第八章
外存储器
1．数据磁记录方式：主要涉及不同的编码方式，即按某种规
律将二进制信息转换成介质磁层相应的磁化翻转方式。
2．外存储器接口标准：主要讲解早期、中期和近期台式机硬
盘接口和服务器 SCSI 接口。
3．磁盘存储器：包括软盘存储器和硬盘存储器，讲解磁盘存
储器的结构、相关信号及控制方法。
4．光盘存储器：讲解光盘存储器技术规范、数据读写方法。
1
本章学习目标
了解外部存储器，主要是软盘驱动器、硬盘驱动器和光盘驱动器
的读写原理和内部结构。
1．数据磁记录方式 — 熟悉归零制、不归零制、调频制、改进调
频制和改进的改进调频制的定义以及各种不同编码方式的特点、
2．外存储器接口 — 了解硬盘接口的工作方式，主要应掌握中期
、后期硬盘接口的改进和特点，了解 SCSI 接口的总线标准。
3．软盘驱动器 —— 了解软盘驱动器的读写控制方式、 82077AA
控制芯片的结构、控制信号的产生方式，光磁软盘的工作方式。
4．硬盘驱动器 —— 了解硬盘驱动器的基本结构、硬盘的温彻斯
特技术。熟悉磁盘阵列技术的优点以及磁盘阵列的冗余结构。
5．光盘驱动器 — 了解各类光盘的特点以及光驱的数据读写原理
。
通过本章的学习，应对外存储器的基本功能、结构、工作方式有
一定的理解。
2
8．1 数据磁记录方式和编码技术
常用的外存储器有磁盘、磁带和光盘，它们利用磁介质和光介质
存储信息。
8．1．1 数据磁记录方式
涂有磁性材料的塑料或金属为磁性载体，软磁盘使用聚碳酸脂材
料记录信息，硬磁盘使用合金铝或玻璃钢记录信息。磁性载体上的磁
层沿磁头相对运动方向形成记录信息的路径，称为磁道，二进制信息
串形排列在每个磁道上。把待写入的二进制信息变成写电流脉冲序列
，加在磁头线圈中产生不同方向的磁场，对磁性介质进行不同方向的
磁化，写入信息 0 和 信息 1。
数据磁记录方式是指利用某种规律将二进制信息转换成介质磁层
相应的磁化翻转方式。为提高存储密度、存储容量和存储速度，相继
推出各种数据磁记录编码，选择不同的记录方式可获得不同的效果。
3
8．1．2 数据磁记录编码技术
磁表面记录的信息是一系列的数据串。在非编码记录中，数据串
为有效数据，在编码记录中，数据串中包含有效数据和同步时钟。对
数据系列和时钟序列进行编码，产生不同的磁记录方式。
1．归零制 RZ
归零制：用脉冲的正、负表示二进制信息 1 和 0。写 1 时为正脉冲
，写 0 时为负脉冲，写下一信息前电流波形归零。
改进归零制：用脉冲的有、无表示二进制信息 1 和 0。写 1 时为正
脉冲，写 0 时无脉冲。
其特点是记录中每个数据位都对应一个脉冲电平，即正、负或零
电平。无数据脉冲时磁头无电流，因此功耗小，但记录密度低。
2．不归零制
⑴ 不归零制 NRZ：写 1 时为正向电流，写 0 时为负向电流，记录
信息时电流总不归零。
4
8．1．2 数据磁记录编码技术
⑵ 逢 1 翻转不归零制 NRZ – I：二进制位为 1 时翻转，为 0 时不
翻转。
⑶ 异码翻转不归零制 NRZ – C：相邻二进制位不相同时翻转。
不归零制的优点是翻转次数少，每位最多翻转一次，编码效率
100%，但磁头中总存在电流，功耗较大。
3．FM 制编码方式
FM 为调频制，它将数据系列与时钟序列叠加后再采用改进归零制
方式进行编码，为 1 时有脉冲，为 0 时无脉冲。FM 编码中，每个位单
元的起始位置是时钟位，时钟位永远为 1，出现脉冲。位单元的中线位
置是数据位，为 1 时有脉冲，为 0 时无脉冲。
在 FM 编码中，数据 1 与数据 0 对应的脉冲频率不同，用脉冲频
率区分数据 0 或 1，记录数据 1 比记录数据 0 的频率快 2 倍。该方法又被
称为倍频制或双频制。
5
