Audio)称为数字音乐光盘，又称作激光唱盘，用 来存储数字音频信息，如音乐，歌曲等，可以在所有的CD音响上来播放音乐。 由于其可以记录高品质声音，所以数年内即风行全世界，其它规格的光盘均以 此为基础而发展起来的。CD-DA把模拟的声音信号通过采样、量化转换成数 字信号，采用数字方式记录声音信息。音频数据存放在一个或多个光道 （Tracks）上。每一条光道通常是一首歌曲。一张CD唱盘理论上可容纳约74 分钟的立体声音乐信号。如图3-3所示，是一张CD-DA唱盘的光道结构，其中 有14条光道，对应14首乐曲。
第三章 微型计算机系统
只读存储器（Read Only Memory ）简称ROM， 一般不能写入，即机器掉电，这些数据 也不会丢失。用于存放重复使用固定不 变的程序，典型的如ROM BIOS，用于存 放计算机启动所需指令。 另外，PROM为一次可编程ROM，EPRO M为可擦除可编程ROM。新型的FROM 为电可擦除可编程ROM。
声卡
投影机
实物投影机
外存储器
功能和特点：
外存储器用来存放需要永久保存的或相 对来说暂时不用的各种数据和程序。外存储 器不能被CPU直接访问，必须通过专门设备将 存储在外存中的信息先调入内存中才能为CPU 所利用。外存存取速度慢，但存储容量大， 价格低廉，而且大部分可以移动，便于不同 计算机之间进行信息交流。
内存一般采用半导体存储单元，包括随即
存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM ）和闪存和CMOS。
常见的几种内存条
随机存取存储器（Random Access Memory）简称RA M，信息既可以读取，也可以写入，当机器电源 关闭时，存于其中的数据就会丢失。负责临时存 放CPU处理的数据和处理这些数据的程序。 RAM可以分为动态RAM（DRAM）和静态RAM （SRAM），两者区别在于DRAM采用电容上的 电荷有无来表示1和0，所以需要定期刷新，而S RAM采用触发器的开关表示1和0，无需刷新， 速度比DRAM快。
常用输出设备：
微型计算机中常用的输出设备有显示器、 打印机、绘图仪、投影机等。
显示器
显示器由监视器和显示控制适配器（显示 卡）组成。显示器可以分为单色显示器和彩色 显示器两种。有CRT显示器和液晶显示器主要 性能指标为分辨率。目前常用显示器分辩率为 800 × 600、1024 × 768等。
第三章 存储设备测试卷(一)
第三章存储设备测试卷(一)(满分100分，时间40分钟)一、填空题(20题，每题2分，共40分)1．文件的大小以_______表示，但在磁盘上存储时是以_______为单位分配单元的。
2．软盘存储器是计算机的外部设备，由软盘片、___ __和_____ __三部分组成。
3．硬盘的内部结构由固定面板、___ ____、___ ___、接口及附件等部分组成。
4．1.44MB软盘的最外圈的磁道编号是_______，每个磁道有______扇区。
5．存储密度是软盘的技术指标，它分为______和______，其中前者的单位是BPI，后者的单位是TPI。
6．硬盘的单张盘片和软盘类似，上面被分成若干个同心圆磁道，每个磁道被分成若干个扇区，每扇区通常是______字节。
7．硬盘的数据传输率分为外部传输率和内部传输率。
外部数据传输率是指_________的速度，内部数据传输率是指_________的速度。
8．目前常用硬盘按接口有_____、______和SCSI接口。
9．硬盘的三种工作模式是NORMAL、_________和_________。
10．硬盘高级格式化的目的是划分引导区、_________和_________。
11．光驱一般有三种读取数据的方式，对于32倍速以上光驱，一般采用_________方式。
12．单速CD—ROM驱动器的平均数据传输率为________，相对于DVD—ROM驱动器来讲，l倍速约等于CD—ROM倍速的________倍。
13．通常所说的刻录机是________驱动器和__________驱动器的总称。
14．软驱的接口是________ 数据线宽度是________线。
15．硬盘的平均访问时间____ ____+_______ __。
16．硬盘的跳线根据需要可以设置成________、________ 、数据线选择三种方式。
17．硬盘的性能指标包括：平均寻道时间、数据传输率、转速、___________和__________。
光盘驱动器的基本结构及原理
光盘驱动器的基本结构及原理CD-ROM 是光盘中的一种，直径为12cm，存储容量可达650MB-740MB，存贮量可达6亿个数据字符以上，如果单纯存放文字，一张光盘相当于15万张16开的纸。
而光盘驱动器已成为计算机系统必备的外部存储设备之一。
8.1光盘驱动器的基本结构及原理8.1.1光盘驱动器的结构光驱由机械器件、电子器件和光学器件三部分组成。
其结构包括光盘头、激光器、光电检测器、光学器件和伺服控制系统等。
如图8-1所示。
1.光盘头光盘头是光盘的读出系统，它发射出来的激光束照射到光盘的凹凸反光面上，被反光层反射后，经光电检测器将反射回的激光束转换为电信号，再经电子线路处理后得到信号编码，编码经译码后便得到读出的数据。
光盘头得到从光盘表面反射回的激光束信号，还可判断出聚焦误差、光道跟踪误差，这些误差信号使聚焦伺服系统和径向光道跟踪伺服系统动作，将激光束调整到最佳位置。
光盘头的结构原理如图8-2所示。
2 .激光器激光器由激光二极管和聚焦透镜等组成。
砷化镓半导体激光器可发射出波长为0.78祄、输出功率为0.5mW的激光束。
3 •光电检测器光电检测二极管将从光盘表面反射回的激光束转换为电信号，由电信号强弱的变化，便可检测出该信号是来自光盘的凹区、凸区还是两区交界处，并得到聚焦误差、光道跟踪误差及速度误差等，从而由伺服控制系统进行实时调整。
4 •光学器件如图8-3所示，包括光栅、激光束分离器、放大镜等，准直透镜将激光束变成圆柱形光束。
激光束分离器(半反镜)使反射回的激光束射向光电检测二极管，物镜由音圈电机带动下上下移动和沿盘片的径向微量移动，使激光束焦点始终落在光盘的光道上。
5 •伺服控制系统在光盘驱动器中，有三个基本伺服控制系统：聚焦伺服系统、径向光道跟踪伺服系统和光盘转速控制系统。
(1) 聚焦伺服系统的目的是进行自动聚焦。
聚焦误差检出方式一般采用非点收差法，非点收差法就是根据光盘反射面位置的变化，反射光的聚焦位置移动，通过圆柱面透镜对投影光形状进行变化，用4分割PD差动检出，如图8-4所示。
ppt3第三章 多媒体计算机系统常用硬件设备
3.2 CD-ROM盘片与数据结构
Mode 1和Mode 2两种方式的区别主要体现在下列几个方面： （1）存储的数据类型不同 Mode 1用于存储对误码率要求很高的数据，如计算机程序 或文本等数据；Mode 2用于存储对误码率要求不高的数据， 如图形、图像、动画、动态影像视频和声音等数据。 （2）存储的用户数据容量不同 Mode 1的用户数据容量为2048个字节，Mode 2的用户数据 容量为2336个字节。 （3）Mode 1和Mode 2数据读出的误码率不同 Mode 1读出的数据由CIRC校正后，若仍有错误，还要再进 行一次ECC纠错，其数据读出误码率小于10－12。Mode 2读 出的数据只经过CIRC校正，其数据读出误码率小于10－9。
概述
• 多媒体技术主要包括超文本处理、声音处理、图 像处理、大容量存储及多媒体通信等方面，将这些 技术集成到计算机系统中就称为多媒体计算机系统。 多媒体计算机系统的任务就是要完成多媒体信息 的获取、存储、组织和合成，最后以用户所要求的 形式表现出来。
完成这些任务需要使用大量的多媒体硬件设备，
•
•
主要内容
3.2 CD-ROM盘片与数据结构
CD-ROM盘片的光道与磁盘的磁道在形状上完全不同，磁盘上的磁道都 是同心圆，不同磁道上的扇区长度不同，数据按磁道和扇区存放。CDROM盘采用螺旋形光道，内外光道的位密度是相同的，光道上的扇区具 有相同的长度，数据以最大位密度紧凑存放，从而有效地利用了光盘上 的存储空间。
《多媒体技术》 第三讲 多媒体设备(第1节)课堂笔记及练习题
多媒体技术第三讲多媒体设备（第1节）课堂笔记及练习题主题：第三讲多媒体设备（第1节）学习时间：2016年4月18日--4月24日内容：第三讲多媒体设备第一节多媒体存储设备一、常见的多媒体存储设备分类：模拟式磁记录设备（如磁带录音机、磁带录像机）、数字式磁记录设备（如硬磁盘、数据磁带机）、光存储设备（如CD-ROM、CD-RW、DVD等）特点：①单片光盘容量比硬盘略小，但光盘片可拆卸，盘片便宜；读写速度慢。
②与磁带相比，具有容量大、随机存取性强的优点。
③与磁记录设备相比，激光头与介质无接触，不受环境影响而退磁，记录信息保存时间长，可达30年以上。
二、光盘存储技术光盘驱动器读写头是用半导体激光器和光路系统组成的光头，记录介质（光盘片）采用磁光材料。
1）光盘系统的技术指标①存储容量：所能读写的光盘盘片的容量。
光盘容量又分为格式化容量和用户容量，采用不同的格式和不同驱动器。
一般用户容量比格式化容量要少，因为光盘还需要存放有关控制、校验等信息。
②平均存取时间：在光盘上找到需要读写的信息的位置所需要的时间。
③数据传输率：一种是指从光盘驱动器送出的数据率，定义为单位时间内光盘的光道上传送的数据比特数，这与光盘转速、存储密度有关。
另一种定义是指控制器与主机间的传输率，它与接口规范、控制器内的缓冲器大小有关。
2）光盘片的分类常见的光盘片按读写功能分为3种：① CD-ROM只读光盘：CD-ROM只读光盘是最常用的光盘片，其工作特点是采用激光调制方式记录信息，将信息以凹坑(pits)和凸区(lands)的形式记录在螺旋形光道上。
光盘是由母盘压模制成的，一旦复制成形，永久不变，用户只能读出信息。
② WORM一次写多次读光盘CD-R：WORM（write once read many）光盘在使用前首先要进行格式化，形成格式化信息区和逻辑目录区，利用激光照射介质，使介质变异，利用激光不同的变化，使其产生一连串排列的“点”，从而完成写的过程。
计算机组装与维修知识点
计算机组装与维修知识点第一章计算机概论1.计算机的发展史:①电子管计算机;②晶体管计算机;③集成电路计算机；④大规模集成电路计算机；⑤智能计算机；⑥生物计算机2.计算机系统由硬件系统和软件系统组成。
3.硬件系统分为：①运算器；②控制器；③存储器；④输入设备；⑤输出设备4.软件系统分为：①系统软件；②应用软件5.计算机的十大硬件设备有：①CPU（中央处理器）；②主板；③内存；④硬盘；⑤声卡；⑥显卡；⑦网卡；⑧光驱；⑨软驱；⑩电源6.软件是程序、数据和有关文档资料的总称。
7.计算机的工作原理：将编好的程序和原始数据，输入并存储在计算机的内存储器中（即“存储程序”），计算机按照程序琢条取出指令加以分析，并执行指定的操作（即“程序控制”），这一原理称为“存储程序”的原理。
8.主板：是计算机硬件系统的核心，是一块控制和驱动计算机的印刷电路板，起桥梁作用。
9.CPU:由运算器和控制器组成，是计算机的运算中心，主要负责计算机的数据运算和发出计算机的控制指令。
10.内存：是内部主存储器，是计算机运行程序时用于快速存放程序和数据的载体。
11.硬盘：是计算机系统中保存信息资源最重要的外部存储器。
12.显卡：用来控制显示器颜色等信息的设备。
13.声卡：是计算机处理声音的部件。
14.网卡：用于与其它计算机交换数据和资源共享。
15.光驱：全称“光盘驱动器”。
分为“只读光驱”（CD‐ROM）、“可擦写光驱”（CD‐R/W）; “DVD只读光驱”（DVD‐ROM）、“DVD可擦写光驱”（DVD‐R/W）第二章主机1.机箱的结构分为：AT、A TX、NLX、Micro A TX等四种。
2.主板按结构分为：ATX、Micro ATX、Babe‐AT和NLX四种。
按CPU芯片分为：486主板、奔腾主板、奔腾Ⅳ主板等。
3.主板的组成部分有：CPU插槽（插座）；内存插槽；高速缓存局域总线和扩展总线；硬盘、软驱、串口、并口等外设接口；COMS芯片、BIOS控制芯片和其它芯片。
计算机组成原理-第3章_存储系统
存储周期 RW 刷新1 RW 刷新2 …
500ns 500ns
刷新间隔2ms
用在低速系统中
各刷新周期分散安排 在存取周期中。
… RW 128 RW
例如上图所示的DRAM有128行，如果刷新周期为 2ms，则每一行必须每隔2ms÷128=62.5us进行一次。
5、存储器控制电路
DRAM刷新需要硬件电路支持，它们集成在一个芯片 上，形成DRAM控制器，是CPU和DRAM间的接口电路。
写周期：实现写操作，要求CS和WE同时有效，有效期间地址 和数据信号不能变化；为了保证CS和WE变为无效前能把数据 可靠的写入，数据必须提前一段时间在数据总线上稳定存在； 而在WE变为高电平后再经过一段时间地址信号才允许改变。
*** DRAM存储器
1、DRAM存储元的记忆原理
SRAM存储器的存储元是一个 触发器，它具有两个稳定的状态。
外存储器：简称“外存”，大容量辅助存储器；磁表面存储
器或光盘存储器；存放需联机保存但暂时不需要的程序和数 据。容量从几十MB到几百GB，甚至更大。存取速度为若干
ms。
其他功能的存储器：如微程序控制器的控存、在显示和印刷 输出设备中的字库和数据缓冲存储器。
*** 主存储器的技术指标
主要性能指标：存储容量、存取时间、存储周期和存储器带宽。
地址信息到达时，使T5、T6、T7、T8导通，存储 元的信息被送到I/O与I/O线上， I/O与I/O线接上一个 差动读出放大器，从其电流方向，可以得出所存信息 是“1”或“0”。也可I/O或I/O一端接到外部，看其 有无电流通过，得出所存信息。
扩充：存储芯片规格的表示
在很多内存产品介绍文档中，都会用M×W的方式来表示芯 片的容量。
光盘驱动器的基本结构及原理
CD-ROM是光盘中的一种，直径为12cm，存储容量可达650MB-740MB，存贮量可达6亿个数据字符以上，如果单纯存放文字，一张光盘相当于15万张16开的纸。
而光盘驱动器已成为计算机系统必备的外部存储设备之一。
8.1 光盘驱动器的基本结构及原理8.1.1 光盘驱动器的结构光驱由机械器件、电子器件和光学器件三部分组成。
其结构包括光盘头、激光器、光电检测器、光学器件和伺服控制系统等。
如图8-1所示。
1．光盘头光盘头是光盘的读出系统，它发射出来的激光束照射到光盘的凹凸反光面上，被反光层反射后，经光电检测器将反射回的激光束转换为电信号，再经电子线路处理后得到信号编码，编码经译码后便得到读出的数据。
光盘头得到从光盘表面反射回的激光束信号，还可判断出聚焦误差、光道跟踪误差，这些误差信号使聚焦伺服系统和径向光道跟踪伺服系统动作，将激光束调整到最佳位置。
光盘头的结构原理如图8-2所示。
2．激光器激光器由激光二极管和聚焦透镜等组成。
砷化镓半导体激光器可发射出波长为0.78祄、输出功率为0.5mW的激光束。
3．光电检测器光电检测二极管将从光盘表面反射回的激光束转换为电信号，由电信号强弱的变化，便可检测出该信号是来自光盘的凹区、凸区还是两区交界处，并得到聚焦误差、光道跟踪误差及速度误差等，从而由伺服控制系统进行实时调整。
4．光学器件如图8-3所示，包括光栅、激光束分离器、放大镜等，准直透镜将激光束变成圆柱形光束。
激光束分离器(半反镜)使反射回的激光束射向光电检测二极管，物镜由音圈电机带动下上下移动和沿盘片的径向微量移动，使激光束焦点始终落在光盘的光道上。
5．伺服控制系统在光盘驱动器中，有三个基本伺服控制系统：聚焦伺服系统、径向光道跟踪伺服系统和光盘转速控制系统。
(1)聚焦伺服系统的目的是进行自动聚焦。
聚焦误差检出方式一般采用非点收差法，非点收差法就是根据光盘反射面位置的变化，反射光的聚焦位置移动，通过圆柱面透镜对投影光形状进行变化，用4分割PD差动检出，如图8-4所示。
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DVD-ROM驱动器的外观结构
DVD-ROM驱动器的外观与CD-ROM驱动器相同， ❖ DVD-ROM驱动器的外观，如图8-8所示。
图8-8 DVD-ROM驱动器的外观
第3章存储设备光盘驱动器
DVD-ROM驱动器的基本工作原理
DVD—ROM驱动器的结构与CD—ROM驱动 器基本相同，只是DVD盘的记录凹坑比CDROM更小，且螺旋存储凹坑之间的距离也更 短。DVD盘片上存放数据信息的凹坑非常小， 而且非常紧密，最小凹坑长度仅为0.4um， 每个凹坑间的距离只是CD-ROM盘片的50％， 并且轨距只有0.74um，如图8-10所示。
第3章存储设备光盘驱动器
CD-ROM驱动器
8.2.1 CD-ROM驱动器的结构 1、驱动器的外部结构 图8-4所示是一个普通的内置式CD-ROM驱动器。 正面是控制面板，有操作按钮、耳机孔、指示灯、光盘托 架、弹出孔（临时解决托盘故障） CD-ROM驱动器的背面是电源和数据连接线
图8-4 CD-ROM的结构 第3章存储设备光盘驱动器
量2M。 3. 防止缓冲区欠载技术：如果缓存里的数据用完了，
后面的数据不能及时补充称缓存欠载，它导致刻录 失败。现在通常用软件来防止。
第3章存储设备光盘驱动器
4. 刻录机读写方式 刻录机目前的读写方式有4种：CLV、CAV、P-
CAV和Z-CLV。 v Z-CLV：区域恒定线速度，将刻录盘分成三个区域，
第3章存储设备光盘驱动 器
2020/11/26
第3章存储设备光盘驱动器
3.2 光盘驱动器
第3章存储设备光盘驱动器
v 要求了解光盘驱动器的分类; v 掌握各类型光盘驱动器的结构、工作 原理和技术参数; v 了解光盘的标准 、结构、数据的存放 方式和选购; v 熟练掌握光盘驱动器的安装和设置方 法。
第3章存储设备光盘驱动器
3. 旋转方式
(1) 恒定线速度（Constant Linear Velocity，简称CLV）方式： CLV方式的CD-ROM驱动器的特点是在读取光盘内圈时加快转速， 可以保证在读取盘片内、外圈时有大致相同的数据传输速率。适 合于低速光驱；
(2) 恒定角速度（Constant Angular Velocity，简称CAV）方式： 内圈达不到数据传送指标(Max)； CAV方式的CD-ROM驱动器的 特点是无论激光头读取光盘外圈还是内圈，电动机都以相同的速 度旋转。
要尽量使用好的光盘和好的驱动器。 6. 寻道时间（Seek Time):平均寻道时间(~95ms)。
寻道时间是CD—ROM驱动器中激光头从开始寻 找数据到找到数据所花费的时间，一般为平均随
机寻道时间。寻道时间越短越好，不能超过95ms。
第3章存储设备光盘驱动器
7. 缓存容量：
缓存通常用Buffer Memory表示，其作用 是提供一个数据的缓冲区域，将读取的数据 暂时保存，然后一次性进行传输和转换，目 的是解决CD—ROM驱动器与计算机其他部 件速度不匹配的问题。(一般几百KB) 8. 接口：与主板的连接多为IDE、USB接口。
2. CD-ROM驱动器的内部结构
❖ 由于CD—ROM驱动器集光、电、机械于一体，内 部结构非常复杂，总体上来看，主要由控制电路和 机芯组成，其机芯结构如图8—5所示。
图8-5 光驱机芯结构
第3章存储设备光盘驱动器
CD-ROM驱动器的工作原理
v
激光头是光驱的心
脏，也是最精密的部分。
它主要负责数据的读取，
第3章存储设备光盘驱动器
3．DVD的兼容性 所有DVD-ROM驱动器都可以读取AudoCD和
CD-ROM数据盘。DVD-ROM驱动器支持的格式 包括： CD-Audio、CD-ROM、CD-I、CD-R／RW、VideoCD、 DVDVideo、DVD-ROM(单、双层) 和DVD-R等。 4．其他技术参数
的标准速度是150KB／s。 CD-ROM的标称速度有16X、24X、48X、52X等。 2．数据传输速率
此指标与标称速度密切相关，CD—ROM驱动器标称 速度与数据传输速率的换算关系为
数据传输速率= 标称速度(倍速) ×150KB/s；
v 例：48X的CD-ROM数据传输率为： v 数据传输速率= 48 × 150KB/S=7200KB/S
(3) 局部恒定角速度（Partial Constant Angular Velocity，简称PCAV）方式:内圈CLV，外圈CAV，P-CAV方式是现在CD-ROM驱 动器才具有的，属于最高级的一种读盘方式。它把CAV技术和 CLV技术合二为一，
第3章存储设备光盘驱动器
4. 纠错能力: 读 “差盘”的能力； 5. CPU占用率：反映光驱性能和光驱BIOS的水平，
不同的聚焦镜来读取。读盘能力强，故障多。 (3) 单激光头双激光器，它在一个激光头内安装了两个不同的激光
器。速高且耐用(较流行的读盘方式)。
图8-11 单激光头的实物照片 1
2
第3章存储设备光盘驱动器 3
(4) 双激光头双激光器，
就是两套完全独立的激光头读取系统，一套是用来读取 VCD和CD的780nm激光头 另一套是用来读取DVD的650nm激 光头。读盘能力强，故障多。双激光头的实物照片如图8—11a 所示。
第3章存储设备光盘驱动器
2. 按盘片的容量分
DVD格式及其容量，见下表。目前市面上比较常见 的DVD盘片是DVD-5（4.7GB)和 DVD-9(8.5GB) (DVD-10和DVD-18在美国居多)。
第3章存储设备光盘驱动器
3. 按接口分
v DVD-ROM驱动器的接口类型与CDROM基本相同，但增加了SATA接口。为 普及串口，英特尔在推出ICH8主板南桥 芯片(北桥965)之后，不再提供对PATA接 口的支持，虽然我们在主流的主板上还 能见到PATA接口，但大都是厂商为了方 便用户使用而通过增加一组芯片来提供 一组IDE接口。
1X CD-ROM驱动器的标准速度为150KB/S
第3章存储设备光盘驱动器
CD-RW（CD-ReWritabe 可重写光盘）驱动器
❖ 可用于CD-ROM的读和空盘片的写。 CD-RW驱动器的类型和结构
类型同CD-ROM CD-RW驱动器的外观结构与CD-ROM驱动器几乎 一样，如图8-7。
图8-7 CD-RW的外部结构 第3章存储设备光盘驱动器
CD-RW驱动器的工作原理
第3章存储设备光盘驱动器来自2．按光驱的放置方式分类
v 根据光盘驱动器是否放在机箱内部，分为 内置式光盘驱动器和外置式光盘驱动器。 如图8—2所示为常见外置光驱的外观。
第3章存储设备光盘驱动器
3．按光驱的接口分类
v 分为：IDE口、USB口、 SATA、SCSI口、 IEEEl394口等，如图8—3所示。
例：DVD-ROM光盘驱动器或DVD刻录机对DVD-ROM的读 盘速度是16X，对CD-ROM的读盘速度是48X，问读两种 光盘的数据传输率分别是多少？那一种更快？
解：1X DVD-ROM 驱动器的标准速度为1350KB/S
16X DVD-ROM的数据传输速率为 16 X 1350KB/S=21600B/S
有些技术参数是所有光盘驱动器都具有的，如读 盘方式(DVD-ROM驱动器有CAV和P-CAV两种)、CPU 占用率、缓存容量、平均寻道时间、传输模式等，其 概念与CD-ROM驱动器相同。
第3章存储设备光盘驱动器
某16× DVD-ROM驱动器产品的主要技术参数
第3章存储设备光盘驱动器
5 CD-ROM与DVD-ROM光驱数据传输率的比较
第3章存储设备光盘驱动器
2. 区码问题
为保护知识版权，在DVD驱动器和碟片上编入6个不同 的区域代码，不同代码的驱动器和碟片不能互相读和拷贝。 v 区域代码的地区范围划分如下： v 第一区：加拿大、美国。 v 第二区：日本、欧洲、中东、埃及、 v 第三区：东南亚、东亚(中国香港、 韩国、泰国、印尼)。 v 第四区：澳大利亚、新西兰、南太平洋群岛、中美洲、墨西 哥、南美洲。 v 第五区：非洲、印度、中亚、蒙古、俄罗斯、朝鲜。 v 第六区：中国。
第3章存储设备光盘驱动器
CD-RW驱动器的主要技术参数
1. 速度 v 刻录（写）速度：向CD-R写入数据的最大速度。 v 复写（先擦后写）速度：向CD-RW上写入数据时的
最大速度。 v 读速度：作为CD-ROM驱动器使用的速度。 v 标称速度：写、擦除并重写、读。例52X32X52 2. 缓存容量：刻录时先写入缓存再刻入光盘。一般容
第3章存储设备光盘驱动器
光盘驱动器的分类
1．按光盘的存储技术分类 v CD-ROM(只读光盘)驱动器、 v CD-R(可写光盘)驱动器、 v CD-RW(可重写光盘)驱动器、 v DVD-ROM(DVD只读光盘)驱动器、 v Combo光盘驱动器、 v DVD刻录机(DVD-R／RW、DVD+R／RW、DVD-RAM) v BD-ROM BD-R BD-RW等
•图8-11a 双激光头的实物照片 第3章存储设备光盘驱动器
DVD-ROM驱动器的主要技术参数
1. DVD-ROM驱动器的速度 v DVD-ROM光驱的单倍速标准速度是1350KB/s v 数据传输率= 标称速度(倍速) X 1350KB/s v 例：16X 的DVD-ROM 数据传输率为： v 数据传输率= 16 X 1350KB/s=21600KB/s
第3章存储设备光盘驱动器
v DVD-ROM原理同CD-ROM，但盘片记录密度更大， 如图8-9中蓝色盘片所示。
图8-10 CD-ROM与DVD盘片的记录凹坑第对3章比存储设备光盘驱动器
DVD所需波长更短650nm。各种激光头如下
(1) 单激光头单透镜双聚焦 ，外圈DVD，内圈CD，速高、价低； (2) 单激光头双透镜， 针对不同类型(DVD和VCD／CD)的盘片选用