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1、第十章第十章 磁盘与光盘接口磁盘与光盘接口2011/10 2011/10 东北大学计算机东北大学计算机系统研究所系统研究所第一章第一章 磁盘与光盘接口磁盘与光盘接口10.1 软盘及其接口软盘及其接口10.2 硬盘及其接口接口硬盘及其接口接口10.3 光盘及其接口光盘及其接口习习 题题软盘的结构软盘的结构读写槽读写槽：裸露的盘片，在盘片转动时，读写裸露的盘片，在盘片转动时，读写头可与其接触，从而可将信息写入磁盘或从头可与其接触，从而可将信息写入磁盘或从磁盘上读出磁盘上读出。索引孔索引孔：用于读写磁盘信息时定位用于读写磁盘信息时定位。写保护写保护：用于禁止用于禁止CPU对磁盘的读写对磁盘的读写。1
2、0.1 10.1 软盘及其接口软盘及其接口软盘的结构软盘的结构（续）（续）磁道和扇区磁道和扇区：新磁盘在使用时必须首先将其新磁盘在使用时必须首先将其格式化格式化。即划分磁道和扇区。如图。即划分磁道和扇区。如图10-110-1（b b）所示。如一般的软盘每面有所示。如一般的软盘每面有8080个磁道，每道个磁道，每道有有1818个扇区，每个扇区有个扇区，每个扇区有512B512B，即即512*18*80*2=1440KB512*18*80*2=1440KB。10.1 10.1 软盘及其接口软盘及其接口软盘数据的记录格式软盘数据的记录格式- -调频编码方式（调频编码方式（FM，MFM）时钟数据101
3、1001FMMFM10.1 10.1 软盘及其接口软盘及其接口软盘数据的记录格式软盘数据的记录格式- -调频编码调频编码方式（方式（MFM、RLL）时钟时钟数据数据MFM10110010RLL000 000100 10 0100 010 100100 0010 00100100 11 1000 011 001000 0011 00001000 010010000010010010.1 10.1 软盘及其接口软盘及其接口软盘数据的记录格式软盘数据的记录格式- -磁道格式磁道格式索引脉冲索引脉冲32GAP1SYNCAM1CHRNCRCGAP2SYNCAM2DATACRCGAP3SYNCGAP4磁道
4、磁道扇区扇区1231422212315122844EH 00HA1HFEH4EH 00HA1HFBH4EH4EH29610.1 10.1 软盘及其接口软盘及其接口软盘接口软盘接口FDC缓冲器输出控制DREQ2IRQ6ISA总线时钟写预补偿软驱数据锁相分离电路译码电路34线扁平电缆DB0710.1 10.1 软盘及其接口软盘及其接口步进脉冲移动方向磁头选择写允许索引脉冲写保护0磁道第十章第十章 磁盘与光盘接口磁盘与光盘接口10.2 硬盘及其接口接口硬盘及其接口接口10.1 软盘及其接口软盘及其接口10.3 光盘及其接口光盘及其接口习习 题题硬盘的基本结构硬盘的基本结构10.2 10.2 硬硬盘及
5、其接口盘及其接口硬盘的基本结构硬盘的基本结构10.2 10.2 硬硬盘及其接口盘及其接口IDEIDE是在是在ST506ST506的基础上改进而成的的基础上改进而成的, ,它的最大特点是把控制器它的最大特点是把控制器集成到驱动器内。因此在硬盘适配卡中集成到驱动器内。因此在硬盘适配卡中, ,不再有控制器这一部不再有控制器这一部分了。这样做的最大好处是可以消除驱动器和控制器之间的分了。这样做的最大好处是可以消除驱动器和控制器之间的数据丢失问题数据丢失问题, ,使数据传输十分可靠。这就可以提高每磁道的使数据传输十分可靠。这就可以提高每磁道的扇区数到扇区数到3030以上以上, ,从而增大容量。由于控制器
6、电路并入驱动器从而增大容量。由于控制器电路并入驱动器内内, ,因此从驱动器中引出的信号线已不是控制器和驱动器之间因此从驱动器中引出的信号线已不是控制器和驱动器之间的接口信号线的接口信号线, ,而是通过简单处理后可与主系统连接的接口信而是通过简单处理后可与主系统连接的接口信号线号线, ,由此可见由此可见,IDE,IDE实际上是系统级的接口实际上是系统级的接口, ,而而ST506ST506、ESDIESDI属属于设备级接口。因此于设备级接口。因此, ,在有的资料上也称在有的资料上也称IDEIDE为为ATAATA接口接口(AT-(AT-Attachment:ATAttachment:AT嵌入式接口嵌
7、入式接口) )。 硬盘的接口硬盘的接口- - IDE接口（接口（ATA接口）接口）10. 2 10. 2 硬硬盘及其接口盘及其接口硬盘的接口硬盘的接口- - IDE接口（接口（ATA接口）接口）10. 2 10. 2 硬硬盘及其接口盘及其接口（1 1）数据传输速率限制在）数据传输速率限制在4MB/s4MB/s；（2 2）一个一个IDEIDE接口只能接接口只能接2 2个硬盘驱动器（因为个硬盘驱动器（因为BIOSBIOS预留给硬盘的预留给硬盘的1F01F01F7H、3F6H、3F7H端口，端口，限制了所接硬盘的数量限制了所接硬盘的数量；（3 3）硬盘容量的限制：）硬盘容量的限制： BIOBIO中中
8、: : C= C=10241024,H=,H=256256,S=,S=6363; ; ATAATA接口：接口：C=C=64K64K,H=,H=1616,S=,S=6363; ; 最大容量为：最大容量为：1024*63*16*512=1024*63*16*512=504MB(528MB)504MB(528MB)10.2 10.2 硬硬盘及其接口盘及其接口硬盘的接口硬盘的接口- - IDE接口（接口（ATA接口）接口）* *硬盘容量的限制：硬盘容量的限制：2.1GB2.1GB限制限制为了解决为了解决“528MB528MB限制限制”，不同的，不同的BIOSBIOS生产商使用不同的方法。其中一个就生产
9、商使用不同的方法。其中一个就是将是将INT13INT13的磁头寄存器的高的磁头寄存器的高2 2位保留给柱面数的位保留给柱面数的1111、1212位使用。这样，最大的磁位使用。这样，最大的磁头数就是头数就是6464（2 2的六次方）。但是一般的操作系统不使用这种转换方法，它认为磁的六次方）。但是一般的操作系统不使用这种转换方法，它认为磁头寄存器的所有位数只记录磁头数。比如，为了正确地转换柱面数为头寄存器的所有位数只记录磁头数。比如，为了正确地转换柱面数为4,0964,096、磁头、磁头数为数为3232的硬盘，就需要操作系统把柱面数除以的硬盘，就需要操作系统把柱面数除以4 4（10241024个逻
10、辑柱面数），磁头数乘个逻辑柱面数），磁头数乘以以4 4（128128个逻辑磁头数）。可因为上述的个逻辑磁头数）。可因为上述的BIOSBIOS使用磁头数寄存器的高使用磁头数寄存器的高2 2位记录柱面位记录柱面数，所以就没法存储数，所以就没法存储128128的磁头数。有这种的磁头数。有这种BIOSBIOS的机器在使用大于的机器在使用大于2.1G2.1G的硬盘时，的硬盘时，可能会在加电自检时执行硬盘确认命令并在试图设置可能会在加电自检时执行硬盘确认命令并在试图设置CHSCHS值时死机。值时死机。2.1GB2.1GB限制问题更多是由操作系统引起。长期以来限制问题更多是由操作系统引起。长期以来DOSDO
11、S操作系统的文件分配表操作系统的文件分配表(FAT)(FAT)处理存储空间是以簇为单位的，它处理一簇的最大长度是处理存储空间是以簇为单位的，它处理一簇的最大长度是32,76832,768字节，最多字节，最多能处理能处理65,53665,536个簇，如果将两个数字相乘，就会得到个簇，如果将两个数字相乘，就会得到DOSDOS的最大分区界限值是的最大分区界限值是2,147,483,6482,147,483,648字节字节=2.1G=2.1G。所以在使用所以在使用DOSDOS操作系统的机器上，一个分区的大小无操作系统的机器上，一个分区的大小无法超过法超过2.1G2.1G。10.2 10.2 硬硬盘及其
12、接口盘及其接口硬盘的接口硬盘的接口- - IDE接口（接口（ATA接口）接口）硬盘的接口硬盘的接口- - EIDE接口（ATA-2、3） * *支持符合支持符合ATAPIATAPI接口接口(AT(ATAttachment Attachment PacketPacketInterface)Interface)标准的磁带驱动器和标准的磁带驱动器和CD-CD-ROMROM驱动器。因在谈到驱动器。因在谈到IDEIDE连接的对象时连接的对象时, ,只能说只能说硬盘硬盘, ,而谈到而谈到EIDEEIDE连接的对象时就可笼统地说连接的对象时就可笼统地说EIDEEIDE设备。设备。 10.2 10.2 硬硬盘
13、及其接口盘及其接口硬盘的接口硬盘的接口- - EIDE接口（ATA-2、3） * *可连接更多的外设可连接更多的外设, ,最多可连接四台最多可连接四台EIDEEIDE设备。设备。原有原有IDEIDE只提供一个只提供一个IDEIDE插座插座, ,最多只能挂接两个硬盘。最多只能挂接两个硬盘。EIDEEIDE提供了两个接口插座提供了两个接口插座, ,分别称为第一分别称为第一IDE IDE (Primary)(Primary)接口插座和第二接口插座和第二IDE(Secondary)IDE(Secondary)接口插座。接口插座。每个插座又可连接两个设备每个插座又可连接两个设备, ,分别称为主分别称为主
14、(Master)(Master)和和从从(Slave)(Slave)设备。因此一共可连接四台设备。设备。因此一共可连接四台设备。10.2 10.2 硬硬盘及其接口盘及其接口* *第一第一IDEIDE接口也称为主通道接口也称为主通道, ,它通常与高速的局部总线它通常与高速的局部总线相连相连, ,用于挂接硬盘等高速的主用于挂接硬盘等高速的主IDEIDE设备设备(Primary(PrimaryIDE IDE Device)Device)。第二第二IDEIDE接口称为辅通道接口称为辅通道, ,一般与一般与ISAISA总线相连总线相连, ,可挂接可挂接CD-ROMCD-ROM或磁带机等辅或磁带机等辅ID
15、EIDE设备设备(Secondary (Secondary IDEIDEDevice)-Device)-针对针对486486。在在BIOSBIOS设置中设置中, ,要求用户对要求用户对Secondary IDE DeviceSecondary IDE Device的数量、主从设备的工作模式进的数量、主从设备的工作模式进行设置。行设置。10.2 10.2 硬硬盘及其接口盘及其接口硬盘的接口硬盘的接口- - EIDE接口接口（ATA-2、3）* *更高的传输速率更高的传输速率。EIDEEIDE支持硬盘标准组织支持硬盘标准组织SFFCSFFC(Small (Small Form Factor For
16、m Factor CommiteeCommitee) )在在19931993年制定的宿主传输标准年制定的宿主传输标准, ,如如PIO (ProgrammedPIO (ProgrammedInput/Output)Mode 3Input/Output)Mode 3以及以及PIO PIO Mode 4,Mode 4,其突发数据传输率可达其突发数据传输率可达11.1MB/s11.1MB/s和和16.6MB/s16.6MB/s；也也支持支持MultiwordMultiwordMode 1 DMAMode 1 DMA以及以及Multiword Mode Multiword Mode 2 2DMA,DMA
17、,其突发数据传输率为其突发数据传输率为13.3MB/s13.3MB/s和和16.6MB/s16.6MB/s。通常通常把支持把支持PIO Mode 3PIO Mode 3或或Multiword ModeMultiword Mode1 DMA1 DMA的系统和硬的系统和硬盘称为盘称为Fast ATA,Fast ATA,而把支持而把支持PIO Mode 4PIO Mode 4或或Multiword Mode Multiword Mode 2 DMA2 DMA的系统和硬盘称为的系统和硬盘称为FastFastATA-2ATA-2。 10.2 10.2 硬硬盘及其接口盘及其接口硬盘的接口硬盘的接口- -
18、EIDE接口接口（ATA-2、3）* *在在ATA-2ATA-2标准推出之后，标准推出之后，SFFCSFFC又推出了又推出了ATA-3ATA-3标准。标准。ATA-3ATA-3标准的主要特点是提高标准的主要特点是提高ATA-2ATA-2的安全性和可靠性。的安全性和可靠性。ATA-3ATA-3本本身并没有定义更高的传输模式。身并没有定义更高的传输模式。SFFCSFFC将推出将推出ATA-4ATA-4标准，标准，该标准将集成该标准将集成ATA-3ATA-3和和ATAPIATAPI并且支持更高的传输模式。在并且支持更高的传输模式。在ATA-4ATA-4标准没有正式推出之前，作为一个过渡性的标准标准没
19、有正式推出之前，作为一个过渡性的标准,Quantum,Quantum和和IntelIntel推出了推出了UltraUltraATA(Ultra DMA)ATA(Ultra DMA)标准。标准。 10.2 10.2 硬硬盘及其接口盘及其接口硬盘的接口硬盘的接口- - EIDE接口接口（ATA-2、3）*Ultra*UltraDMA33(DMA33(简称简称UDMA33)UDMA33)，也有人把它称为也有人把它称为ATA-3 ATA-3 ，其突发数据传输率理论上可从其突发数据传输率理论上可从16.6MB/s16.6MB/s提高到提高到33MB/s33MB/s。Ultra DMA66Ultra DM
20、A66其突发数据传输率其突发数据传输率理论上可达理论上可达66.6MB/s66.6MB/s。改用改用80pin80pin的排线的排线( (保留了保留了与现有的电脑兼容的与现有的电脑兼容的40pin40pin排线，增加了排线，增加了4040条地条地线线) )，以保证在高速数据传输中降低相邻信号线，以保证在高速数据传输中降低相邻信号线间的干扰。间的干扰。 Ultra DMA100/133Ultra DMA100/13310.2 10.2 硬硬盘及其接口盘及其接口硬盘的接口硬盘的接口- - EIDE接口接口（ATA-2、3）（1 1）方式方式0 0：NormalNormal方式，同方式，同IDEID
21、E； 在此方式下对硬盘访问时在此方式下对硬盘访问时,BIOS,BIOS和和IDEIDE控制器控制器对参数不作任何转换。在普通模式下支持的最大对参数不作任何转换。在普通模式下支持的最大柱面数为柱面数为1024,1024,最大磁头数为最大磁头数为16,16,最大扇区数为最大扇区数为63,63,每扇区字节数为每扇区字节数为512512。因此支持最大硬盘容量为。因此支持最大硬盘容量为:512:512636316161024=528MB1024=528MB。 10.2 10.2 硬硬盘及其接口盘及其接口硬盘的接口硬盘的接口- - EIDE接口接口（ATA-2、3）（2 2）方式方式1 1：LBALBA（
22、Logical Block AddressingLogical Block Addressing）方式方式在在LBALBA模式下模式下, ,设置的柱面、磁头、扇区等参数并不是设置的柱面、磁头、扇区等参数并不是硬盘实际的物理参数。硬盘实际的物理参数。将原来的将原来的2828位看成是一个表示地址位看成是一个表示地址的数，的数， BIOSBIOS程序将其转换成符合程序将其转换成符合INT13INT13要求的要求的CHSCHS，因此因此最大容量为：最大容量为： 2 28*512=128GB 2 28*512=128GB。 但但旧版旧版BIOSBIOS使用使用10bit10bit表示柱面数，表示柱面数，
23、8bit8bit表示磁头数，表示磁头数，6bit6bit表示扇区数，因此最多可以支持表示扇区数，因此最多可以支持8.4GB8.4GB的容量的容量（51251263632552551024=8.4GB1024=8.4GB）。）。10.2 10.2 硬硬盘及其接口盘及其接口硬盘的接口硬盘的接口- - EIDE接口接口（ATA-2、3）（3 3）方式方式2 2：Large CHSLarge CHS方式方式 当硬盘的柱面超过当硬盘的柱面超过10241024而又不为而又不为LBALBA支持时可采用此种模式。支持时可采用此种模式。LARGELARGE模式采取的方模式采取的方法是把柱面数除以法是把柱面数除以
24、2,2,把磁头数乘以把磁头数乘以2,2,其结果总容量不变。其结果总容量不变。例如例如, ,在在NORMALNORMAL模式下柱面数为模式下柱面数为1220,1220,磁头数为磁头数为16,16,进入进入LARGELARGE模式则柱面数为模式则柱面数为610,610,磁头数磁头数3232。这样在。这样在DOSDOS看来柱面看来柱面数小于数小于1024,1024,即可正常工作。相反的转换进程由即可正常工作。相反的转换进程由BIOSBIOS的的INTINT13H13H完成完成, ,以便取得正确的硬盘地址。以便取得正确的硬盘地址。LARGELARGE模式支持模式支持的最大硬盘容量为的最大硬盘容量为:5
25、12:51263633232512=528MB512=528MB 10.2 10.2 硬硬盘及其接口盘及其接口硬盘的接口硬盘的接口- - EIDE接口接口（ATA-2、3） 操作系统操作系统或特殊的应用程序可绕过操作系统，通过或特殊的应用程序可绕过操作系统，通过INT13调用调用BIOS中的硬盘服务程序，再将该请求转换成硬盘的中的硬盘服务程序，再将该请求转换成硬盘的ATA接口接口请求，然后存取硬盘上的数据。请求，然后存取硬盘上的数据。 访问硬盘要通过地址（访问硬盘要通过地址（CHS：柱面号，磁头号，扇区号；柱面号，磁头号，扇区号；LBA：逻辑块地址）逻辑块地址） BIOS BIOS中中: :C
26、=C=10241024,H=256,S=,H=256,S=6363;ATA;ATA接口：接口：C=64K,H=C=64K,H=1616,S=63;,S=63;最大容量为：最大容量为：1024*63*16*512=504M1024*63*16*512=504M直接访问硬盘操作系统BIOS硬盘服务程序ATA硬盘接口应用程序10.2 10.2 硬硬盘及其接口盘及其接口硬盘的接口硬盘的接口- -限制硬盘容量的因素限制硬盘容量的因素* *操作系统对硬盘容量的限制操作系统对硬盘容量的限制 取决于是否支持扩展的取决于是否支持扩展的int13int13，是则支持大于是则支持大于8.4GB8.4GB，否否则不支
27、持。所以：则不支持。所以：DOS6.22DOS6.22以下版本、以下版本、Winows3.5Winows3.5、NetWare4.0NetWare4.0以下均不支持，以下均不支持，Winows98Winows98以上、以上、NetWare4.12NetWare4.12以以上支持。上支持。 有时还需考虑文件分区表，有时还需考虑文件分区表，(FAT)(FAT)处理存储空间是以簇处理存储空间是以簇为单位的，一簇的最大长度是为单位的，一簇的最大长度是32,76832,768字节，最多能处理字节，最多能处理65,53665,536个簇，如果将两个数字相乘，就会得到个簇，如果将两个数字相乘，就会得到DOS
28、DOS的最大分的最大分区界限值是区界限值是2,147,483,6482,147,483,648字节字节=2.1G=2.1G。所以在使用所以在使用DOSDOS操作操作系统的机器上，一个分区的大小无法超过系统的机器上，一个分区的大小无法超过2.1G2.1G。结论：结论：注意使用注意使用WIN97WIN97以上的操作系统，使用以上的操作系统，使用FAT 32FAT 32，并合理分区。并合理分区。 10.2 10.2 硬硬盘及其接口盘及其接口硬盘的接口硬盘的接口- -限制硬盘容量的因素限制硬盘容量的因素硬盘的接口硬盘的接口- SCSI- SCSI接口（接口（Small Computer System
29、Small Computer System InterfaceInterface）SCSISCSI也是系统级接口也是系统级接口, ,可与各种采用可与各种采用SCSISCSI接口标准的外部设备接口标准的外部设备相连相连, ,如硬盘驱动器、扫描仪、光盘、打印机和磁带驱动器等。如硬盘驱动器、扫描仪、光盘、打印机和磁带驱动器等。SCSISCSI早期只在小型机上使用早期只在小型机上使用, ,近年来也在近年来也在PCPC机中采用。机中采用。总线上总线上的主机适配器和的主机适配器和SCSISCSI外设控制器的总数最大为外设控制器的总数最大为8 8个。个。 SCSISCSI是是一个多任务接口，具有总线仲裁功能
30、。因此，一个多任务接口，具有总线仲裁功能。因此，SCSISCSI总线上的总线上的适配器和控制器可以并行工作，在同一个适配器和控制器可以并行工作，在同一个SCSISCSI控制器控制下控制器控制下的多台外设也可以并行工作。的多台外设也可以并行工作。SCSISCSI1 1接口的全部信号通过一接口的全部信号通过一根根5050线的扁平电缆传送线的扁平电缆传送, ,其中包含其中包含9 9条数据线及条数据线及9 9条控制和状态条控制和状态信号线。其同步数据传送速率达到了信号线。其同步数据传送速率达到了20MB/s20MB/s。 10.2 10.2 硬硬盘及其接口盘及其接口特点：特点：新一代高性能串行接口，用
31、于取代并行新一代高性能串行接口，用于取代并行 ATAATA技术；技术；主要用于硬盘、主要用于硬盘、DVDDVD驱动器、驱动器、CD-ROMCD-ROM驱动器和驱动器和可擦写光驱等存储设备；可擦写光驱等存储设备；采用采用8b/10b8b/10b编码，最高速率可达（目前）编码，最高速率可达（目前）150MBps150MBps；引脚数目少，连接器尺寸小，工作电压低，；引脚数目少，连接器尺寸小，工作电压低，；安装和配置容易，即插即用，无跳线；安装和配置容易，即插即用，无跳线；与并行与并行ATAATA软件兼容。软件兼容。10.2 10.2 硬硬盘及其接口盘及其接口硬盘的接口硬盘的接口-串行串行ATA（S
32、ATA）接口）接口10.2 10.2 硬硬盘及其接口盘及其接口硬盘的接口硬盘的接口-串行串行ATA（SATA）接口）接口10.2 10.2 硬硬盘及其接口盘及其接口硬盘的接口硬盘的接口-串行串行ATA（SATA）接口）接口10.2 10.2 硬硬盘及其接口盘及其接口硬盘的接口硬盘的接口-串行串行ATA（SATA）接口）接口（1 1）5050线扁平电缆。线扁平电缆。（2 2）通用外设接口，不仅可支持硬盘，还可支持通用外设接口，不仅可支持硬盘，还可支持其它外设，如光盘等。其它外设，如光盘等。（3 3）SCSISCSI适配器可挂接适配器可挂接8 8个个SCSISCSI外设。外设。（4 4）其速度等性
33、能超过前两种，但成本也高。）其速度等性能超过前两种，但成本也高。10.2 10.2 硬硬盘及其接口盘及其接口硬盘的接口硬盘的接口- SCSI接口（Small Computer System Interface）10.2 10.2 硬硬盘及其接口盘及其接口硬盘的接口硬盘的接口- SCSI接口（Small Computer System Interface）*磁盘的磁道和扇区DOSDOS将每个扇区统一编号，称为将每个扇区统一编号，称为逻辑扇区逻辑扇区。如：。如：0 0面面0 0道道1 19 9扇扇区为逻辑区为逻辑0 08 8；1 1面面0 0道道1 19 9扇区为逻辑扇区为逻辑9 91717扇区。
34、扇区。DOSDOS在使用磁盘时，一些扇区有固定的作用。如：在使用磁盘时，一些扇区有固定的作用。如：0 0面面0 0道道1 1扇扇区区存放引导记录；存放引导记录； 0 0面面0 0道道2 25 5扇区扇区存放两个文件分配表；存放两个文件分配表； 0 0面面0 0道道6 69 9扇区和扇区和1 1面面0 0道道1 13 3扇区扇区存放磁盘目录。从逻辑存放磁盘目录。从逻辑1212扇区才是真正的文件区。扇区才是真正的文件区。为了对盘中文件进行管理和查找，将每个文件名字和有关参为了对盘中文件进行管理和查找，将每个文件名字和有关参数放在一起，组成磁盘数放在一起，组成磁盘文件目录文件目录。其中每个。其中每个
35、目录项目录项对应一对应一个文件，其结构为树型结构（路径长度个文件，其结构为树型结构（路径长度6363个字母），第个字母），第一级目录称为根目录。一级目录称为根目录。10.2 10.2 硬硬盘及其接口盘及其接口目录项内容目录项内容：0 07 7字节为字节为文件名文件名，0 0字节为字节为00H00H表示该目录表示该目录项为空；项为空；E5HE5H表示已被删除。表示已被删除。8 81010字节为字节为扩展名扩展名。1111字字节表示节表示属性属性（0000表示普通文件，表示普通文件，0101表示只读文件，表示只读文件，0202表示隐含文件，表示隐含文件，0404表示系统文件）。表示系统文件）。22
36、22、2323字节为字节为时时间间（时分秒）。（时分秒）。2424、2525字节表示字节表示日期日期（年月日）。（年月日）。2626、2727表示表示首族号首族号（若干个扇区，如（若干个扇区，如2 2个扇区）。个扇区）。2828、3131为为文件字节数文件字节数。10.2 10.2 硬硬盘及其接口盘及其接口*磁盘的磁道和扇区文件控制块文件控制块FCBFCB：用户程序和用户程序和DOSDOS之间传送文件信息的缓冲之间传送文件信息的缓冲区；作为文件读区；作为文件读/ /写过程的一个指针。程序在运行时，写过程的一个指针。程序在运行时，DOSDOS会在当前数据段的会在当前数据段的005CH005CH处
37、自动填写一个处自动填写一个FCBFCB（包括：包括：标志，属性，驱动器号，文件名，扩展名，当前块号，标志，属性，驱动器号，文件名，扩展名，当前块号，记录长度，文件长度，日期，相对记录号，随机记录号记录长度，文件长度，日期，相对记录号，随机记录号等）。等）。10.2 10.2 硬硬盘及其接口盘及其接口*磁盘的磁道和扇区* *磁盘的磁道和扇区磁盘的磁道和扇区文件分配表文件分配表FATFAT：用于为磁盘：用于为磁盘分配空间，指明盘上每分配空间，指明盘上每1 1族族的使用情况。如图所示，的使用情况。如图所示，FDFD表示磁盘类型（每道表示磁盘类型（每道9 9扇区扇区的软盘），的软盘），FFFFFFFF
38、为为FATFAT标志。标志。000000表示此族未用，表示此族未用，FF8-FFFFF8-FFF表示最后一族。表示最后一族。xxxxxx表示下表示下一族的族号。一族的族号。FDFFFF004018000047048FFF0000010020030040180470480002目录项中的首族号目录项中的首族号例：读一个文件例：读一个文件10.2 10.2 硬硬盘及其接口盘及其接口光盘的分类光盘的分类CD-ROMCD-ROM（650MB650MB）WORMWORM可擦写型光盘可擦写型光盘DVDDVD光盘光盘10.3 10.3 光光盘及其接口盘及其接口CD-ROMCD-ROM：读写原理读写原理激光发
39、生器 分光镜分光镜移动镜片移动镜片光盘光盘检测器检测器读出的数据读出的数据10.3 10.3 光光盘及其接口盘及其接口光盘驱动器的接口光盘驱动器的接口专用驱动器的接口声卡和解压卡EIDE接口SCSI互不兼容10.3 10.3 光光盘及其接口盘及其接口DVD-ROMDVD-ROM（Digital Video DiskDigital Video Disk，9.4GB9.4GB）提高单位记录密度：减小道间距，改进信号提高单位记录密度：减小道间距，改进信号调制方式及误差调整方法。调制方式及误差调整方法。增加记录面：两张盘片粘和而成，每张盘涂增加记录面：两张盘片粘和而成，每张盘涂有一个反射层，激光束可区
40、分两个发射层。有一个反射层，激光束可区分两个发射层。兼容兼容CD-ROMCD-ROM10.3 10.3 光光盘及其接口盘及其接口*CD*CD数据格式标准数据格式标准CD-DA（唱盘）的数据格式（声音数据）（唱盘）的数据格式（声音数据）：同步信号同步信号（3B），控制信号（），控制信号（1B），声音数据（左声道），声音数据（左声道 12B），），Q校验码（校验码（12B），声音数据（右声道），声音数据（右声道 12B），），P校验码校验码（12B）。）。98帧一个扇区，共帧一个扇区，共2352B数据。数据。CD-ROM Model1数据格式数据格式：同步信号（同步信号（12B），扇区地），扇区地
41、址（址（4B），数据（），数据（ 2048B），），EDC校验码（校验码（4B），保），保留（留（8B），），ECC纠错码（纠错码（276B），共），共2352B。其中扇。其中扇区地址以分，秒，分秒（区地址以分，秒，分秒（1/75秒）计。秒）计。CD-ROM Mode2数据格式数据格式：同步信号（同步信号（12B），扇区地），扇区地址（址（4B），数据（），数据（ 2336B），共），共2352B。CD-ROM /XA Model2数据格式数据格式（计算机数据，压缩的声（计算机数据，压缩的声音，图象或视频数据）：音，图象或视频数据）：同步信号（同步信号（12B），扇区地址），扇区地址（4B），
42、），Form1（8B），数据（），数据（ 2048B），），EDC校验校验码（码（4B），），ECC纠错码（纠错码（276）。）。10.3 10.3 光光盘及其接口盘及其接口*CD*CD数据格式标准数据格式标准CD-ROM /XA Model2 Form2数据格式数据格式（压缩的声音，图（压缩的声音，图象或视频数据）：象或视频数据）：同步信号（同步信号（12B），扇区地址（），扇区地址（4B），），Form2（8B），数据（），数据（ 2324B），），EDC校验码（校验码（4B）。）。CD-Bridge数据格式数据格式：同上，增加一些附加信息，这样可以同上，增加一些附加信息，这样可以在在CD
43、-I播放机上播放。播放机上播放。ISO 9660（CD-ROM文件标准文件标准）：）：微软为读取微软为读取CD-ROM上上的的ISO文件而开发的程序是文件而开发的程序是MSCDEX，它将文件格式转换，它将文件格式转换为操作系统可以识别的格式，支持为操作系统可以识别的格式，支持CD-ROM/XA标准。标准。MPEG-Video扇区的数据格式扇区的数据格式：起始信号（起始信号（4B），系统参考），系统参考时钟（时钟（5B），），MUX速率（速率（3B），数据（），数据（2312B）。MPEG-Audio扇区的数据格式扇区的数据格式：起始信号（起始信号（4B），系统参考），系统参考时钟（时钟（5B）
44、，），MUX速率（速率（3B），数据（），数据（2292B），），00（20B）。 这是这是国内最流行的国内最流行的 V-CD标准标准，光道结构由上面两种扇区构光道结构由上面两种扇区构成（交错排列）。成（交错排列）。 10.3 10.3 光光盘及其接口盘及其接口1. 1. 名词解释：名词解释：IDE EIDE SCSI CD-ROM DVDIDE EIDE SCSI CD-ROM DVD2 2. . 什么是磁道、柱面和扇区？什么是磁道、柱面和扇区？3 3. . 微型机硬盘有什么特点微型机硬盘有什么特点? ? 硬盘的常见接口有哪几硬盘的常见接口有哪几种？种？4 4. . 为什么为什么IDEIDE
45、硬盘接口支持的最大容量是硬盘接口支持的最大容量是528MB528MB？5 5. . 如果考虑如果考虑BIOSBIOS接口参数的限制，接口参数的限制，EIDEEIDE硬盘的最大硬盘的最大容量是多少？容量是多少？6 6. . 如果考虑操作系统参数的限制，如果考虑操作系统参数的限制，EIDEEIDE硬盘的最大硬盘的最大容量是多少？容量是多少？习习 题题习习 题题7 7. . 如果考虑如果考虑BIOSBIOS接口参数和操作系统参数的限制，接口参数和操作系统参数的限制，EIDEEIDE硬盘的最大容量是多少？硬盘的最大容量是多少？8 8. . 一个一个IDEIDE（EIDEEIDE）接口可接接个硬盘（光驱）？）接口可接接个硬盘（光驱）？如果有如果有2 2个硬盘和一个光驱如何连接？个硬盘和一个光驱如何连接？9. CD-ROM9. CD-ROM驱动器驱动器 的常见接口是什么？的常见接口是什么？
