计算机组成原理.ppt

7.5 软磁盘存储设备 7.5.1 软磁盘存储器与硬磁盘存储器的异同 　 　　软磁盘存储器简称软盘，其原因在于盘片是用类似于塑料薄膜唱片的柔性材料制成。软磁盘存储器由软盘驱动器、软盘控制器、软磁盘片三大部分组成。 　　软磁盘存储器和硬磁盘存储器的存储原理和记录方式基本相同。但在结构和性能上存在一些差别： (1)硬盘转速高，每分钟可达6000转，存取速度快；软盘转速低，每分钟只有300转，存取速度慢。 (2)硬盘有固定头、固定盘、盘组等结构；软盘都是活动头，是可换盘片结构。 (3)硬盘是浮动磁头读写，磁头不接触盘片；软盘磁头是接触式读写。 (4)硬盘系统及硬盘片价格都比较贵，大部分盘片不能互换；软盘造价低，盘片保管方便，使用灵活，且具有 互换性。 (5)硬盘对环境要求苛刻，要有超净措施；软盘则对环境要求不太严格。   　　按所用盘片尺寸不同，软磁盘机有5.25英寸、3.5英寸、2.5英寸等多种。从内部结构上来看，又可按使用的记录密度不同，分为双面双密度、双面高密度等多种。下表列出了软盘片规格参数。 　　软磁盘片的形状类似于普通薄膜唱片。盘片的盘基由聚脂薄膜制成，厚度约76μm，上面涂有极 薄的一层铁氧体磁性材料，封装在相应尺寸见方的黑色塑料保护套内。套内有一层无纺布，用来防尘，消除静电，保护盘面不受碰撞。使用时软磁盘连同保护套一起插入软磁盘机中，由驱动机构带动软磁盘片匀速转动(保护套不动)，磁头通过槽孔和盘片上的记录区接触，读出或写入信息。 　　为了正确存储信息，必须将盘片划分成磁道和扇区(区段)，它们称做磁盘地址。这些信息必须写到盘片上，还要加上同步标志、校验信息、间隔等。这些信息一起构成磁盘的软分段信息。 　　所谓软分段，就是以索引孔做为定位基准，将扇区的划分通过软件写入的标志来实现。索引孔用来检测盘片的转速和划分盘片的扇区区段。当盘片上的小孔转到与塑料封套上小孔的位置相对时，软盘机上的传感元件可测得一个脉冲信号，作为盘片旋 转一周的开始标志，以此作为扇区划分的起点。盘片在出厂前都要进行预格式化，即完 成软分段工作。用户再根据不同的机型和操作系统，用格式化程序重新格式化( 或叫初始化)。 7.5.2 软磁盘片 　　 　　注意，每条磁道上扇区数是相同的。但由于靠里面磁道的圆周长比外面磁道的圆周长小，但它们又要记录同样多的信息，所以里面磁道的位密度要比外面磁道的位密度高。每条磁道分成多少个扇区，取决于记录格式。其次，磁道的地址是从外向里编号，最外面是0道，最里面是n道。5.25英寸盘有40条磁道和80条磁道两种，3.5英寸盘只有80条磁道1种。 　　一张双密度盘片相当于两张单密度盘片，单密度采用FM记录方式，双密度采用MFM记录方式 。按记录面和密度的不同，8英寸软盘有四种形式：单面单密度(SS，SD)、 双面单密度(DS，SD)、 单面双密度(SS，DD)、 双面双密度(DS，DD)， 双密度软盘上都标有 “2D”或“DD”标记。 5.25英寸和3.5英寸软盘均是双面双密度和高密度(4倍密度，QD) 。（SD－Single Side Double Density) 　　软盘的磁头和盘面是接触式读写，寻址时不但有径向，而且有圆周方向的摩擦。一个盘片旋转10的6次方以上时应考虑报废，以免超过规定的误码率 　　记录格式指的是磁盘表面上信息的存储格式。为了盘片的互换性和简化系统设计，采用统一的标准记录格式是必要的。ISO已确定将IBM记录格式作为国际标准。 　　当驱动器传感器测得“索引”信号的前沿(表示磁道起点)，经过46个字节的间隙区(全0或全1)，1个字节的软索引标志(16进制FC)，再隔26字节的间隙， 接下去就是26个扇区，最后还有247个字节的间隙，表示一条磁道的结束。 　　每个扇区有188个字节，其中真正的数据只有128个 字节。前13个字节是地址区：6个字节的同步信息(全0)、1个字节的地址标志 (FE)、6个字节的扇区地址，（其中地址信息占4个字节，分别表示磁道号、磁头号、扇区号和记录长度；CRC检验码占2个字节，对整个地址区数据进行校验)。在扇区与扇区之间，扇区内部以及磁道的头尾都有间隙或同步区域，目的是补偿盘片转速误差、盘片和驱动器工艺误差以及写入信息的频率误差。 7.5.3 软盘的记录格式 　　 IBM 3740软分段格式 　　IBM3740格式适用于8英寸单面单密度软盘，软盘每道26个区段。对双面双密度软盘，均有相应的格式规定。5.25英寸和3.5英寸软盘的IBM格式与8英寸软盘基本相同，不同的是每条磁道的扇区数分成15，9，18，36四种，每个扇区的字节数为512个字节。 　　记录格式的标准化带来了信息资源的公有化，但是却与知识产权的私有化发生了矛盾。软件生产