外部存储器
一、计算机基础5外部存储器-精选文档
空气过滤片 磁盘 主轴 磁头 音圈马达 磁头臂 永磁铁
五 外部存储器
⑴ 磁头组件 浮动磁头组件由读写磁头、传动手臂、传动轴三部 分组成。当加电后磁头与磁盘表面之间有0.1～ 0.3um的间隙，这样可以获得很好的数据传输率。
读 写 磁 头 传 动 杆 传 动 轴 音 圈 电 机
五 外部存储器
五 外部存储器
电源线 数据线 数源线 跳线 电源线
SCSI接口
左上图为SATA接口硬盘，右上图为IDE接口硬盘，下图为SCSI接口硬盘
五 外部存储器
酷鱼120G
五 外部存储器
2、硬盘的内部结构 硬盘的内部结构由磁头 组件、磁头驱动机构、 盘片及主轴驱动机构、 前置读写控制电路等几 大部分组成，而磁头组 件是构成硬盘的核心， 封装在硬盘的净化腔体 内。
五 外部存储器
5.1.1
1956
硬盘使用技术
年，美国IBM 公司制造出世界上第一块 容量为5MB 的硬盘（IBM 350 RAMAC）， 共使用了50 个直径 为24 英寸的磁盘。 1968年由IBM 公司提出“温彻斯特”技术。 1973年IBM公司制造出第一台采用“温彻斯 特”技术的硬盘，容量为640MB。 “温彻斯特”技术是指硬盘内部是真空的、 磁头悬浮、密封高速旋转、磁头沿盘片径向 移动。
五 外部存储器
本章要点
计算机硬盘的结构
计算机硬盘的性能指标 光驱的工作原理、内部结构和维护 DVD的优点及分类 CD-RW的选购及软驱的种类
五 外部存储器
计算机的磁存储设备主要有软盘系统、光盘
系统和硬盘系统等，是目前计算机上配置的 最重要的外部存储器，特别是硬盘，具有容 量大、数据存取速度快等特点，是各种计算 机保存程序、数据的必不可少的存储设备。 外部存储器的作用是长时间保护或永久保存 数据。
外部存储器
胡恬睿制作
1、硬盘的物理结构
硬盘通常采用温彻斯特技术，也称温氏硬盘。
胡恬睿制作
盘片作为硬盘存储器的存贮介质，是 由金属铝或比例制作而成的，他的两 个面上都覆盖有密度很高的磁性铁氧 化物微粒。 磁盘表面的磁性微粒是随机分布的， 数据存储是磁头能够磁化微粒并确定 它们的极向，两种不同的极向排列正 好可以表示0和1 磁盘工作室，主轴电机能够带动盘片 高速旋转，每分钟搞达5400转或7200 转。
管芳翊制作
4.CD驱动器
PC中，CD驱动器通常被固定在主机箱内的驱动器架上，并 通过电缆与主板中的相应接口连接。主要有两种类型的CD驱 动器：CD-ROM驱动器和CD-RW驱动器。其中CD-ROM驱动器 只能读取光盘中的信息，而CD-RW驱动器除以读取信息外， 还可以将信息写入光盘，又称为CD刻录机。 驱动器主要由光学头、读写通信、聚焦伺服系统、跟踪伺服 系统以及主轴电机伺服系统等部分组成。 光学头是CD系统的核心部件之一，由光电检测器、透镜、激 光束分离器、激光器等器件组成。读取数据时，激光器发出 的激光经过几个透镜聚焦后到达光盘，从光盘上反射回来的 激光束沿原来的光路返回，到达激光束分离器后反射到光电 检测器，由光电检测器把光信号变成电信号，再经过处理后 就能还原出二进制数据。写入数据时，在驱动器各部件和控 制电路的配合下，激光器发出的激光照射到光盘的记录层， 通过改变有机颜料的颜色或晶状体的结构，将数据存储在光 盘中。 梁安琪制作
梁安琪制作
固态存储器
相对硬盘存储器、光盘存储器需要可转动或可移动 的存储介质，新型的固态存储器将数据存储到集成 电路中，利用晶体管的开关状态分别表示“0”和 “1”两种不同的信号。固态存储器不包含移动部件， 无需机械装置的动作，具有耗电低、抗震性强等优 点，目前已得到广泛应用。
外存储器
基于DRAM的固态硬盘：采用DRAM作为存储介质，它仿效传统 硬盘的设计，它是一种高性能的存储器，而且使用寿命很长， 美中不足的是需要独立电源来保护数据安全。DRAM固态硬盘属 于比较非主流的设备，主要用于服务器中。
第五章 外存储器
5.1.5 固态硬盘（SSD）
优点： 读写速度快：采用闪存作为存储介质，读取速度相对机械硬 盘更快。固态硬盘不用磁头，寻道时间几乎为0。固态硬盘的快 绝不仅仅体现在持续读写上，随机读写速度快才是固态硬盘的 终极特色，这最直接体现在绝大部分的日常操作中。最常见的 7200转机械硬盘的寻道时间一般为12-14毫秒，而SSD可达到0.1 毫秒甚至更低。
第五章 外存储器
5.2.4
1．保持光驱、光盘清洁；
2．定期清洁保养激光头； 3．保持光驱水平放置；
光驱的维护
4．养成关机前及时取盘的习惯； 5．减少光驱的工作时间； 6．少用盗版光盘，多用正版光盘； 7．正确开关盘盒； 8．利用程序进行开关盘盒；
9．谨慎小心维修；
10．尽量少放影碟；
第五章 外存储器
固态硬盘的存储介质分为两种，一种是采用闪存 （FLASH芯片）作为存储介质，另外一种是采用DRAM 作为存储介质。
第五章 外存储器
5.1.5 固态硬盘（SSD）
基于闪存类 基于闪存的固态硬盘：采用FLASH芯片作为存储介质，这也是 通常所说的SSD。它的外观可以被制作成多种模样，例如：笔记 本硬盘、微硬盘、存储卡、U盘等样式。这种SSD固态硬盘最大 的优点就是可以移动，而且数据保护不受电源控制，能适应于 各种环境，但是使用年限不高，适合于个人用户使用。 基于DRAM类
第五章 外存储器
5.4.2 软盘驱动器
1976年世界上第一台5.25英寸软盘驱动器由Shugart Assaciates公司为IBM的大型机研发成功，1980年索尼公司推出 了3.5英寸软驱，1.44MB、125KB/s传输速度、300rpm转速、 容易损坏。
第7章外部存储器
② 检测索引、扇区标志，即确定在磁道上的哪个扇区进 行读/写数据。
③ 发出读/写命令及传送相应的数据，实现数据的读/写操 作。要求在读/写前软盘已按规定的格式进行了初始化。因此 在读/写数据之前必须先检测到扇区地址标志(AMI)，读取扇区 地址(CHRN)和检验码(CRC)，经核对无误后才能进行读/写操 作。
它是指磁头从一个磁道移动到相邻磁道上所需的时间。
2. 平均访问时间
它是指读/写数据的平均时间。平均访问时间与最大磁道数、
道-道访问时间、寻道安顿时间有关。平均访问时间越小，读/
写数据的速度就越快。
3. 寻道安顿时间 它是指从其它磁道移动到待读/写磁道上后，磁头稳定可 以读/写数据的时间。当磁头刚移动到待读/写的磁道上时，磁 头并不能立即处于稳定状态，而是处于抖动状态，需要经历一 段时间后才稳定，这一段时间称为寻道安顿时间。该时间当然
一个磁道，把后面的信息记录到该磁盘的相邻磁道上，而是不 移动磁头，把后面的信息记录到同一柱面的其它磁道上。只有
当一个柱面完全写满后，才需要移动磁头，把后面的信息记录
到其它柱面上，这样显然可以大大地减少磁头移动的次数。
图7-3 硬盘结构图
1. 容量 这是硬盘最重要的技术指标。随着技术的发展，用于表示
经济能力允许的情况下，尽可能地选用较大容量的硬盘。
2. 外部数据传输速率 硬盘数据传输速率的英文拼写为Data Transfer Rate，简称 DTR。硬盘数据传输速率表现出硬盘工作时数据的传输速度， 是硬盘工作性能的具体表现，它并不是一成不变的，而是随着 工作的具体情况而发生变化，如读取硬盘的不同磁道、不同扇
读出过程：当排列成磁道的一连串磁化反转经过磁头的 前隙时，每经过一次反转，由于极性改变，按电磁感应原理， 便感应出一个脉冲波形，即读出了一个“1”。反之，若在一 位的间隔内无脉冲，便认为读出了“0”。
第7章 外部存储器
第7章外部存储器1、名词解释CRC 循环冗余校验。
ECC Error Correcting Code ，纠错码。
FAT File Allocation Table ，文件分配表。
NTFS Windows NT File System，NT文件系统。
CD Compact Disc，激光数字音响。
CD-ROM CD-Read Only Memory，只读CD光盘。
CD-R CD-Recordable，可写入式CD光盘，但信息写入是永久性的，不可改写。
CD-RW CD-Rewritable，可写入式CD光盘，可改写。
CD-I CD-Interactive是一种配合家用电视机使用的专用CD播放机播放的光盘。
VCD Video CD是一种数字电视视盘，存有数字化的电视图像和伴音。
ISO 9660 ISO9660是目前CD和CD-R读取/刻录使用的标准文件格式。
UDF Universal Disk Format，用于像CD-ROM和DVD等光介质的工业标准格式。
DVD Dgital Versatile Disc，通用数字光盘。
DVD-ROM DVD-Read Only Memory，只读DVD光盘。
DVD-Video 在美国、欧洲和澳大利亚使用的用来存放消费类视频格式的DVD光盘。
DVD+R DVD+R是在DVD-RW驱动器上产生的。
DVD-R 是一种类似CD-R的一次写入性介制，对于记录存档数据是相当理想的介制；DVD+RW 也称为DVD相位变化可重写标准（DVD Phase Change Rewritable）。
DVD-RW DVD论坛于1998年推出了DVD-RW（Rewritable）标准，DVD-RAM DVD-RAM是一种由Panasonic、Hitachi以及Toshiba 联合推出的可写DVD标准，Combo 光盘驱动器，Combo对DVD盘是只读功能，但可以写CD-R/RW盘。
CAV Constant Angular Velocity 恒定角速度，光驱主轴电机控制的一种方式。
内部存储器与外部存储器的区别
内部存储器与外部存储器的区别内部存储器与外部存储器的区别：所有的安卓设备都有外部存储和内部存储，这两个名称来源于安卓的早期设备，那个时候的设备内部存储确实是固定的，⽽外部存储确实是可以像U盘⼀样移动的。
但是在后来的设备中，很多中⾼端机器都将⾃⼰的机⾝存储扩展到了8G以上，他们将存储在概念上分成了”内部internal” 和”外部external” 两部分，但其实都在⼿机内部。
所以不管安卓⼿机是否有可移动的sdcard，他们总是有外部存储和内部存储。
最关键的是，我们都是通过相同的api来访问可移动的sdcard或者⼿机⾃带的存储（外部存储）。
外部存储虽然概念上有点复杂，但也很好区分，你把⼿机连接电脑，能被电脑识别的部分就⼀定是外部存储。
内部存储器：Android系统能够直接把⽂件存在设备的内部存储内。
默认情况下，保存在内部存储内的⽂件是应⽤程序私有的，其他应⽤程序（或⽤户）是⽆法访问的。
当⽤户卸载此应⽤程序时，内部存储的数据会⼀并清除。
Shared Preferences和SQLite数据库都是存储在内部存储空间上的。
内部存储⼀般⽤Context来获取和操作。
内部存储⼀般保存在“/data/data”⽬录下外部存储器：使⽤sdcard存储的数据，不限制只有本应⽤访问，任何可以有访问Sdcard权限的应⽤均可以访问，⽽Sdcard相对于设备的内部存储空间⽽⾔，会⼤很多，所以⼀般⽐较⼤的数据，均会存放在外部存储中。
要向外部存储器写⼊数据，你必须在清单⽂件中申请WRITE_EXTERNAL_STORAGE权限外部存储中的⽂件是可以被⽤户或者其他应⽤程序修改的，有两种类型的⽂件（或者⽬录）：.公共⽂件Public files：⽂件是可以被⾃由访问，且⽂件的数据对其他应⽤或者⽤户来说都是由意义的，当应⽤被卸载之后，其卸载前创建的⽂件仍然保留。
⽐如camera应⽤，⽣成的照⽚⼤家都能访问，⽽且camera不在了，照⽚仍然在。
外存储器是什么
外存储器是什么篇一：外存储器从冯.诺依曼的存储程序工作原理及计算机的组成来说，计算机分为运算器、控制器、存储器和输入/输出设备，这里的存储器就是指内存，而硬盘属于输入/输出设备。
cpu运算所需要的程序代码和数据来自于内存，内存中的东西则来自于硬盘。
所以硬盘并不直接与cpu打交道。
硬盘相对于内存来说就是外部存储器。
存储器是用来存储器数据的,内存有高速缓存和内存,计算机内部存储,外存就是类似u盘的外部存储。
内存储器和外存储器的区别内存储器速度快价格贵，容量小，断电后内存内数据会丢失。
外存储器单位价格低，容量大,速度慢,断电后数据不会丢失。
性能指标硬盘的基本性能指标●容量——通常所说的容量是指硬盘的总容量，一般硬盘厂商定义的单位1gb=1000mb,而系统定义的1gb=1024mb,所以会出现硬盘上的标称值小于格式化容量的情况,这算业界惯例,属于正常情况.●单碟容量就是指一张碟片所能存储的字节数,现在硬盘的单碟容量一般都在20gb以上.而随着硬盘单碟容量的增大,硬盘的总容量已经可以实现上百g甚至几Tb了(存储器容量一般为1Tb=1000gb，不是1024gb)。
●转速——转速是指硬盘内电机主轴的转动速度,单位是Rpm(每分钟旋转次数).转速是决定硬盘内部传输率的决定因素之一,它的快慢在很大程度上决定了硬盘的速度,同时也是区别硬盘档次的重要标目前一般的硬盘转速为5400分和7200转最高的转速则可达到10000转每分以上.●最高内部传输速率——这是硬盘的内圈传输速率,它是指磁头和高速数据缓存之间的最高数据传输速率,单位为mb/s.最高内部传输速率的性能与硬盘转速以及盘片存储密度(单碟容量)有直接的关系.●平均寻道时间平均寻道时间是指硬盘磁头移动到数据所在磁道时所用的时间,单位为毫秒(ms),现在硬盘的平均寻道时间一般低于9毫秒.平均寻道时间越短,硬盘的读取数据能力就越高.优盘的主要性能指标●理论数据读取速度：18mb/s●理论数据写入速度：17mb/s●无需安装驱动程序(windows98除外)●无需额外电源，只从usb总线取电●容量大、品种多●带写保护开关，防止文件被抹掉，防病毒●led指示灯指示工作状态●体积小，重量轻：大约20g篇二：外存储器第三章外存储器外储存器是指除计算机内存及cpu缓存以外的储存器，此类储存器一般断电后仍然能保存数据。
电脑的外部存储器教学课件
常见维修方法和注意事项
2
物理损坏和病毒感染。
尝试更换数据线或电脑接口，避免使
用损坏的外部存储器。
3
数据恢复和备份方法
使用数据恢复软件尝试恢复丢失的数 据，定期备份数据以防丢失。
2
选购和正确使用方法
购买高质量的U盘，使用前先格式化，并避免频繁插拔。
3
安全管理和维护
定期备份数据，使用杀毒软件保护U盘，避免插入不信任的电脑。
移动硬盘的使用和维护
移动硬盘提供更大的存储容量和更好的数据传输速度。掌握移动硬盘的选购、维护和安全使用方法，能 更好地保护你的数据。
种类和接口
移动硬盘有机械硬盘和固态硬 盘之分，常用的接口有USB和 Thunderbolt。
选购和维护
购买适合你需求的移动硬盘， 保持干燥和免受撞击，定期清 理和除尘。
安全使用和备份
使用安全软件保护移动硬盘， 定期备份数据以防丢失。
光盘和存储卡的使用和保养
光盘和存储卡适用于不同场景，了解它们的种类、选购和安全使用方法，可为你提供更多的数据 存储选择。
1 种类和用途
光盘可用于存储音乐、视频和软件，存储卡适用于相机、手机等设备。
种类
外部存储器包括U盘、移动硬盘、光盘和存储卡等多种类型。
接口与连接方式
外部存储器通过USB、Thunderbolt等接口与电脑相连，连接方式有插拔式和无线连接。
U盘的使用和管理
U盘是最常用的外部存储器之一。了解U盘的优点、选购和使用方法，以及安全管理和维护，可确保你的 数据安全。
1
优点和缺点
U盘便携、易使用，但容量有限，易丢失和易感染病毒。
2 选购和维护
购买品牌信誉好的光盘和存储卡，避免划伤和弯曲，定期清洁和除尘。
内存储器和外存储器的区别
1.内部存储器白简称内存，一般指插在计算机主板上的内存。
内部存储器可分为只读存储器(daorom)和随机存储器(ram)。
通常，内存是指内存的特征: 内存存储信息的速度非常快，但存储容量相对较小，停电后信息丢失。
外部存储器包括软盘、硬盘、光盘、u 盘、移动硬盘等。
2.相应的驱动器也称为外部存储器，一些存储器和存储介质是一起制造的，如硬盘、u 盘等。
外部存储器的特点: 外部存储器容量大，价格低，但存取速度慢。
3.外部存储器的拥有属性是:外部存储器也是一种输入/输出设备，它只能与内部存储器交换信息，不能被计算机系统的其他部分直接访问。
内存智的速度不如cpu，但也可以看作是一种高速存储设备，包括内存、视频存储器和一些缓存。
外部存储器主要包括磁盘存储器、磁带存储器和光盘存储器。
外部存储器是一种外部存储器件，比内部存储器慢得多，但可以长时间存储数据。
4.磁盘是最常用的外部存储器，它通常分为软盘和硬盘。
还有光盘，闪存等等。
■内部记忆和外部记忆的区别是什么? 因为内部记忆和外部记忆的功能是不同的。
内部存储器是执行程序时的临时存储区域，停电后所有数据都会丢失，外部存储器用于存储需要长时间存储的原始数据和操作结果，停电后数据不会丢失。
5.内部存储器最突出的特点是存取速度快，但容量小，价格高，外部存储器容量大，拥有属性低，但存取速度慢。
内部存储器用于存储那些立即需要的程序和数据，外部存储器用于存储暂时未使用的程序和数据。
内部存储器和外部存储器之间经常交换信息。
应该指出的是，外部存储器也是一种输入/输出设备，只能与内部存储器交换信息，不能被计算机系统的其他部件直接访问。
什么是外存储器_介绍
什么是外存储器_介绍外储存器是指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器，那么你对外存储器了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是外存储器的内容，希望大家喜欢!什么是外存储器外储存器是指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器，此类储存器一般断电后仍然能保存数据。
常见的外存储器有硬盘、软盘、光盘、U盘等。
存储器的种类很多，按其用途可分为主存储器和辅助存储器，主存储器又称内存储器(简称内存)，辅助存储器又称外存储器(简称外存)。
内存储器最突出的特点是存取速度快，但是容量小、价格贵;外存储器的特点是容量大、价格低，但是存取速度慢。
内存储器用于存放那些立即要用的程序和数据;外存储器用于存放暂时不用的程序和数据。
内存储器和外存储器之间常常频繁地交换信息。
外存通常是磁性介质或光盘，像硬盘，软盘，磁带，CD等，能长期保存信息，并且不依赖于电来保存信息，但是由机械部件带动，速度与CPU相比就显得慢的多。
软盘：软磁盘使用柔软的聚酯材料制成原型底片，在两个表面涂有磁性材料。
常用软盘直径为3.5英寸，存储容量为1.44MB.软盘通过软盘驱动器来读取数据。
U盘：U盘也被称为“闪盘”，可以通过计算机的USB口存储数据。
与软盘相比，由于U盘的体积小、存储量大及携带方便等诸多优点，U盘已经取代软盘的地位。
硬盘：硬磁盘是由涂有磁性材料额铝合金原盘组成的，每个硬盘都由若干个磁性圆盘组成。
磁带存储器：磁带也被称为顺序存取存储器SAM。
它存储容量很大，但查找速度很慢，一般仅用作数据后备存储。
计算机系统使用的磁带机有3中类型：盘式磁带机、数据流磁带机及螺旋扫描磁带机。
光盘存储器：光盘指的是利用光学方式进行信息存储的圆盘。
它应用了光存储技术，即使用激光在某种介质上写入信息，然后再利用激光读出信息。
光盘存储器可分为:CD-ROM、CD-R、CD-RW、和DVD-ROM等。
外存储器的种类软盘、硬盘、光盘、U盘、磁带都是外部存储器。
从冯.诺依曼的存储程序工作原理及计算机的组成来说，计算机分为运算器、控制器、存储器和输入/输出设备，这里的存储器就是指内存，而硬盘属于输入/输出设备。
第5讲外部存储器
卡，上面有两个IDE接口插槽，它们通常标识为IDE1或Primary IDE、
IDE2或Secondary IDE，如下图所示。
主板上的IDE接口
把硬盘数据线连接到主板上
§2 光盘驱动器
一、光驱
1.光驱工作原理
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读出操作：
光驱激光头射出来的激光照到平的地方和小坑的地方 反射率自然就不同了，这时在激光头旁边 的光敏元件感 应到有强有弱的反射光，就产生高低电平输出到光驱的数 字电路，而高电平和低电平在计算机中分别代表0和1的数 字信号，这就计算机就读出了光盘中的内容。
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五、硬盘的生产厂商及编号
1.硬盘的生产厂商
➢ IBM 公司 ➢ Maxtor (迈拓)公司 ➢ 昆腾公司 ➢ Seagate (希捷)公司 ➢ 西部数据公司
2.硬盘的编号
硬盘编号代表着硬盘本身接口类型、转速、容量、缓存等。 各公司的编号含义又各不相同。
下面以IBM的产品为例加以说明：
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IBM的每一个产品又分为多个系列，其硬盘产品的命名方式为： “产品名＋系列代号＋接口类型＋盘片尺寸＋转速＋容量”
硬盘的外部结构
三、硬盘的性能指标
1.容量 即硬盘的大小，通常以兆字节（MB）或千兆字节（GB）
为单位，1GB=1024MB。
➢ 注意：硬盘厂商在标称硬盘容量时通常取1G=1000MB。
2.转速 转速(Rotational speed 或Spindle speed)是指硬
盘盘片每分钟转动的圈数，单位为rpm。常见的硬盘转速 一般有5400rpm、7200rpm、10000rpm、15000rpm。
注：售后服务非常重要
13
八、硬盘驱动器的安装方法
① 设置硬盘驱动器主、从跳线
51单片机外部存储器的扩展
一、地址线旳译码
存储器芯片旳选择有两种措施：线选法和译码法。
1、线选法。所谓线选法，就是直接以系统旳地址线作为 存储器芯片旳片选信号，为此只需把用到旳地址线与存储 器芯片旳片选端直接相连即可。 2、译码法。所谓译码法，就是使用地址译码器对系统旳 片外地址进行译码，以其译码输出作为存储器芯片旳片选 信号。译码法又分为完全译码和部分译码两种。
ALE
8051
LE OE
P0.7
8D 8Q
P0.6
7D 7Q
P0.5
6D 6Q
P0.4
5D 5Q
P0.3
4D 4Q
P0.2
3D 3Q
P0.1
2D 2Q
P0.0
1D 1Q
74HC573 地址总线扩展电路
OE：输出允许端，为0
时芯片有效。
A7
LE：锁存控制端，高电
A6 平时，锁存器旳数据输出端
A5 Q旳状态，与数据输入端D
（1）完全译码。地址译码器使用了全部地址线，地址与存储 单元一一相应，也就是1个存储单元只占用1个唯一旳地址。
（2）部分译码。地址译码器仅使用了部分地址线，地址与存 储单元不是一一相应，而是1个存储单元占用了几种地址。
❖ 二、扩展存储器所需芯片数目旳确定
❖
若所选存储器芯片字长与单片机字长
一致，则只需扩展容量。所需芯片数目按下式
07~00 I0~I7
× 8 ）
扩
锁存器
展
74 HC 573 D0~D7
8位数据
RD
OE
WR
GND WE
图2.2-13 8031与6264的连接
单片机电子课件外部存储器的扩展
SPI接口采用主从模式，有一个主设备和一个或多个从设备。 主设备通过SCK信号线控制数据传输，从设备根据主设备的 时钟信号进行数据读写。SPI接口具有高速、简单、易扩展等 优点，适用于多种类型的存储器扩展。
I2C接口
总结词
I2C接口是一种多主机总线，常用于连接单片机和各种外设。
详细描述
I2C接口采用两线制，分别是数据线SDA和时钟线SCL。多个设备可以共用这两 根线，通过地址码进行设备间的通信。I2C接口具有简单、灵活、可靠性高等优 点，适用于连接各种传感器、存储器等外设。
详细描述
例如IDE接口、USB接口等。这些接口技术各有特点，适用于不同的应用场景。IDE接口通常用于连接硬盘等大容 量存储设备，而USB接口则具有通用性高、易于扩展等优点。
05
扩展外部存储器的硬件设计
存储器芯片的选择
闪存芯片
闪存芯片具有非易失性，断电后 数据不会丢失，且容量大、体积
小，适合存储大量数据。
随着技术的发展，单片机逐渐发展成 为嵌入式系统的重要组成部分，广泛 应用于各种领域。
现代单片机
现代单片机采用32位或64位处理器，具 有更强大的计算能力和更丰富的外设接 口，能够满足更复杂的应用需求。
03
外部存储器概述
外部存储器的分类
EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)：电可 擦除可编程只读存储器，可以通过电子方式擦
除和编程。
SRAM (Static Random-Access Memory)： 静态随机存取存储器，读写速度快，但价格较
高。
Flash Memory：闪存，是一种非易失性存储 器，可以在断电后保存数据。
单片机与外部存储器的数据交互
单片机与外部存储器的数据交互在单片机系统中，外部存储器的数据交互是非常重要的。
单片机通常具有内部存储器，但其容量有限，不足以存储大量数据。
因此，需要与外部存储器进行数据交互，以扩展系统的存储容量。
一、单片机系统中的外部存储器外部存储器是指单片机系统中除了内部存储器之外的存储器设备，包括闪存、EEPROM、SD卡等。
这些外部存储器具有较大的容量，并可以长期保存数据。
在单片机系统中，外部存储器对于实现数据存储和读取起着重要的作用。
二、数据存储与读取的基本流程在单片机系统中，数据存储与读取的基本流程如下：1. 初始化外部存储器：首先，需要对外部存储器进行初始化设置，包括设置存储器的通信接口、地址线和数据线的连接方式等。
2. 写入数据：接下来，单片机将需要存储的数据通过数据线发送给外部存储器，同时发送相应的地址信息，以确定数据写入的位置。
外部存储器将数据存储后，发送写入完成的信号给单片机。
3. 读取数据：当需要读取外部存储器中的数据时，单片机通过发送相应的地址信息，并请求读取数据。
外部存储器将数据通过数据线发送给单片机，完成数据的读取过程。
三、数据交互的通信方式单片机与外部存储器之间的数据交互可以通过多种通信方式进行，例如SPI、I2C、USART等。
下面以SPI通信方式为例进行介绍。
SPI（Serial Peripheral Interface）是一种串行外围设备接口，主要用于单片机与外部设备之间的通信。
它使用四根信号线进行数据交互，包括时钟线、数据线、主片选线和从片选线。
在SPI通信中，单片机作为主设备，外部存储器作为从设备。
主设备通过时钟线控制数据传输的时序，通过数据线发送数据。
从设备在接收到主设备的请求后，通过数据线将数据发送给主设备。
主设备和从设备通过片选线来选择通信的对象。
四、外部存储器的读写操作在单片机中，与外部存储器的数据交互主要包括读写操作。
下面分别介绍外部存储器的写操作和读操作。
1. 外部存储器的写操作：（1）设置片选线：首先，单片机需要将需要进行数据交互的外部存储器的片选线拉低，以选择通信的对象。
计算机硬件技术计算机外部存储器
4.2 磁带
4.2.2 磁带机的工作原理和结构
1．磁带机的工作原理 下面以开盘式磁带机为例来阐述磁带机的读/写工作原理。 （1） 数据的写入过程 （2） 数据的读出过程 2．磁带机的结构 磁带机的种类很多，不同种类的磁带机结构也有差异，下面讨论一下
开盘启停式磁带机和数据流磁带机的结构。 （1）开盘启停式磁带机 开盘式磁带指的是磁带缠绕在圆形的带盘上，而且磁带的首端可以取
4.2 磁带
2．磁带存储器的主要技术指标 衡量磁带存储器的技术指标主要有以下几个方面。 ① 磁带速度，是指磁带在单位时间内相对于磁头移动的长度，也称为额定磁带速 度，单位是in/s或cm/s。带速主要影响数据的读写速度，带速越快，数据传输率越 高。 ② 记录间隙，指相邻两个记录块间的间隔距离，单位是英寸或毫米。 ③ 启停距离，启停距离为启动走带到达正常带速时磁带所走过的距离。停止距离 是指从正常带速到完全停止磁带所走过的距离。启停距离和记录间隙直接有关，应 该适合记录间隙的要求，以保证数据信息的准确读出和写入。 ④ 反绕时间，是指一定长度的满盘磁带的反绕时间，以秒为单位。 ⑤ 磁带宽度和磁道数，磁带宽度是区别磁带类型的主要指标，不同宽度的磁带不 能互换。磁带宽度和磁带上的磁道数密切相关，在相同的磁道密度下，磁带宽度大 的磁道多，磁带容量也就大。常见的磁道数为9道。 ⑥ 存储容量，指磁带能存储的二进制数据总量。如1/4英寸的磁带存储容量在 60MB到26GB之间。
第4章 外部存储器
本章要点
l 4.1 磁盘存储器 l 4.2 磁带 l 4.3光盘 l 4.4 移动式存储器 l 4.5 硬盘性能测试程序 l 习题
本章逻辑结构
l 4.1 磁盘存储器
4.1.1 磁盘存储原理 4.1.2 软盘驱动器 4.1.3 硬盘驱动器 l 4.2 磁带 4.2.1 磁带存储器概述 4.2.2 磁带机的工作原理和结构 4.2.3 磁带的应用领域
计算机外存储器
外存储器目前，微型机的外存储器主要有磁盘和光盘。
磁盘中主要以硬盘(Hard Disk或Fixed Disk)为主，软盘(Floppy Disk或Diskette)软件已退出了历史舞台。
硬盘的主要技术参数如下：（1）容量硬盘常以兆字节（MB，一百万字节）和千兆字节（GB，十亿字节）为单位，市场上常见的硬盘容量多为 4.3GB～30.1GB。
作为个人计算机最大的数据储存器，硬盘容量自然是越大越好。
而在容量上所受的限制，一方面来自厂家制作更大硬盘的能力，另一方面则来自计算机用户自身的实际工作需要和经济承受能力。
硬盘的选择应做到容量够用，有一定盈余。
但现在4.3GB以下的硬盘基本已经被淘汰，因此，目前至少应选10GB 以上的硬盘。
当前的主流硬盘为20.1GB，以后会逐步向30.1GB过渡。
（2）数据传输率硬盘的运行速度是购买者最关心的。
硬盘的数据传输率是衡量硬盘速度的一个重要参数。
它是指计算机从硬盘中准确找到相应数据并传输到内存的速率，以每秒可传输多少兆字节来衡量（MB/s），常见的为10～40MB/s。
数据传输率通常会受到总线速度、硬盘接口等因素的影响，对它影响最大的是硬盘磁头的读写速度。
如追求更快的速度或考虑到以后的升级需要，则应选择支持Ultra DMA接口的硬盘。
特别是大型文件使用较频繁的用户，更要注意选择高数据传输率硬盘。
由于市场上这普通接口和Ultra接口硬盘的价格相差很小，所以，建议尽量购买支持Ultra DMA100的新型硬盘，即使你目前的主板不支持Ultra DMA（Inter 430HX、VX 及其更低档次的主板），经测试，这种硬盘的速度依然略高于普通硬盘。
一旦以后将主板升级至TX甚至更高水平，该硬盘就可大显身手了。
（3）平均寻道时间平均寻道时间是指计算机在发出一个寻址命令，到相应目标数据被找到所需时间，我们常以它来描述硬盘读取数据的能力。
平均寻道时间越小，硬盘的运行速率相应也就越快。
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第五章外部存储器[教学目标]1．了解硬盘、光驱和软驱的基本结构。
2．掌握硬盘、光驱主从跳线的设置。
3．了解选购硬盘、光驱时要注意的问题。
[教学重点]1、掌握硬盘型号的含义及读懂硬盘的标识。
2、掌握依据CPU合理选配主板的方法。
[教学难点]掌握双硬盘的合理连接方法，以及区分不同接口的硬盘。
[分析学生]学生对新购买的硬盘标出的容量和电脑检测出来的容量并不相符，容易产生疑惑。
对DVD盘片与CD 盘片结构产生疑问。
[教学用具]计算机，投影仪，已拆解的光驱和硬盘各一个。
[课时安排]4课时[教学过程]一、导入新课通过前面的学习，我们已经清楚断电后，内存中的信息就会丢失。
完成保存信息的任务现阶段只能有硬盘、光盘这些外部存储设备完成。
提问学生：现今为什么硬盘、光盘成为了最主要的外部存储设备？引导学生思考、回答并相互补充。
教师总结归纳硬盘、光盘存储容量大、可靠性高、价格适中、技术成熟。
因此它们在电脑中成为不可或缺的标准配置。
二、新课教学第五章外部存储器5.1硬盘存储器5.1.1 基础知识：认识硬盘提问：1同学们可能了解硬盘的外部模样，但我们现在请同学们仔细观察硬盘的内部结构之后，说一说硬盘是如何工作的？2硬盘内部是真空的么？学生思考、看书、回答；教师总结：第一个问题：硬盘由头盘组件与印刷电路板组件组成。
磁头定位的驱动方式主要有步进电机驱动（已淘汰）和音圈电机驱动两种。
其盘片及磁头均密封在金属盒中，构成一体，不可拆卸，金属盒内是高纯度气体。
在硬盘的正面都贴有硬盘的标签，标签上一般都标注与硬盘相关的信息，如产品型号、产地、出厂日期、产品序列号等。
而硬盘的背面则是控制电路板，该板大都采用贴片式焊接，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。
第二个问题：因为根据硬盘的工作原理来分析，硬盘内部的磁头其实是处于悬浮状态的。
而之所以会实现悬浮状态，其实是利用了空气流体动力学原理来实现的。
如果硬盘的内部真空，那磁头悬浮的基本条件就被破坏了。
实际上没有空气，磁头根本不能浮起来，也就无法工作。
⑴硬盘接口类型①PATA接口②SATA接口⑵硬盘跳线⑶电源接口⑷硬盘数据线5.1.2 硬盘技术指标提问：硬盘的品牌繁多，一般在选购硬盘时都要参考一些主要的技术指标。
同学们都了解哪些指标？学生思考、看书、回答；教师总结：硬盘的一些性能指标1.主轴转速硬盘的主轴转速是决定硬盘内部数据传输率的决定因素之一，它在很大程度上决定了硬盘的速度，同时也是区别硬盘档次的重要标志。
目前7200rpm的硬盘是主流产品，SCSI硬盘的主轴转速已经高达15000rpm，当然其价格让普通用户难以接受。
2.寻道时间该指标是指磁头移动到数据所在磁道所用的时间，单位为毫秒(ms)。
平均寻道时间则为磁头移动到正中间的磁道需要的时间。
注意它与平均访问时间的差别。
硬盘的平均寻道时间越小性能则越高。
现在使用的硬盘平均寻道时间当在10ms以下。
3.单碟容量因为标准硬盘的碟片数是有限的，靠增加碟片来扩充容量是有限度的。
只有提高每张碟片的容量才能从根本上解决这个问题。
大容量硬盘采用GMR巨阻型磁头，磁碟的记录密度大大提高，硬盘的单碟容量也相应提高了。
4.潜伏期当磁头移动到数据所在的磁道后，等待所要的数据块继续转动(半圈或多些、少些)到磁头下的时间，其单位为毫秒(ms)。
平均潜伏期就是盘片转半圈的时间。
5.硬盘表面温度该指标表示硬盘工作时产生的热量使硬盘密封壳温度上升的情况。
硬盘工作时产生的温度过高将影响薄膜式磁头的数据读取灵敏度，因此硬盘工作表面温度较低的硬盘有更稳定的数据读、写性能。
6.道至道时间该指标表示磁头从一个磁道转移至另一磁道的时间，单位为毫秒(ms)。
7.高速缓存指硬盘内部的高速存储器。
大容量硬盘的高速缓存一般为512KB～2MB，2MB缓存是目前IDE硬盘的主流。
8.全程访问时间该指标指磁头开始移动直到最后找到所需要的数据块所用的全部时间，单位为毫秒(ms)。
而平均访问时间指磁头找到指定数据的平均时间。
通常是平均寻道时间和平均潜伏时间之和。
9.最大内部数据传输率该指标名称也叫持续数据传输率(sustained transfer rate)，单位为Mb/s。
它是指磁头至硬盘缓存间的最大数据传输率，一般取决于硬盘的盘片转速和盘片线密度(指同一磁道上的数据容量)。
注意Mb/s或Mbps与MB/s含义的不同，前者是兆位/秒的意思，如果需要转换成MB/s(兆字节/秒)，就必须将Mbps 数据除以8(一字节8位数)。
例如某硬盘给出的最大内部数据传输率为131Mbps,但如果按MB/s计算就只有16.37MB/s。
10.连续无故障时间(MTBF)该指标是指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间，单位为小时。
一般硬盘的MTBF至少在30000小时以上。
11.外部数据传输率也称为突发数据传输率，它是指从硬盘缓冲区读取数据的速率。
在广告或硬盘特性表中常以数据接口速率代替，单位为MB/s。
目前主流的硬盘已经全部采用Ultra DMA/66/100技术，外部数据传输率可达66MB/s或100MB/s。
硬盘应用的一些技术（仅供参考）1.Drive-TIP技术Drive-TIP是英文Drive Temperature Indicator Processor的缩写，中文含义是硬盘温度监测仪。
该技术是一项旨在提高硬盘可靠性和使用性能的技术。
它通过温度感应器来监测并报告驱动器温度是否明显超过预先设定的温度阈值，一旦明显超温，即采取相应的措施，如关闭驱动器来降低温度。
这对于空间有限的笔记本专用硬盘来说是非常必要的。
2.Ultra A TA/66/100技术此技术把ATA接口的最高传输速率提升到了66MB/s和100MB/s，在提高传输速率的同时，Ultra ATA/66/100还通过改进信号的时钟边沿特性并使用CRC循环冗余纠错技术，保证了在高速传输过程中数据的完整性。
Ultra ATA/6/100向后兼容Ultra ATA/33，IDE接口同样为40线，但使用的电缆为80芯，比原来的IDE电缆增加了40根地线，这种设计可以降低相邻信号线之间的串扰。
如果支持Ultra ATA/66接口的硬盘接在了40芯的老式电缆上，硬盘自动能以Ultra A TA/33模式工作。
为了使用Ultra ATA/66/100接口，硬盘、主板和操作系统都必须提供相应的支持。
3.Load/Unload技术适合笔记本电脑硬盘使用，因为笔记本电脑硬盘在工作时，磁头在盘片表面飞行，与盘片距离仅为约十万分之一英寸(比灰尘或指纹还要小)。
光滑的磁盘表面和日趋降低的飞行高度增加了读写头和磁面碰撞的几率，也使硬盘的损坏几率随之而增加。
而Load/Unload技术可使硬盘磁头在不工作时停泊在磁盘外面的专用槽中，大大降低了磁头与磁面的碰撞几率，从而延长硬盘的使用寿命。
4.SPS技术SPS是英文Shock Protection System的缩写。
硬盘非常怕震动，不管电源是否已经启动，只要硬盘受到了撞击或震动，或多或少总有数据受到一定程度的损伤，如果处于运转状态的硬盘受到震动或撞击，所造成的“伤害”会更大。
SPS这种技术可以把硬盘因冲击而造成的损害降到最低的程度。
5.ABLE技术ABLE是英文Adaptive Battery Life Extender的缩写，该技术一般也用于笔记本硬盘之中，它的优点是可以使笔记本电脑硬盘的耗电量降低大约20%，从而有效延长电池的使用时间，使用户不必被电池使用时间问题困扰。
6.IEEE1394技术IEEE1394又称为Firewire(火线)或P1394技术，它是一种高速串行总线，现有的IEEE 1394标准支持100Mbps、200Mbps和400Mbps的传输速率，将来会达到800Mbps、1600Mbps、3200Mbps甚至更高，如此高的速率使得它可以作为硬盘、DVD、CD-ROM等大容量存储设备的接口。
IEEE1394将来有望取代现有的SCSI总线和IDE接口。
7.S.M.A.R.T技术该技术的英文全称是Self-Monitoring Analysis&&Reporting Technology，中文含义是自动监测分析报告技术。
这项技术指标使得硬盘可以监测和分析自己的工作状态和性能，并将其显示出来。
用户可以随时了解硬盘的运行状况，遇到紧急情况时，可以采取适当措施，确保硬盘中的数据不受损失。
采用这种技术以后，硬盘的可靠性得到了很大的提高。
8.GMR技术该技术的英文全称是Giant Magnetoresistive，中文含义是巨磁阻磁头。
GMR技术的磁头与MR磁头一样，是利用特殊材料的电阻值随磁场变化的原理来读取盘片上的数据，但是GMR磁头使用了磁阻效应更好的材料和多层薄膜结构，比MR磁头更为敏感，相同的磁场变化能引起更大的电阻值变化，从而可以实现更高的存储密度，MR磁头能够达到的盘片密度为3Gbit-5Gbit/in2(千兆位每平方英寸)，而GMR 磁头可以达到10Gbit-40Gbit/in2以上。
9.DPS技术DPS是英文Data Protection System的缩写，适合Quantum品牌Enhanced IDE接口且支持S.M.A.R.T.规格的硬盘，它可以让用户确定自己的硬盘是否真正发生了问题。
用户可以在Quantum的网站上下载qdps.exe软件，如果觉得硬盘似乎有问题时，就可以用软盘开机，执行qdps.exe，以测试一下硬盘到底有没有问题。
10.OAW技术该技术是英文Optically Assisted Winchester的缩写，它的中文含义是光学辅助温氏技术。
它把传统的磁读写头和低强度激光束结合在一起，激光束通过光纤进入磁头，再通过一个微电机驱动的镜子反射到磁盘表面，从而实现磁头的精确定位。
OAW技术能够在1英寸宽的范围内写入105000个以上的磁道，硬盘单碟容量可达36GB以上。
11、SB技术SB是英文Shock Block的缩写，是Maxtor硬盘所采用的一种技术。
这种设计的目的就是在于尽量降低读写磁头弹离碟片的可能性，如果读写磁头没有弹离碟片，就不会有碟片被读写磁头敲击而产生屑片的情况发生。
12、Ultra160/mUltra160/m是SCSI接口硬盘的高一级标准，它以Ultra3 SCSI为基础，传输速率高达160MB/s。
5.1.3定选购方案：选购硬盘前的分析提问：选购硬盘时，除了要考虑一些指标外，还有哪些因素是要考虑的？学生思考、看书、回答；教师总结：除了要考虑硬盘的缓存大小、接口种类、转速等指标外，还要考虑硬盘的品牌、售后服务等因素。