软盘驱动基本原理

### 软盘驱动基本原理 #### 一、软盘子系统及软盘结构 **软盘子系统**由三个核心部分组成：软盘、软驱（软盘驱动器）和软盘控制器。 1. **软盘**：主要用于存储数据。它由盘片和保护套组成，其中盘片是以聚酯膜作为基底，并在其表面涂有一层磁性材料，通过改变磁性材料的磁化方向来存储信息。保护套则用于保护盘片不受划伤、污染，并防止静电导致的数据丢失。 2. **软驱**：负责读取和写入磁盘上的信息。软驱包含磁头定位系统、主轴驱动系统、读写系统及信号检测系统等组件。 3. **软盘控制器**：作为软驱与计算机总线之间的接口，负责协调两者之间的工作。 **软盘数据记录格式**： 1. **磁道与扇区**：软盘被划分为多个同心圆，即磁道，每个磁道又被分成若干扇区。例如，3.5英寸高密度软盘通常有80个磁道，每个磁道有18个扇区，每个扇区可以存储512字节的数据。 2. **软盘地址**：由磁道号、面（磁头）号和扇区号三部分组成，用于唯一标识磁盘上的数据位置。 3. **簇**：为了减少文件分配表的信息量，系统将连续的扇区组合成簇，文件以簇为单位进行存储。例如，在2MB以下的磁盘中，一个簇通常仅包含一个扇区。 **软盘扇区格式**：每个扇区包括前置区、区段区和后置区，其中ID字段包含了磁道号、磁头号和扇区号等关键信息。 #### 二、软盘的格式化 **软盘格式化**是指在软盘上划分记录区域、写入必要的标志信息和地址信息的过程，主要包括物理格式化和系统格式化两个步骤。物理格式化关注于磁盘的基本划分，而系统格式化则涉及创建磁盘系统的格式，以便操作系统可以正确地读写数据。值得注意的是，重新格式化会清除软盘上所有的数据。 #### 三、DOS对磁盘文件的管理 在DOS操作系统中，磁盘文件的管理主要涉及到以下几个方面： 1. **引导记录扇区(DBR)**：位于0面0磁道1扇区，用于启动计算机并检查当前根目录中是否存在必要的系统文件。 2. **文件分配表(FAT)**：用于跟踪文件所占用的簇序列，即“簇号链”。DOS通常会为同一张软盘准备两个文件分配表，以提高数据安全性。 3. **文件目录表(FDT)**：存放文件和子目录的目录登记项，提供了关于文件的详细信息。 4. **数据区(DAT)**：实际存储文件数据的部分。 #### 四、软驱基本结构及工作原理 **软驱**的结构包括磁头定位系统、主轴驱动系统、读写系统以及检测系统等几个关键组成部分。 1. **磁头**：实现磁性材料与电信号之间的转换。通常由两个抹磁头和一个读写磁头组成，抹磁头用于改善磁道边缘的平整度。 2. **磁头定位系统**：通过步进电机驱动蜗杆，进而带动磁头小车沿导轨移动，实现磁头的精确定位。 3. **主轴驱动系统**：由主轴电机和磁盘驱动机构组成，用于保持磁盘稳定旋转。主轴电机的标准转速为300转/分钟。 4. **读/写系统**：控制磁头的读写操作。通过磁头选择电路确定哪个磁头执行读写任务。 5. **检测系统**：包括00道检测和索引信号检测。前者用于检测磁头是否回到起始位置，后者则用于确定磁盘上第一个扇区的位置。 通过以上介绍，我们可以了解到软盘驱动器及其相关技术的基本原理，这对于深入理解计算机硬件系统具有重要意义。