【正文】 硬盤(pán)間隙一般都低于 ，以利于讀取較大的高信噪比信號(hào)，提供數(shù)據(jù)傳輸率的可靠性。 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備 圖 311 硬盤(pán)磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備 3）磁盤(pán)片 盤(pán)片是硬盤(pán)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的載體，現(xiàn)在硬盤(pán)盤(pán)片大多采用金屬薄膜材料，這種金屬薄膜較軟盤(pán)的不連續(xù)顆粒載體具有更高的存儲(chǔ)密度、高剩磁及高矯頑力等優(yōu)點(diǎn)。隨著硬盤(pán)容量的擴(kuò)大和速度的提高，主軸電機(jī)的速度也在不斷提升，有廠商開(kāi)始采用精密機(jī)械工業(yè)的液態(tài)軸承電機(jī)技術(shù)（ FDB）。 數(shù)據(jù)傳輸芯片則是將硬盤(pán)磁頭前置控制電路讀取出數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)校正及變換后，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)街鳈C(jī)系統(tǒng)，至于高速數(shù)據(jù)緩存芯片是為了協(xié)調(diào)硬盤(pán)與主機(jī)在數(shù)據(jù)處理速度上的差異而設(shè)的。 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備 如果光存儲(chǔ)使用的介質(zhì)是磁性材料，就叫做磁光存儲(chǔ)。 因此，光盤(pán)按存貯信息的種類(lèi)可分為用來(lái)存貯聲音信息的激光唱盤(pán)、存貯圖像和伴音的激光視盤(pán)和存貯文字、數(shù)字等文件資料的數(shù)字光盤(pán)。由于采用工業(yè)化生產(chǎn)方式大批量生產(chǎn)，價(jià)格低廉，且標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，用戶(hù)使用光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器或播放機(jī)即可讀出不同廠家生產(chǎn)的光盤(pán)上的信息。 （ 3） CDROM除保留 CDDA數(shù)據(jù)模式外，增加了兩種光道格式，用來(lái)存貯計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)和壓縮的聲音圖像數(shù)據(jù)。 CDROM通常不能讀取 CDROM/XA光盤(pán)。 （ 9） DVD采用 12CM光盤(pán)，采用 MPEG數(shù)字壓縮方式，圖像分辨率高于 LD，聲音系統(tǒng)具有 6聲道，環(huán)繞立體聲，采用波長(zhǎng)更短的激光源，再加上雙面光刻或多層光刻技術(shù)，使存貯容量大大提高，達(dá)到 ，不能在普通的 CDROM光驅(qū)播放。 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備 在這里介紹的是當(dāng)前市場(chǎng)上比較常見(jiàn) CDR空白光盤(pán)，屬于 WORM，可以在光盤(pán)刻錄機(jī)上進(jìn)行刻錄的空白光盤(pán)。 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備 （ 1）綠盤(pán)。但是隨之而來(lái)的問(wèn)題就是綠盤(pán)對(duì)強(qiáng)光過(guò)于敏感，例如在夏日中午陽(yáng)光的暴曬下，花青染料會(huì)發(fā)生物理及化學(xué)變化而使光盤(pán)報(bào)廢。酞花青染料本身呈淡黃色，與反射層的金色混合后使光盤(pán)的記錄面呈黃金色，因此這種光盤(pán)被稱(chēng)為金盤(pán)。 ） mW。 一般來(lái)說(shuō)， CDR金盤(pán)的使用壽命最長(zhǎng)，超過(guò) 100年，適于可靠地長(zhǎng)期保存數(shù)據(jù)。主要類(lèi)型有可擦式光盤(pán)（ Erasable）和編程式可擦光盤(pán)（ CDErasable Programmable Read Only Memory，即 CDEPROM）。利用熱磁效應(yīng)使磁光介質(zhì)微量磁化取向向上或向下來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)記錄或讀出，存貯速度快、介質(zhì)壽命長(zhǎng)。 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備 CD盤(pán)光道的結(jié)構(gòu)與磁盤(pán)磁道的結(jié)構(gòu)不同，它的光道不是同心環(huán)光道，而是螺旋型光道。現(xiàn)在不僅 CDROM存儲(chǔ)器采用 CLV，而且磁光盤(pán)存儲(chǔ)器也開(kāi)始采用。 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備 CD盤(pán)上的徑向道密度比磁盤(pán)大得多，每英寸有 16000條，即徑向道密度為 16000TPI，螺旋線的圈與圈之間的距離為 ，螺旋線寬度為 微米，螺旋線上代表信息的凹槽深度僅為 ，螺旋線總長(zhǎng)度為 5km。 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備 工作時(shí)，將主機(jī)送來(lái)的數(shù)據(jù)經(jīng)編碼后送入光調(diào)制器，調(diào)制激光源輸出光束的強(qiáng)弱，用以表示數(shù)據(jù) 1和 0；再將調(diào)制后的激光束通過(guò)光路寫(xiě)入系統(tǒng)到物鏡聚焦，使光束為 1的光點(diǎn)射到記錄介質(zhì)上，用凹坑代表 1，無(wú)凹坑代表 0。這樣，根據(jù)光束反射能力的差異將記錄在介質(zhì)上的 “ 1”和 “ 0”信息讀出。抹除信息要求施加一個(gè)和記錄方向相反的磁場(chǎng)，并用激光束照射記錄過(guò)信息的介質(zhì)，則在照射區(qū)發(fā)生反方向磁化，使介質(zhì)恢復(fù)到記錄前的磁化狀態(tài)。CD光盤(pán)和 DVD光盤(pán)都是光學(xué)存儲(chǔ)媒體，但 DVD的存儲(chǔ)容量和帶寬都明顯高于 CD。按單 /雙面與單 /雙層結(jié)構(gòu)的各種組合， DVD可以分為單面單層、單面雙層、雙面單層和雙面雙層四種物理結(jié)構(gòu)。 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備 圖 313 CD盤(pán)（左）和 DVD盤(pán)（右）的凹坑與道間距差別 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備 表 31列出的是 DVD光盤(pán)與 CD光盤(pán)的 HDCD技術(shù)摘要比較，從中可以看出使 DVD大大提高存儲(chǔ)容量的幾種技術(shù)。目前的 DVD技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下： 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備 （ 1） DVD－ ROM：只讀。最適合于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。與絕大多數(shù)新上市的普通 DVD影碟機(jī)兼容。 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備 光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的種類(lèi)和基本原理 ? 1. 光驅(qū)的種類(lèi) ? 2. 光驅(qū)的工作原理 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)。適合于數(shù)據(jù)、錄像存儲(chǔ)。 （ 4） DVD－ RW：可反復(fù)刻錄。錄像可在大多數(shù)普通 DVD影碟機(jī)上播放。同時(shí)，加大盤(pán)的數(shù)據(jù)記錄區(qū)域，使用盤(pán)片的兩個(gè)面來(lái)記錄數(shù)據(jù)，以及在一個(gè)面上制作好幾個(gè)記錄層，也是大大提高記錄容量的有效途徑。 CD的最小凹坑長(zhǎng)度為 ，道間距為，采用波長(zhǎng)為 780~790nm的紅外激光器讀取數(shù)據(jù)，而 DVD的最小凹坑長(zhǎng)度僅為 ，道間距為 ，采用波長(zhǎng)為 635~650nm的紅外激光器讀取數(shù)據(jù)。從表面上看， DVD盤(pán)與 CD/VCD盤(pán)也很相似，其直徑為80mm或 120mm，厚度為 。同樣，照射區(qū)溫度上升，矯頑力下降，在照射區(qū)形成的磁場(chǎng)使該區(qū)磁化，照射在磁化區(qū)的激光束反射光經(jīng)半反鏡、檢偏器到光檢測(cè)器上讀出信息。若用激光照射此介質(zhì)后，被照射處溫度上升，矯頑力下降，如果這時(shí)再對(duì)記錄介質(zhì)施以外加弱磁場(chǎng)。讀光束為未調(diào)制的連續(xù)波，經(jīng)光路系統(tǒng)后，也在記錄介質(zhì)上聚焦成小光點(diǎn)。這種介質(zhì)的吸光能力強(qiáng)、熔點(diǎn)較低，在激光束的照射下，其照射區(qū)域由于溫度升高而被熔化，在介質(zhì)膜張力的作用下，熔化部分被拉成一個(gè)凹坑，此凹坑可用來(lái)表示一位信息。 PCAV－局部恒定 角速度方式，是現(xiàn)在光驅(qū)讀取的一種最高級(jí)的讀盤(pán)方式，它把 CAV和 CLV兩種讀盤(pán)方式的優(yōu)點(diǎn)合二為一，根據(jù)不同情況使用 CLV和 CAV，使得光驅(qū)的讀取速度大大提高。 CD盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度在光盤(pán)的內(nèi)外區(qū)是不同的，而它的線速度是恒定的，就是光盤(pán)的光學(xué)讀出頭相對(duì)于盤(pán)片運(yùn)動(dòng)的線速度是恒定的，通常用恒定線速度（ Constant Linear Velocity， CLV）表示。以磁盤(pán)為例，磁盤(pán)存放數(shù)據(jù)的磁道是同心環(huán)，磁盤(pán)片轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是恒定的，通常用 CAV（ Constant Angular Velocity）表示，但在這一條磁道和另一條磁道上，磁頭相對(duì)于磁道的速度（稱(chēng)為線速度）是不同的。利用激光與介質(zhì)薄膜相作用，激光的熱和光效應(yīng)使介質(zhì)在晶體態(tài)、非晶態(tài)之間的可逆相變來(lái)實(shí)現(xiàn)反復(fù)擦寫(xiě)，但晶相轉(zhuǎn)變速度慢，存取時(shí)間長(zhǎng)。 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備 3）可擦寫(xiě)光盤(pán) 這種光盤(pán)不僅可多次讀，而且可多次寫(xiě) —— 信息寫(xiě)入后可以擦掉，并重寫(xiě)新的信息。為了降低 CDR綠盤(pán)和金盤(pán)的成本，三菱化學(xué)公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)出了一種金屬化的 AZO有機(jī)染料，并使用成本較低的銀作反射層材料。但金盤(pán)對(duì)刻錄機(jī)的寫(xiě)入激光功率要求較高，酞花青染料通常推薦的寫(xiě)入激光功率為 （ 177。 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備 （ 2）金盤(pán)。由于 CDR標(biāo)準(zhǔn)是基于花青染料的，根據(jù)記錄靈敏度、記錄閾值和反射率等記錄特性制定出的，所有的刻錄機(jī)均按照橙皮書(shū)規(guī)格進(jìn)行設(shè)計(jì)生產(chǎn)，因此綠盤(pán)對(duì)各種刻錄機(jī)的兼容性較強(qiáng)。它們主要區(qū)別在于使用了三種不同顏色的有機(jī)染料，從而呈現(xiàn)出不同的顏色。它的存儲(chǔ)密度比 CDROM小，適用于現(xiàn)場(chǎng)記錄數(shù)據(jù)，盤(pán)片和驅(qū)動(dòng)器價(jià)格較高。 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備 （ 7） LD激光視盤(pán)：鐳射影碟，圖像聲音以模擬方式存貯，未采用壓縮處理技術(shù)，正反面均有信息，可播放兩個(gè)小時(shí)，分辨率比 VCD要高，不能在計(jì)算機(jī)上播放。 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備 （ 4） CDI（交互式光盤(pán)）：與前兩種光盤(pán)不兼容，用于壓縮立體聲視頻信號(hào)是綠皮書(shū)（ Green Book）標(biāo)準(zhǔn)。是最早光盤(pán)標(biāo)準(zhǔn)，稱(chēng)紅皮書(shū) Red Book標(biāo)準(zhǔn)。目前這類(lèi)光盤(pán)的技術(shù)比較成熟，信息存儲(chǔ)密度比磁盤(pán)等介質(zhì)高得多，是國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上 CD產(chǎn)品的主流。磁光存儲(chǔ)技術(shù)是在光存儲(chǔ)技術(shù)基礎(chǔ)發(fā)展的，叫做第二代光存儲(chǔ)技術(shù)，其主要特點(diǎn)是可擦洗重寫(xiě)。 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備 光盤(pán)和光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器 ? 光盤(pán) ? 光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的種類(lèi)和基本原理 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備 光盤(pán) ? 1. 光盤(pán)概述 ? 2. 光盤(pán)存取原理 ? 3. DVD光盤(pán) 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備 1. 光盤(pán)概述 光盤(pán)存儲(chǔ)是從 20世紀(jì) 70年代發(fā)展起來(lái)的， 1972年荷蘭 Philips公司和美國(guó) MCA公司同時(shí)研制成功激光電視唱片（ VD），加上 1974年 ThomsonCSF和 Lenith公司研制成功的透射式激光電視唱片，后來(lái)統(tǒng)一成 PhilipsMCA激光電視唱片。 5）前置控制電路 前置電路控制磁頭感應(yīng)的信號(hào)、主軸電機(jī)調(diào)速、磁頭驅(qū)動(dòng)和伺服定位等，由于磁頭讀取的信號(hào)微弱，將放大電路密封在腔體內(nèi)可減少外來(lái)信號(hào)的干擾，提高操作指令的準(zhǔn)確性。硬盤(pán)盤(pán)片是完全平整的，簡(jiǎn)直可以當(dāng)鏡子使用。磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由電磁線圈電機(jī)、磁頭驅(qū)動(dòng)小車(chē)、防震動(dòng)裝置構(gòu)成，硬盤(pán)磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖 311所示。 4. 硬盤(pán)內(nèi)部物理結(jié)構(gòu) 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備 圖 310 硬盤(pán)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備 1）磁頭組件 這個(gè)組件是硬盤(pán)中最精密的部位之一，它由讀寫(xiě)磁頭、傳動(dòng)手臂、傳動(dòng)軸三部分組成。著陸區(qū)不用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，因此可避免磁頭在開(kāi)、關(guān)電源期間緊急降落時(shí)所造成數(shù)據(jù)的損失。 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備 3）每磁道扇區(qū)數(shù)（ Sector） 在硬盤(pán)中，磁道進(jìn)一步劃分為扇區(qū)，每一扇區(qū)是 512字節(jié)。 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備 2）柱面（ Cylinders） 硬盤(pán)通常由重疊的一組盤(pán)片（盤(pán)片最多為 14片，一般均在 1～ 10片之間）構(gòu)成，每個(gè)盤(pán)面都被劃分為數(shù)目相等的磁道，并從外緣的 “ 0”開(kāi)始編號(hào)，具有相同編號(hào)的磁道形成一個(gè)圓柱，稱(chēng)之為硬盤(pán)的柱面。 圖 39 磁表面存儲(chǔ)器讀寫(xiě)原理 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備 3. 硬盤(pán)結(jié)構(gòu)基本參數(shù) 清楚硬盤(pán)的基本參數(shù)，是了解硬盤(pán)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)?？梢愿鶕?jù)寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)電流的不同方向，使磁表面被磁化的極性方向不同，以區(qū)分記錄 “ 0”或 “ 1”。 跟軟盤(pán)一樣，硬盤(pán)中的磁道可進(jìn)一步劃分為扇區(qū)，每一扇區(qū)也是 512字節(jié)。 圖 38 移動(dòng)磁頭多盤(pán)片磁盤(pán) 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備 每個(gè)磁道分為若干扇區(qū)。當(dāng)接口電路接收到微機(jī)系統(tǒng)傳來(lái)的指令信號(hào)，通過(guò)前置放大控制電路，驅(qū)動(dòng)音圈電機(jī)發(fā)出磁信號(hào)，根據(jù)感應(yīng)阻值變化的磁頭對(duì)盤(pán)片數(shù)據(jù)信息進(jìn)行正確定位，并將接受后的數(shù)據(jù)信息解碼，通過(guò)放大控制電路傳輸?shù)浇涌陔娐?，反饋給主機(jī)系統(tǒng)完成指令操作。硬盤(pán)的內(nèi)部及外殼如圖 37所示。從技術(shù)發(fā)展看， Ultra160/mSCSI僅僅是硬盤(pán)接口發(fā)展道路上的一環(huán)， 200Mb的光纖技術(shù)也遠(yuǎn)未達(dá)到止境，未來(lái)的接口技術(shù)必將更為先進(jìn)。某些專(zhuān)門(mén)的存儲(chǔ)應(yīng)用領(lǐng)域，例如小型存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（ SAN）以及數(shù)碼視像應(yīng)用，往往需要高達(dá)每秒 200Mb的數(shù)據(jù)傳輸速率和強(qiáng)勁的聯(lián)網(wǎng)能力，光纖通道技術(shù)的推出正適應(yīng)了這一需求。 Ultra160/mSCSI也被引入硬盤(pán)界，對(duì)硬盤(pán)在高計(jì)算量應(yīng)用領(lǐng)域的性能擴(kuò)展大有益處，處理關(guān)鍵任務(wù)的服務(wù)器、圖形工作站、冗余磁盤(pán)陣列（ RAID）等設(shè)備將因此得到性能提升。希捷、 IBM等廠商都有自己的 SCSI硬盤(pán)系列產(chǎn)品，由于目標(biāo)市場(chǎng)不同，這些 SCSI硬盤(pán)的轉(zhuǎn)速、緩存大小等指標(biāo)要比同時(shí)期的IDE硬盤(pán)高得多。 《 計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)教程 》 冶金工業(yè)出版社 第 3章 存儲(chǔ)設(shè)備