第6章 外部存储设备

1 第 6 章 外部存储设备 微机的外部存储器主要包扩硬盘 软盘驱动器 光盘驱动器以及移动存储设备 硬盘 驱动器简称硬盘 是微机系统中最重要的外部存储设备 由于硬盘的存储容量极大 速度 在所有外部设备中是最快的 所以 操作系统及所有的应用软件等都存储在硬盘中 6 1 硬盘驱动器 硬盘驱动器的盘片是涂有金属氧化物的刚性金属盘片 所以称为硬盘 它与软盘最明 显的区别是 硬盘的生产过程是在无尘环境中进行的 盘片和磁头全部被密封在驱动器内 腔的金属盒子中 因此它的容量在出厂之前就已经固定了 1968 年 IBM 公司在美国加州坎贝尔市温彻斯特大街的研究所首次提出温彻斯特 Winchester 技术 探讨对硬盘进行技术改造 1973 年 IBM 公司制造出了第一台采用温 彻斯特技术的硬盘 此后硬盘的发展一直沿用这种技术 温彻斯特技术的特点是 在工作时 磁头悬浮在高速旋转的盘片上方 而不与盘片直 接接触 磁头沿盘片做径向移动 这也是现代绝大多数硬盘的工作原理 6 1 1 硬盘的工作原理和结构 硬盘基片一般是以钢或铝为主要成分的合金材料 在基片表面涂上磁性介质就形成了 磁盘 大多数硬盘中有 2 4 个盘片 在盘片的每一面上都有一个读写磁头 所有盘片相 同位置的磁道就构成了所谓的柱面 1 硬盘的工作原理 硬盘驱动器加电正常工作后 利用控制电路中的初始化模块进行初始化工作 此时磁 头置于盘片中心位置 初始化完成后 主轴电机启动并高速旋转 装载磁头的小车机构移 动 将浮动磁头置于盘片表面的 00 道 处于等待指令的启动状态 当主机下达存取盘片 的命令时 通过前置放大控制电路 发出驱动电机运动的信号 控制磁头定位机构移动磁 头 搜寻定位磁道扇区位置 进行数据读写 2 硬盘的外部结构 硬盘的外观如图 6 1 所示 在外部结构上可分为三大部分 1 接口 接口包括电源接口插座和数据接口插座两部分 其中电源接口插座与主机电源插头相 连接 数据接口插座则是硬盘数据与主板控制芯片之间进行数据传输交换的通道 通过数 据线与主板的 IDE 接口或 SATA 接口相连接 2 控制电路板 2 大多数硬盘控制电路板都采用贴片式焊接 它包括主轴调速电路 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 其中固化的程序 可进行硬盘的初始化 如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 硬盘控制电路板上有三个主要的芯片 主控制芯片 数据传输芯片 高速缓存芯片 主控制芯片负责硬盘数据读写指令等工作 数据传输芯片则是将硬盘磁头前置控制电路读 出的数据经过校正及变换后 通过数据接口传输到主机系统 高速缓存芯片是为了协调硬 盘与主机在数据处理速度上的差异而设置的 其容量一般为 2 16MB 图 6 1 硬盘的外观 左图为正面 右图为背面 3 固定面板 固定面板就是硬盘正面的面板 它与底板结合成一个密封的整体 保证了硬盘腔体内 的盘片 磁头和其它机构在绝对无尘的环境中稳定运行 在面板上贴有产品标签 标注硬 盘的品牌名 型号 序列号 生产日期以及硬盘容量等参数 除此之外 还有一个透气孔 它的作用是使硬盘内部气压与大气压保持一致 3 硬盘的内部结构 硬盘的内部结构主要包括盘片和主轴组件 浮动磁头组件 磁头驱动机构 前置控制 电路等几部分 其中磁头和盘片组件是构成硬盘的核心 它密封在硬盘的净化腔体内 硬 盘的内部结构如图 6 2 所示 3 图 6 2 硬盘的内部结构 1 盘片和主轴组件 盘片是硬盘存储数据的载体 盘片大多采用铝合金材料制成 这种铝合金比软盘载体 具有更高的存储密度 高剩磁和高矫顽力等优点 有些硬盘盘片是用玻璃或者不锈钢材料 制成的 这种盘片与铝合金盘片相比具有更好的稳定性和更大的容量 盘片组一般是由一 片或几片圆形盘片叠加而成 不同容量的硬盘盘片数是不同的 每个盘片有两个面 每个 面都记录数据 主轴组件包括轴承和驱动电机等 随着硬盘容量的扩大和读写速度的提高 主轴电机 的速度也在不断提升 导致了传统滚珠轴承电机磨损加剧 温度升高 噪声增大的弊病 对速度的提高带来了负面影响 采用液态轴承电机技术可以避免金属面的直接摩擦 使噪 声和温度降到最低 同时主轴电机的速度得到进一步提高 促进了超高速硬盘的发展 2 浮动磁头组件 磁头组件是硬盘中最精密的部件之一 它由读写磁头 传动手臂 传动轴三个部分组 成 它是用集成工艺制成的多个磁头的组合 它采用了非接触式头 盘结构 加电后磁头 在高速旋转的磁盘表面移动 磁头与盘片之间的间隙只有 0 1 0 3 m 这样可以获得较好 的数据传输率 较高的信噪比和数据传输的可靠性 现在的硬盘都采用了巨型磁阻磁头 GMR 这种磁头的读 写操作分别是由不同的磁头来完成的 可有效地提高硬盘的工作 效率 并使磁道密度进一步增加 3 磁头驱动机构 磁头驱动机构的作用是在硬盘寻道时移动磁头的 一般由电磁线圈电机 磁头驱动小 车 防震动装置组成 高精度的轻型磁头驱动机构能够对磁头进行精确的定位 并能在极 短的时间内定位到指定的磁道上 保证数据读写的可靠性 4 前置控制电路 前置控制电路的作用是控制磁头感应的信号 主轴电机调速 磁头驱动和伺服定位等 由于磁头读取的信号微弱 将放大电路密封在硬盘腔体内可减少外来信号的干扰 6 1 2 硬盘的主要技术指标 1 硬盘容量 硬盘容量是指硬盘能够存储数据的总量 通常以吉字节 GB 为单位 影响硬盘容量 大小的因素有单碟容量和盘片数量 硬盘单碟容量在飞速增加 目前已经超过 100GB 硬 盘总容量也超过了 1000GB 很快就会进入 TB 1000GB 时代 在硬盘使用过程中 我们会发现微机检测出的硬盘容量小于厂家标称的容量 这是由 于采用了不同的换算关系造成的 在微机中 1GB 1024MB 而硬盘生产厂家通常按 1GB 1000MB 来换算 2 转速 硬盘的转速是指带动盘片旋转的主轴电机的最高旋转速度 目前主流硬盘的转速一般 为 7200 转 分钟 高性能硬盘转速为 10000 转 分钟 最高的硬盘转速可达 15000 分钟 通常 转速越高 硬盘的数据传输率也越高 综合性能也越佳 但是由此也带来价格 的提高 以及发热量和噪声增大等问题 4 3 外部数据传输率 外部数据传输率也称为突发数据传输率 它是指从硬盘高速缓存到系统总线之间的传 输速度 这也就是硬盘接口定义的速度 IDE接口规定的最高数据传输率为 133MB s Ultra ATA 133标准 SATA接口硬盘的外部数据传输率为150MB s 而SCSI接口 硬盘的外部数据传输率可达160MB s 4 内部数据传输率 内部数据传输率也称为持续数据传输率 它是指从磁头到硬盘高速缓存之间的传输速 度 目前主流硬盘在容量 平均访问时间 转速等方面都相差不大 但在内部数据传输率 上的差别比较大 它的高低也会影响到系统的整体性能 硬盘的外部数据传输率高于其内 部传输率 硬盘的内部数据传输率只有外部数据传输率的 60 左右 5 数据缓存 Cache 数据缓存是指在硬盘内部的高速缓冲存储器 配置了Cache后 可大大提高硬盘读取 数据的速度 另一方面 将要写入硬盘的数据事先存放到Cache中 等到磁头空闲时再从 Cache写入盘片 所以 硬盘Cache对硬盘性能的提高起着很大的作用 硬盘Cache的容量 和速度直接关系到硬盘的数据传输率 目前主流硬盘的Cache容量为2 16MB不等 6 1 3 硬盘接口 硬盘接口是指硬盘与主机之间连接的通道 硬盘的接口方式直接决定硬盘的性能 目 前硬盘的接口主要有 EIDE 接口和 Serial ATA 接口两大类 此外 还有 SCSI 接口 IEEE1394 接口 USB 接口和 PC AC 光纤通道接口等 1 IDE 接口 IDE Integrated Drive Electronics 集成驱动电子接口 也称为 AT Bus 或 ATA Advanced Technology Attachment 接口 IDE 接口采用 40 线单组扁平电缆与硬盘连接 一个接口可连 2 个硬盘或光驱 最初的 数据传输率只有 1 25MB s 最大为 8 3MB s 所支持的硬盘容量最大为 528MB 该接口现 已被淘汰 2 EIDE 接口 EIDE Enhanced IDE 接口是一种增强型的 IDE 接口 又称 ATA 2 接口 是为取代 IDE 而开发的接口标准 EIDE 接口与 IDE 接口兼容 提供两个通道 IDE 0 和 IDE 1 每个通 道可连接两个 IDE 设备 最多可连接 4 台 IDE 设备 EIDE 接口与外部总线交换数据时 有 PIO 模式 DMA 或称 Fast ATA 模式和 Ultra DMA 模式三种控制数据流的工作放式 PIO 模式是 IDE 接口最早使用的模式 以 PIO 模式运行的 IDE 接口 数据传输率在 3 3MB s PIO mode 0 16 6MB s PIO mode 4 之间 该模式除了速度慢以外 最大弊端 是占用大量 CPU 资源 DMA 或称 Fast ATA 模式减少了 CPU 资源的占用 最高数据传输率可达 16 66MB s 由于 Ultra DMA 模式的出现和迅速普及 DMA 模式不久就被 Ultra DMA 模式所取代 Ultra DMA 模式除了具有 DMA 模式的优点外 还应用了 CRC Cyclic Redundancy 5 Check 循环冗余校验 码校验技术 加强了数据在传输过程中的纠错能力 提高了数据传 输的完整性和可靠性 同时 Ultra DMA 模式完全向下兼容旧模式 它包括 Ultra DMA 33 66 100 133 等接口标准 数据传输率分别为 33 66 100 133MB s 其数据传输率 最高达 133MB s 由于硬盘数据传输率的提高 在进行数据传输的过程中将会产生电磁干扰 因此为了 有效克服信号线之间的电磁干扰 从 Ultra DMA 66 接口开始 硬盘信号线在原来 40 线的 基础上又额外增加了 40 根地线 并且这 40 根地线与原来的 40 根线是交错排列的 其偶 数线为新增的地线 奇数线为原信号线 这样可以对实际传输的信号起到屏蔽作用 所以 从 Ultra DMA 66 开始 硬盘的信号线采用 80 线的扁平电缆线 并支持 CRC 纠错技术 为了确保现有的系统和驱动器的兼容性 Ultra DMA 66 及以后的 Ultra DMA 100 Ultra DMA 133 接口仍然保持了传统的 40 针连接器 符合 Ultra DMA 66 Ultra DMA 100 Ultra DMA 133 接口标准的电缆共有 3 个连接头 一般分别用蓝 色 灰色 黑色标记 灰色接头位于电缆线中间 在连接时 蓝色接头与主板的 IDE 接口 相连 黑色接头与主硬盘相连 灰色接头与从硬盘相连 一般情况下 3 个接头不可颠倒 使用 这一点和以前的硬盘信号线是不同的 3 Serial ATA 接口 Serial ATA SATA 接口 是由 Intel 公司牵头 联合 IBM APT Technologies Dell Maxtor Quantum Seagate 等公司于 2000 年推出的全新硬盘接口 标准 顾名思义 它是串行传输数据的接口 在同一时间点内只会有 1 位数据被传输 这 样可以减少接口的针脚数 克服了并行传输信号之间的电磁干扰 同时节省了机内空间 更有利于散热 Serial ATA 接口传输数据时只需要用一根 4 芯电缆与设备相连 用 4 个针 第 1 针为数据发送端 第 2 针为数据接收端 第 3 针为供电端 第 4 针为地线 就能完 成所有的数据交换工作 实际使用中 Serial ATA 接口硬盘使用 7 芯信号电缆线 15 芯 专用电源线 考虑到兼容性 Serial ATA 接口硬盘还提供 IDE 接口硬盘标准电源接口 EIDE 接口采用的是并行传输方式 如果有一台 EIDE 设备处于数据传输状态 其它 EIDE 设备只能闲置 处于等待状态 这属于点对面 主板对 EIDE 设备 的模式 而 Serial ATA 接口采用点对点的模式 一台微机连接两个硬盘时就没有主 从之分 所有 SATA 设备均为主设备 避免了用户设置主 从跳线的麻烦 此外 Serial ATA 接口不再 受单通道只能连接两个硬盘的限制 它可以同时连接多个硬盘 这一点是传统 EIDE 接口 无法与之相比的 同时它不但支持硬盘 还支持 CD ROM 等存储设备 Serial ATA 1 0 版中 规定数据传输速率为 150MB s 在 Serial ATA 2 0 版中 规 定数据传输速率为 300MB s 而且随着未来后续版本的推出 数据传输速率可允许提高到 1 5GB s 3 0GB s 和 5 0GB s 目前支持 Serial ATA 接口标准的硬盘和主板已经成为市 场主流 4 SCSI 接口 SCSI Small Computer System Interface 是小型计算机系统接口 最初是为小型计 算机研制的一种接口技术 现已被完全移植到微机上 它是一种总线型接口 适用于多任 务的操作系统 SCSI 接口具有比 EIDE 接口更快的速度和更低的 CPU 占用率 但价格较高 主要用于高档微机及服务器上 6 SCSI 接口的最大数据传输速率是 160MB s 硬盘转速为 10000 转 分钟 可支持最多 15 个设备 目前 SCSI 接口硬盘有 3 种规格 分别为 50 针 68 针和 80 针 可通过硬盘标 牌上的标记来识别 N W SCA 就是表示接口针数的 N Narrow 即窄口 50 针 W Wide 即宽口 68 针 SCA Single Connector Attachment 即单接头 80 针 其 中 80 针的 SCSI 硬盘支持热插拔 现在 SCSI 接口除了可以用于硬盘外 还可以用于 CD ROM 刻录机 磁带机 扫描仪 MO 和打印机等多种设备上 5 IEEE 1394 接口 IEEE 1394 接口属于外置接口 它同样需要主板芯片组的支持 并在主板上设有 IEEE 1394 接口插座 IEEE 1394 接口理论上数据传输率可达 400MB s 以上 但硬盘内部数据传 输率较低 距离理论值相差甚远 目前符合 IEEE 1394 接口的硬盘大多为带有 IEEE 1394 转接卡的 EIDE 接口硬盘 性能反而比使用 EIDE 接口要差 IEEE 1394 硬盘的最大优点是 移动性 支持即插即用 热插拔等操作 6 USB 接口 USB 接口与 IEEE 1394 接口类似 也属于外置接口 目前 USB 2 0 接口标准数据传输 速率可达 480MB s 速度已相当可观 USB 接口的硬盘实际上也是带有 USB 转接卡的 EIDE 硬盘 其实际性能远远低于 USB 2 0 接口提供的速率 从长远看 USB 接口硬盘和 IEEE 1394 接口硬盘将成为可移动存储器的发展方向 7 RAID 技术 RAID Redundant Array of Inexpensive Disks 廉价冗余磁盘阵列 技术简称为磁盘 阵列 是将多个磁盘按照某种逻辑方式组织起来 作为逻辑上的一个磁盘来使用 一般情 况下 组成的逻辑磁盘的容量要略小于各个磁盘容量的总和 RAID 技术的具体实现需要通 过硬件和软件的支持 从 Windows NT 2000 及以后的操作系统都提供了支持 RAID 功能 RAID 技术的优点是数据传输速率高 数据安全性强 可以提供容错功能和更大的存储 空间 RAID 技术目前已经从服务器向普通微机下移 现在有很多主板芯片组以及主板 BIOS 均支持 RAID0 RAID1 RAID5 和 RAID10 四种磁盘阵列模式 并安装了 RAID 接口 6 2 软盘驱动器 软盘驱动器简称软驱 微机上使用的软盘片一般都是 3 5 英寸 1 44MB 规格 软盘驱 动器是对软盘片进行读写的装置 是集机 电 光 磁为一体的精密设备 从外部结构来 看 它由壳体 面板 数据信号接口和电源接口等部分组成 面板在软驱的前面 上面有 插入软盘的活动门 退盘按钮和工作指示灯 软驱的后面是一个 4 芯的电源插座和一个 34 芯 D 型数据接口插座 软驱的外观如图 6 3 所示 软盘驱动器从功能结构上来看 主要由主轴驱动系统 磁头定位系统 状态检测系统 和读写系统几部分组成 软驱工作时 盘片夹紧机构把软盘压紧在主轴上 主轴电机拖动 软盘旋转 使盘片与主轴电机做同步旋转运动 同时磁头定位机构将磁头迅速 准确地送 到需要读写的磁道上 在读写电路的作用下进行读写操作 7 十几年来 3 5英寸1 44MB软驱一直是微机必备的外部存储设备 但面对日益庞大的 多媒体文件 容量小 速度慢的软驱显示出很大的局限性 同时软盘也存在着极易损坏的 致命弱点 越来越不适应微机发展的需要 相对于硬盘来说 软驱的技术发展非常缓慢 多年来始终没有重大突破 几年前大容 量的软盘和软驱就已经出现 刚出现时曾经一度很引人关注 但由于技术和成本等原因 加上其它存储技术的竞争 大容量软盘和软驱不但没有流行起来 反而渐渐被人们淡忘 随着存储技术的不断发展 传统的 3 5 英寸 1 44MB 软驱和软盘已逐渐被即插即用的移动 存储器 U 盘和移动硬盘 所取代 图 6 3 软盘驱动器 6 3 光盘驱动器 由于多媒体技术的兴起 人们需要交流的软件容量越来越大 使用类似软盘的可移动 存储介质显然不能满足要求 在这种情况下 光盘存储介质作为一种新型的微机信息存储 介质应运而生 光盘驱动器作为微机的外部存储设备也得到了相应的发展 现在光盘驱动 器已成为微机不可缺少的重要设备 光盘驱动器简称光驱 按读写方式分为只读光驱和可读写光驱两种类型 只读光驱按 所使用盘片的不同又可分为 CD ROM 和 DVD ROM 两种类型 而可读写光驱又称为刻录机 可分为 CD R RW 和 DVD R RW 6 3 1 CD ROM 光驱 CD ROM Compact Disc Read Only Memory 是一种只读光盘驱动器 它是利用 激光原理 把微机的数字信号调制到极细 的激光束里 再把这种信号记录在用特殊 材料制成的盘片上 这种记录与写盘的操 作是在专用的机器和设备上完成的 CD ROM 光盘的存储容量为 650MB 其存储的信 息可保存 60 100 年 CD ROM 光驱的外观 图 6 4 CD ROM 光驱 8 如图 6 4 所示 1 光盘存储技术 1 光盘的物理结构 光盘为圆盘 盘片厚度为 1 2mm 盘片外沿直径为 120mm 中间隔有一个直径为 15mm 的圆孔 光盘的衬底是用聚碳酸酯材料压制出的 表示信息的凹坑压在透明衬底上 中间 层是铝 或其它合金 制成的一种很薄的反衬金属层 目的是提高盘片对激光的反射率 顶层是涂漆的保护层 可以在上面印刷光盘的 标签等信息 光盘上数据的存储方式与硬 盘不同 它没有簇的概念 是按轨道的方式存储数据的 硬盘的磁道是一组同心圆 而光 盘的光道是一条从中心开始的渐开线 如果把这条线展开的话 它是一根完整的线 总长 约 5km 左右 光道宽度为 0 6 m 光道间距为 1 6 m 在 CD ROM 光盘上 信息是以数字 形式存入的 以 Pin 凹面 和 Land 平面 的形式编码存储在光道上 凹坑深度 约为 0 12 m 光道上排列着这些被激光刻出的凹坑 2 光盘的逻辑结构 在 ISO9660 标准下 单张 CD ROM 光盘被定义为一个 卷 如果一个应用程序或大文 件不能被一张光盘装下 它可以扩充到任意多张光盘上去 包含了整个文件系统的光盘集 合称为 卷集 一条光道分为三个区 导入区 信息区和导出区 用户的信息存放信息 区中 如同磁盘的磁道被划分为扇区一样 光盘的光道也被划分为扇区 每扇区的大小为 2N 11字节 一般 N 取 0 因此每扇区为 2048 个字节 理论上 N 可以取任何整数 这是给标 准留出余地 以便于以后修改物理格式标准 3 光盘的数据记录方式 CD ROM 空白光盘在强调制激光束照射下 使介质表面的微小区域温度升高 聚碳酸酯 材料受热挥发从而产生凹坑 凹坑与非凹坑跳变边沿表示 1 凹坑与非凹坑平坦部分均表 示 0 光盘在播放时 弱激光束聚焦在光道上 光被反射 平滑的地方反射的光要比凹陷 边沿反射的光强得多 因此容易区别 0 和 1 激光把信息以凹凸形式记录下来 制成原版 光盘 利用原版光盘制成模具 就可以通过压制来大量复制商品光盘 2 CD ROM 光驱的基本组成与工作原理 CD ROM 光驱一般由激光头组件 机械传动组件 数字信号处理系统及接口 面板控制 系统等几部分组成 1 激光头组件 激光头组件是光驱的心脏 也是最精密的部分 它主要负责数据的读取工作 主要包 括激光发生器 又称激光二极管 半反光棱镜 物镜 透镜以及发光二极管等 当激光 头读取盘片上的数据时 从激光发生器发出的激光透过半反光棱镜汇聚在物镜上 物镜将 激光聚焦成为极其细小的光点并射到光盘上 此时 光盘背面的金属反射层就会将发射过 来的光线反射回去 透过物镜再发射到半反光棱镜上 由于棱镜是半反光结构 因此不会 让光束穿透它并回到激光发生器上 而是经过反射穿过透镜到达发光二极管 由于反射光 的强度不同 就形成了 0 和 1 排列的数据 2 机械传动组件 机械传动组件主要由主轴旋转机构 托盘控制机构 平衡机构等组成 主轴旋转机构 9 的核心部件是电机 它的作用是带动光盘在光驱中按照一定规律高速旋转 3 数字信号处理系统及接口 数字信号处理系统和输出接口的作用是将激光头组件所读取的 0 和 1 信号根据具体的 输出接口转换成可以输出的连续数据流 并通过输出接口传送给主机 光驱中一般还有音 频解码单元 主要用于还原 CD 模拟音频信号 光驱有独立的 CD 播放能力 从耳机插口或 模拟音频信号输出接口输出的信号可以直接经过功率放大器推动扬声器 由于播放 CD 不 是光驱的主要功能 所以一般光驱的 CD 音频解码单元比较简单 音质也较差 4 面板控制系统 面板控制系统的主要作用是控制光盘托盘的进出 通过面板指示灯动态指示光驱的运 行状态 通过面板上的播放键与音量旋钮 或键 对光盘播放进行控制 3 CD ROM 光驱的性能指标 1 平均数据传输率 平均数据传输率是 CD ROM 光驱连续读取大量数据的速度 它是 CD ROM 光驱的一项最 基本的技术指标 第一代标准中规定 每秒读取 75 个扇区 一个扇区为 2048 字节 每秒 钟读取数据的容量为 75 2048 153600B s 150KB s 当时国际电子工业联合会将此传输 率定为单速 以后生产的光驱在数据传输速率上和单速标准是成倍率的关系 为此 陆续 推出了倍速 四倍速和八倍速等 光驱的速度越来越高 目前已经超过 50 倍速 2 平均查找时间 又称为平均读取时间 是衡量 CD ROM 光驱优劣的另一个重要指标 是指光驱接到读 盘命令后 移动光头到指定位置并把第一个数据块读入高速缓存这个过程所花费的时间 早期单速 倍速光驱的平均查找时间一般在 300ms 以上 经过多年的发展 目前主流光驱 的平均查找时间已降到 100ms 以下 3 高速缓存 高速缓存是 CD ROM 光驱内的存储区 从光盘上读出的数据先存放在高速缓存中 然 后再以很高的速度传送到主机 这样可以有效地减少读盘的次数 提高数据传输率 同时 也减少了 CPU 的占用时间 微机要求光驱最少要有 128KB 的高速缓存 现在的光驱一般都 有 2MB 以上的高速缓存 4 容错性 容错性就是所谓的纠错能力 是指 CD ROM 光驱正确读取光盘数据的能力 由于设计 原因 有的光盘驱动器只能对质量非常高的光盘进行读取操作 遇有轻微缺陷或划伤的光 盘就无法读出数据 甚至造成死机 因此挑选容错性较好的光盘驱动器是明智的选择 5 数据读取方式 CD ROM 光驱有下列 3 种数据读取的方式 恒定线速度 CLV Constant Linear Velocity CLV 是 16 倍速以下光驱采取的数据读取方式 特点是为了保证速度一致 无论是读取 光盘内圈还是外圈上的数据 都使其读过的弧线等长 即以恒定的线速度读取 由于光盘采用连续螺旋轨道来存放数据 为了保持线速度的恒定 必须在读取内圈上 的数据时增加转速 而在读取外圈上的数据时适当放慢转速 它的优点是读取内外圈上数 据的速度差异相当小 基本都可以达到光驱所标称的数据传输率 10 恒定角速度 CAV Constant Angular Velocity CAV 是 16 倍速以上光驱采取的数据读取方式 特点是无论读取外圈还是内圈的数据 主轴电机都以恒定转速工作 这样免除了复杂电机的速度控制 提高了主轴电机的使用寿 命 同时也有效地提高了外圈的数据传输率 改善了随机读取时间 其弊端是在读取光盘 内圈数据时 由于主轴电机转速不变导致数据传输率迅速下降 目前所说的光驱速度就是 指最外圈的读取速度 局部恒定角速度 PCAV Partial Constant Angular Velocity 这是一种新型的读盘方式 是目前普遍采用的技术 它把 CAV 和 CLV 方式结合起来 当读取内圈数据时 采用 CAV 方式 旋转速度保持不变 这样可大幅度增加数据传输率 当读取外圈数据时 采用 CLV 方式 适当增加转速 采用 PCAV 方式 可提高光驱的传输 特性 基本上能实现标称的倍速值 这种读取方式大多用于 32 倍速以上的光驱 6 数据接口 目前光驱与主板的连接方式主要采用 EIDE 接口方式和 SCSI 接口方式 采用 SCSI 接 口的光驱必须用专门的 SCSI 接口卡与主板相连接 其速度快 数据传输率高 但价格也 较高 主要用于工作站 服务器等高档微机上 采用 IDE 接口的光驱是最常见也是应用最 广泛的光驱 它和硬盘使用的接口相同 可以直接连接在主机的 IDE 接口上 安装方便 数据传输率也能满足一般多媒体应用的需要 6 3 2 DVD 光驱 DVD Digital Video Disk 是指 数字视频光盘 它利用 MPEGII 压缩技 术来储存影像信息 具有大容量 高画 质 高音质 高兼容 高可靠性和具有 导航功能等特点 DVD 集计算机技术 光学记录技术和影视技术为一体 其目 的是为了满足人们对大存储容量 高性 能存储器的需求 主要用于存储多媒体软件和影视节目 DVD 光盘记录信息的原理与 CD ROM 完全一样 只是光道间距比 CD 盘小一半以上 激 光头采用的是红色半导体激光器 比 CD ROM 激光波长要短 未来的 DVD 驱动器还将采用 波长更短的蓝色半导体激光器 只读形式的 DVD 光盘的格式共分为三种 DVD ROM DVD Video 和 DVD Audio 分别是只读数据盘 DVD 影碟和 DVD 音乐 DVD 光盘可以分为单面单 层 单面双层 双面单层 双面双层四种物理结构 其容量分别为 4 7GB DVD 5 8 5GB DVD 9 9 4GB DVD 10 17GB DVD 18 DVD 光盘对应的驱动器为 DVD 光驱 如图 6 4 所示 6 3 3 CD R RW 光驱 CD R RW 是指可读写光盘 其对应 的驱动器就是具有可读写功能的光驱 又称为刻录机 如图 6 5 所示 可读 写光驱的容量 性能和所用盘片都和 CD ROM 相近 可读写光驱一般用作保 图 6 4 DVD ROM 光驱 图 6 5 刻录机 11 存数据的工具 但可读写光驱具有其它存储设备所没有的优势 那就是可读写光驱使用的 光盘经过写入数据后 可以在普通的 CD ROM 光驱上使用 CD R 光驱的特点是可对 CD R 光盘进行一次性写入数据 写完后的 CD R 光盘便无法再 被改写或重写 因此 CD R 光盘被写入后就成为普通的 CD ROM 光盘 它可以在 CD ROM 驱 动器和 CD R 驱动器中永久性地被读取 CD R 光盘的最大优点是记录成本低 而且使用寿 命很长 因此 CD R 正逐渐成为数据存储的主流产品 在数据备份 数据交换 数据库开 发 档案存储和多媒体演示 软件出版等领域得到了广泛的应用 CD RW 光驱的特点是可对 CD RW 光盘进行多次擦除 重写数据 但所用 CD RW 盘片与 一次性的 CD R 盘片不同 价格是 CD R