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第7章 外部存储器 外部存储器是通过外部设备接口与CPU连接的存储设备。常用的外部存储器包括硬盘、软盘和光盘等存储器，以及近年来出现的移动硬盘、USB接口的FLASH盘（俗称U盘或闪盘）等新型外部存储器。本章重点介绍硬盘、软盘和光盘的组成、工作原理及技术参数。 7.1 硬盘 硬盘为计算机提供了大容量的、可靠的与高速的外部存储手段，其存储容量比内存和软盘大，而存取速度比内部存储器低，又比软盘和光盘等其他外部存储器高，是目前最常用的大容量存储设备。 7.1.1 硬盘的发展及分类1.硬盘的发展 在发明磁盘系统之前，计算机使用穿孔纸带、磁带等来存储程序与数据，这些存储方式不仅容量低、速度慢，而且有个缺陷。它们都是顺序存储，为了读取后面的数据，必须从头开始读，无法实现随机存取数据。 (1)硬盘的产生 (1)硬盘的产生 (2)技术的发展——“温彻斯特”技术 (3)GB时代 (4)高速发展时期 2.硬盘的分类 硬盘的分类有不同的分类方式。 按盘径尺寸分类：5.25英寸、3.5英寸、2.5英寸和1.8英寸。 盘径为5.25英寸的硬盘是昆腾公司生产的Bigfoot（大脚）系列硬盘，现在很少在见到。盘径为3.5英寸的硬盘是目前大多数台式机使用的硬盘。而盘径为2.5英寸和1.8英寸的硬盘主要用于笔记本计算机及部分便携仪器中。 按接口类型分类：IDE接口硬盘、SATA接口硬盘和SCSI接口硬盘。 7.1.2 硬盘的构成 硬盘主要由：盘片，磁头，盘片转轴及控制电机，磁头控制器，数据转换器，接口，缓存等几个部分组成，常见的硬盘如下图所示。 1.硬盘的外部结构 (1)接口 (2)控制电路板 (3)固定盖板 2.硬盘的内部结构 (1)浮动磁头组件 (2)磁头驱动机构 (3)盘片和主轴组件 (4)前置控制电路 7.1.3 硬盘的工作原理 1.信息存储格式 磁盘由最基本的盘片组成，盘片可划分为磁道、扇区和柱面。 2.磁盘数据读写 硬盘的最基本组成单元——盘片是在非磁性的合金材料（必威体育精装版的磁盘则采用玻璃材料）表面涂上一层很薄的磁性材料，通过磁层的磁化方向来存储“0”、“1”信息。 信息存储在盘片上，由磁头来进行信息的读写，磁头采用轻质薄膜部件，盘片在高速旋转下产生的气流浮力迫使磁头离开盘面悬浮在盘片上方。当硬盘接到系统读写数据的指令后，由相应的磁头根据给出的地址，首先按磁道进行定位，然后再通过盘片的转动找到相应的扇区，实现扇区的定位。最后，由磁头在寻址的位置上进行信息的读写并将相应的信息传送给指定位置（如硬盘自带的缓存上）。 3.接口类型及传输模式 硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件，作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的硬盘接口，决定着硬盘与计算机之间的连接速度。在整个系统中，硬盘接口的优劣，直接影响着程序运行快慢和系统性能好坏。从整体的角度上，硬盘接口分为 IDE、SATA、SCSI 和光纤通道四种。 ①IDE接口硬盘，多用于家用产品中，也部分应用于服务器。 ②SATA是一种新的硬盘接口类型，还正处于市场普及阶段，在家用市场中有着广泛的前景。 ③SCSI接口的硬盘，则主要应用于服务器市场。 ④光纤通道，只在高端服务器上，价格昂贵。 7.1.4 硬盘的性能参数 在介绍硬盘的构成及工作原理之后，我们有必要先了解一下硬盘的主要性能参数。关于硬盘的性能参数有很多，这里只介绍与性能有关的主要参数，它们是使用和选择硬盘时的主要技术指标。 1.硬盘容量 2.转速 3.缓存 4.平均寻道时间 5.硬盘的数据传输率 7.1.5 硬盘技术的必威体育精装版发展 1.热插拔技术 2.磁盘阵列技术 3.移动硬盘 4.微型硬盘 7.2 软盘 软盘属于可移动介质，在早期的PC机中，软盘是惟一可更换的磁盘存储器，主要用于文件复制和应用软件载体。 除了可以更换和移动等特点外，软盘在容量、速度和可靠性等指标方面都与硬盘相差甚远。 7.2.1 软盘的发展及分类1.软盘的发展 在20世纪80年代及90年代初期，光盘、移动硬盘等其他外部存储设备没有出现，软盘几乎是惟一的可移动、可携带的外部存储设备，软件安装、个人文件保存、文件交换、文件备份主要都采用软磁盘为载体。 近年来，随着各种各样其他外部存储设备的快速发展，软盘由于容量小，存储速度较慢，所以应用逐渐减少。另外，软盘使用需要有专门的驱动器支持，该驱动器除电子部分外，还有慢速的机械部分，容易出现故障。而使用USB接口的存储设备，不需要专门的驱动器，如?U盘等，可以使用计算机的USB接口。对于U盘来讲，只有电子器件，没有机械设备，容量大，速度快。随着U盘和移动硬盘的价格逐步下降，软盘将逐步被淘汰。 2.软盘的分类 软盘（FD，Floppy Disk）的分类有不同的分法。 按照盘片的大小分为：5.25英寸软盘和3.5英寸软盘，但是软盘技