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软盘驱动器的工作原理

来源:
2023-01-31
类别:基础知识
eye 59
文章创建人 拍明芯城

  

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  软盘在不同的颜色下看起来更酷!

  如果您花过任何时间使用计算机,那么您很可能使用过 软盘 在某些时候。这 软盘驱动器 (FDD) 是向计算机添加数据的主要手段,直到 光驱 走红了。事实上,20多年来,FDD一直是大多数个人电脑的关键组件。

  基本上,软盘驱动器将数据读取和写入一小块圆形金属涂层塑料,类似于录音盒磁带。在本文中,您将了解有关软盘驱动器内部的内容及其工作原理的更多信息。您还将发现有关FDD的一些很酷的事实。

  软盘驱动器的历史

  软驱 (FDD)由Alan Shugart于1967年在IBM发明。第一个软盘驱动器使用8英寸 磁盘 (后来称为”软盘“,随着它变得越来越小),它演变成 5.25 年 1981 月在第一台 IBM 个人计算机上使用的磁盘。5.25英寸磁盘容量为360KB,而今天的3.5英寸磁盘容量为1.44兆字节。

  5.25英寸的磁盘被称为”软盘“因为软盘包装非常 柔性塑料信封,与用于容纳当今 3.5 英寸软盘的刚性外壳不同。

  到 1980 年代中期,读/写磁头设计的改进以及磁性记录介质的改进导致今天使用的 3.5 英寸、1.44 兆字节 (MB) 容量的 FDD 不太灵活。几年来,计算机同时具有FDD尺寸(3.5英寸和5.25英寸)。但到了 1990 年代中期,5.25 英寸版本已经不再流行,部分原因是软盘的记录表面很容易通过开放访问区域被指纹污染。

  软盘驱动器的部件

  

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  在上图中,您可以看到磁盘如何分为磁道(棕色)和扇区(黄色)。磁盘

  软盘很像 盒式录音带:

  两者都使用涂有氧化铁的薄塑料基材。这种氧化物是一种 强磁性 材料,这意味着如果你把它暴露在磁场中,它会被磁场永久磁化。

  两者都可以立即记录信息。

  两者都可以多次擦除和重复使用。

  两者都非常便宜且易于使用。

  如果你曾经使用过录音带,你就会知道它有一个很大的缺点 - 它是一个 顺序 装置。磁带有开始和结束,要在磁带上的歌曲序列中稍后将磁带移动到另一首歌曲,您必须使用快进和快退按钮来查找歌曲的开头,因为磁带头是静止的。对于长盒式磁带,倒带可能需要一两分钟才能倒带整个磁带,因此很难在磁带中间找到歌曲。

  软盘,如盒式磁带,由一块薄薄的塑料制成,两面涂有磁性材料。然而,它的形状像一个圆盘,而不是一条细长的丝带。曲目排列在 同心环 这样软件就可以从“文件 1”跳到“文件 19”,而不必快进文件 2-18。软盘像唱片一样旋转,磁头移动到正确的轨道,提供所谓的 直接访问存储.

  驱动器

  FDD的主要部分包括:

  读/写磁头:位于软盘的两侧,它们在同一组件上一起移动。这 头 它们不直接相对,以防止两个媒体图面上每个图面上的写入操作之间的交互。相同的磁头用于读取和写入,而第二个更宽的磁头用于在写入曲目之前擦除曲目。这允许将数据写入更宽的“干净板”上,而不会干扰相邻轨道上的模拟数据。

  驱动电机: 非常小的主轴 发动机 接合软盘中心的金属轮毂,以每分钟 300 或 360 转 (RPM) 的速度旋转。

  步进电机:该电机进行精确的步进转数,以将读/写头组件移动到正确的轨道位置。读/写头组件固定在步进电机轴上。

  机械框架:一个杠杆系统,可打开软盘上的小保护窗口,允许读/写磁头接触双面软盘介质。外部按钮允许弹出软盘,此时软盘上装有弹簧的保护窗口关闭。

  电路板:包含用于处理从软盘读取或写入磁盘的数据的所有电子设备。它还控制用于将读/写磁头移动到每个轨道的步进电机控制电路,以及读/写磁头向软盘表面的移动。

  当读/写磁头在磁道之间移动时,磁头不会接触软盘介质。电子光学检查 3.5 英寸软盘下角是否有开口(或 5.25 英寸软盘侧面的凹口),以查看用户是否要防止在其上写入数据。

  

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  单击图片可查看正在插入软盘的简短视频。寻找银色的滑动门打开,读/写磁头是否降低到软盘表面。

  

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  软盘每侧的读/写磁头

  软盘驱动器术语

  软盘 - 也称为软盘。常见的尺寸是3.5英寸。

  软盘驱动器 - 读取和写入软盘的机电设备。

  跟踪 - 磁盘一侧的数据同心环。

  扇形 - 轨道的子集,类似于楔形或一片馅饼。

  在软盘上写入数据

  下面概述了软盘驱动器如何将数据写入软盘。读取数据非常相似。以下是发生的情况:

  计算机程序通过 指令 到计算机硬件上写入软盘上的数据文件,这非常类似于 硬盘驱动器 除了它的旋转速度要慢得多,容量要小得多,访问时间也更慢。

  计算机硬件和软盘驱动器控制器启动 发动机 在软驱中 旋转软盘. 磁盘的每一侧都有许多同心轨道。每个轨道都分为较小的部分,称为扇区,就像馅饼的切片一样。

  第二个电机,称为 步进电机, 旋转蜗轮轴 (台式虎钳中蜗轮的微型版本)以分钟为增量,与履带之间的间距相匹配。 到达正确轨道所需的时间称为“访问时间”。 步进电机的这种步进动作(部分旋转)像台虎钳的钳口一样移动读/写头。软盘驱动器电子设备知道电机必须转动多少步才能将读/写磁头移动到正确的轨道。

  这 读/写磁头停在轨道上.读头 检查预先写入的地址 ,以确保它使用的是软盘的正确一侧并且处于正确的轨道上。此操作与唱片播放器自动转到黑胶唱片上的某个凹槽的方式非常相似。

  在将程序中的数据写入软盘之前,一个 擦除线圈 (在同一读/写磁头组件上)通电以“清除”宽阔的“干净板”扇区,然后再使用写入磁头写入扇区数据。擦除的扇区比写入扇区更宽 - 这样,来自相邻磁道中的扇区的信号不会干扰正在写入的磁道中的扇区。

  精力充沛 写头将数据放在软盘上 通过磁化嵌入软盘表面的微小、铁、条形磁铁颗粒,与磁条背面使用的技术非常相似 信用卡.磁化粒子的北极和南极定向方式使得可以在随后的读取操作中检测和读取它们的模式。

  这 软盘停止旋转.软盘驱动器等待下一个命令。

  在典型的软盘驱动器上,小指示灯在上述所有操作期间都保持亮起。

  软盘驱动器事实

  以下是关于FDD的一些有趣的注意事项:

  如果两个软盘存储在一起,它们不会损坏,因为每个软盘的磁性水平都很低。

  在您的 PC 中,FDD 数据带状电缆有一个扭曲 -- 这种扭曲告诉计算机驱动器是 A 驱动器还是 B 驱动器。

  像许多家用电器一样,今天的FDD实际上没有可维修的部件。这是因为新驱动器的成本远低于拆卸和修理驱动器通常收取的小时费率。

  如果您希望在更换软盘后重新显示软盘驱动器上的数据,只需点击 F5 键(在大多数 Windows 应用程序中)。

  在每张 3.5 英寸软盘的一角,都有一个小滑块。如果通过移动滑块揭开孔,则已保护软盘上的数据不被覆盖或擦除。

  软盘虽然很少用于分发软件(如过去),但仍用于以下应用程序:

  在一些索尼 数码相机

  用于系统崩溃后的软件恢复或 病毒攻击

  当另一台计算机上需要来自一台计算机的数据而两台计算机不需要时 网络

  在用于更新 生物简介 在个人计算机上

  高密度形式,用于流行的 Zip 驱动器


责任编辑:David

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