IBM PC机硬件基础讲座

北京 王玖
1994-03-04

        文章将分别介绍IBM_PC机的基本外设配置、系统部件、中央处理器、显示控制器、打印机及其控制器、异步通讯控制器、磁盘驱动器及其控制器、键盘等，从而使广读者掌握微型计算机的外部结构特点，内部结构特点，并能掌握有关计算机的一些基本理论知识。如：指令周期、机器周期，CPU的时序和存储器以及外设的时序、存贮。概念及存储器的分类、数据输入输出方式、中断的概念及中断方式、通讯接口及其电路等。通过这些介绍，能为广大读者深入学习和进一步了解计算机的原理及应用打下基础。
        为使读者更清楚本文的条理，我们将按以下思路为读者讲述：
        第一讲：系统部件(主机箱) 简要介绍主机箱内部结构以掌握运算器、存储器、输入输出装置、控制器等一些基本概念。
        第二讲：中央处理器 以Intel8088芯片为例介绍计算机核心部分原理。并从理论上阐述计算机CPU的时序，存贮器及其分类和不同应用范围，计算机中数据输入输出方式，中断的概念，串行通讯及接口电路等。
        第三讲：显示器及其控制器 分别介绍单色显示控制器及彩色显示控制器的结构与工作原理。
        第四讲：打印机及其控制器 介绍通用打印机结构与工作原理。
        第五讲：异步通讯控制器 介绍异步通讯控制器的逻辑结构及工作原理。
        第六讲：磁盘(包括软盘、硬盘)驱动器及其控制器。
        第七讲：键盘基本工作原理及其操作。
        第八讲：接口芯片基础 简要介绍串行接口、并行接口、A/D接口、D/A接口等。
        总之，是希望帮助读者掌握一些计算机的基本概念和理论知识。同时，我们还将通过适当的例题讲述及思考题使读者更好地理解所学知识。
        
        第一讲     系统部件(主机箱)
        这一讲要针对PC机硬件配置中的主机箱部分进行详细讲述。因为每一个PC个人计算机系统都有一个系统单元(在主机箱内)。这就是计算机本身。以物理结构的角度来看，IBM_PC的所有运算、处理、存储、控制和输入输出接口电路等都集中在主机箱内的一块大底板和各种选件板上。选件板由用户根据需要，插入系统板上的插座内，它们与底板形成一个整体进行工作。并完成计算机硬件配置的扩充功能。
        系统板的结构和功能可以将其分为五个部门：
        ■中央处理器
        ■读/写存贮器
        ■只读存贮器
        ■输入输出控制
        ■输入输出通道
        IBM_PC机的中央处理器核心部分是Intel 8088微处理器及有关电路，支持8088工作的辅助电路有：主振荡器及时钟信号发生器，四通道20位直接内存访问控制器，三路16位定时器/计数器电路，8级中断控制器等。
        系统板上第二部分是只读存储器ROM(Read-Only-Memory)。在底板上可以插入6片8KB的只读存贮器芯片，总容量可达48KB。除此而外IBM_PC基本型系统板上的读/写存贮器RAM(Read-Access-Memory)最多能安装64KB。而经过改进的PC/XT可在系统板上安装256KB读/写存贮器。
        系统板上还包含有用于连接键盘和场声器的输入输出控制电路等。
        键盘控制器用于连接键盘的串行口。当收到来自键盘的一个完整的扫描码之后，就向系统发出一次中断请求(中段优先级为1)，相应的软件就会对该码作相应的处理。
        系统板上安装了一个21/4寸的扬声器以及有关控制电路和驱动电路，这样IBM_PC机具有了音响输出能力。
        
        第二讲   中央处理器
        \[118781] IBM-PC机的中央处理器是以Intel 8088芯片及其支持电路构成的。而人们往往习惯于把运算器、存储器和控制器合在一起称为计算机主机，在主机中又把运算器、控制器合在一起称为中央处理单元CPU_(Centnal Processing Unit)。随着时代的发展，计算机中的部件CPU也发展成为大规模集成电路，整个运算、控制器(CPU)集成在一个或几个芯片上。当它与适当容量存储器、输入输出设备及输入输出接口电路结合在一起，便构成了一个微型计算机(如图)。
        Intel 8088芯片就是40条引脚封装的大规模集成电路。它是在Intel 8080/8085和8086基础上发展起来的，准16位微处理器芯片，即能处理8位数据，又能处理16位数据，有以下主要特点：
        ●8位数据总线接口
        ●16位的内部结构，具有14个16位寄存器
        ●20条地址引线，直接寻址能力达1MB。
        在8088芯片的40条引线中，主要是三大类总线：地址总线(Address Bus)、数据总线(Data Bus)、控制总线(Control Bus)。在微型计算机系统中，外部信息的传送总是通过总线实现的。
        ■地址总线：通常为16位(A15～A0)，因此可寻址能力为216=64K。输入/输出接口(I/O接口)也是通过地址总线低8位来寻址的，故可寻址28=256个外设接口。但在Intel 8088中A15～A8是八根地址总线，用来表示地址码的第15～第8位，而第7位～第0位是与数据总线共用的。在CPU访问内存或外设时，它们先表示地址码低8位，当外电路中地址锁存器将这些地址锁存下来后，它们就可作为数据线来传送，所以将其表示为(AD7～AD0)。
        ■数据总线：通常为8位(D7～D0)。数据在CPU与存贮器和CPU与I/O接口之间传送，由于数据传送是双向的，故数据总线也是双向的。Intel 8088芯片中数据线与地址线低8位是共用的。
        ■控制总线：它用于传送各种控制信号，有的是CPU到存储器和外设接口的控制信号，如 Intel 8088中 RD读、 WR写信号， RESET信号；有的是由外设到 CPU的信号，如 Intel 8088中，RQ/GT0(请求/同意)信号。
        在微机芯片的引脚中除了以上主要的三大总线之外，还有一些状态线、电源线、接地线等。这就要求人们在应用中根据具体情况加以掌握。
        8088芯片的内部是大规模集成电路，主要也是由三部分组成：
        ●控制器
        ●运算器
        ●寄存器
        这些部件是通过内部总线连接起来的。
        控制器的主要功能是从内存中取出一条指令，并指出下一条指令在内存中的地址，对所取指令进行译码或测试，并产生相应的控制信号，启动相应的部件，执行该指令规定的操作。
        运算器的功能是进行加、减、乘、除等算术运算，与、或、异或等逻辑运算。运算器将从存储器或寄存器中取得的操作数和被操作数，按指令码的规定执行运算，并将运算结果送到指定的寄存器。
        寄存器组：寄存器用于保存在运算和控制过程中需要暂时保存的信息。
        计算机工作的过程实际上就是一步步执行指令的过程，简单地说每条指令执行过程是由取指令、译码和执行指令构成的。所有这些过程都是在时钟脉冲控制下进行的。每执行一步都需要一定时间。因此，我们将执行一条指令所需的时间称为指令周期。但由于不同的指令有不同的字节数，所以取这些指令所需的时间不同，执行这些指令的时间也不同。为进一步分析指令周期，我们便将其分为一个个机器周期。每当CPU要从存储器或输入输出端口存取一个字节就是一个机器周期。
        指令周期一般由几个机器周期组成，而所有指令周期的第一个机器周期必然是取指周期。每个机器周期包括了3～6个T状态(T State)。每个T状态是CPU中央处理器的最小单位，它就是时钟周期(Clock Cycle)。Intel 8088 CPU的时钟周期为1/4.77×10 6 ms.。
        综上所述，每个时钟周期表示一个T状态，由几个T状态构成一个机器周期，而几个机器周期组成一个指令周期。虽然各条指令有很大的差别，但它们仍由以下基本周期构成。
        ●存储器读或写
        ●输入输出装置的读或写
        ●中断响应
        前面已将CPU时充作了一个简单介绍，从而使我们明白计算机中的操作实际上是CPU与存储器之间进行大量的信息交换。
        存储器从功能上分为读写存储器(RAM)和只读存储器(ROM)两类。RAM又被分为双极型和MOS RAM两大类。
        双极性RAM常用于速度较高的微型机中；MOS RAM又被分为静态和动态RAM两种。静态RAM不需刷新；动态RAM因它靠电容来存储信息，则必须对它进行充电，以保证其内容不至丢失，其功耗低于静态RAM。
        只读存储器(ROM)在去掉电源后，它的信息不会丢失，所以要尽可能将一些管理、监控程序、汇编程序，以及各种典型程序(如调试、珍断程序等)放在ROM中。
        CPU除了与存储器交换信息，还要与外设交换信息。CPU与外设的信息交换就有多种多样的形式。而中断传送方式就是其中的一种。
        中断传送方式即是当CPU需要输入或输出数据时，执行一条指令，发出启动外设工作的命令，然后CPU就继续执行主程序。这样就可大大提高CPU的效率。
        引起中断的原因有多种多样，我们将引起中断的原因或能发出中断申请的来源，称为中断源。为满足中断源的中断请求，中断系统要有一定的功能：
        实现中断及返回：当某一中断源发出中断申请时，CPU决定是否响应这个中断申请，若响应这个中断申请，则CPU保护现场，然后转到中断服务程序入口。当中断处理完后，再恢复现场，继续执行主程序。
        能实现优先权排队：在系统中有多个中断源，就要根据事情的轻重缓急，给每个中断源确定中断级别_优先权。在多个中断源同时发出请求时，CPU就先响应优先权级别高的中断源，再响应优先权级别低的中断源。
        除中断方式之外，CPU与外设进行数据传送的方式还有：同步方式，即只有在外部控制过程的各种动作时间是固定的，且是已知的条件下才能应用；异步方式，即在CPU与外部过程不同步时，在数据传送之前，必须查询一下外设的状态，当外设准备好才能传送，否则CPU就等待；直接数据通道传送是在传送速度要求很高时采用的方式。这种传送方式称为直接存储器存取方式(DMA方式)，能实现存储器与外设之间直接的数据传送。
        前面讲过CPU与外设进行数据输入输出时，可采用程序查询方式、中断方式和DMA传送方式。但不论采用哪种方式，CPU总要通过接口电路才能与外设进行信息交换。
        CPU与外部的的信息交换称为通讯。基本的通讯方式有两种，即并行通讯和串行通讯。并行通讯指数据的各位同时传送；串行通讯指数据一位一位顺序传送。相应的接口电路可用并行接口芯片和串行接口芯片。接口电路中主要有输入输出的数据锁存器；状态和命令控制的寄存器。便于CPU与接口电路之间用应答的方式(程序查询式)来交换信息，也便于接口电路与外设间传送信息。
        并行接口芯片与串行接口芯片的主要区别在于：并行通讯中数据有多少位，就有同样数量的传送线，而串行通讯只需一条传送线。在传送位数多、距离长时，串行通讯的优点十分突出。例如：微型机传送到远方的终端，或传送到大的计算中心，则多用这种方法。但串行通讯的速度较并行传送的速度慢。
        并行接口芯片上有I/O通道，且有相应的控制和状态信息。通道具有几种不同的工作方式，如输出、输入、双向、位控方式等。在使用并行接口芯片时，除把芯片各管脚功能了解清楚。并正确使用之外，还要通过编程来确定芯片的工作方式及工作状态。
        串行通讯接口片子采用两种基本通讯方式即异步通讯、同步通讯。异步通讯就需要用一个起始位表示字符的开始，用停止位表示字符的结束，这样便可以将字符一个一个传送。常用于计算机到终端和字符打印机之间的通讯。而同步传送方式，在数据开始时用同步字符来指示。这种方式常用于计算机到计算机和计算机到外设之间传送。
        串行通讯数据传送方向分为半双工、全双工两种。半双工指数据不能由A站发射到B站或只能由B站到A站，每次只能有一个发送站；而完全双工即指同时两个站都能发送。
        串行通讯由于传送距离较长，通常需要在传输过程中对信号进行调制、解调，来消除信号失真。与并行接口不同的是，串行接口传输数据是一位传送的，而计算机中的数据是并行的，所以当数据由计算机送至终端时，先要将数据变为串行，而计算机接收由终端来的数据时，先将其转为并行、转换过程可通过软件或硬件来实现。
        
        第三讲    显示器及基控制器
        \[1231181]计算机通过显示器与应用者进行信息交流。显示器分为单色和彩色两种。单色显示器通常用作控制台的字符显示。我们先讲讲单色显示器及其控制器。
        单色显示器的主要性能指标为：
        ●每屏可显示25行×80列字符；
        ●每个字符块的大小为9×14点；
        ●字符块中的字符由7×9点组成；
        ●每个输出字符均有各自的显示属性，如加亮、闪烁、反视频、下横线等。
        单色显示器是由CRT控制芯片(如MC 6845CRTC)及其它控制电路来进行显示控制的。在单色显示器中，CRT控制芯片的主要功能是形成字符缓冲器及属性存贮器地址码，并同步产生水平 扫描，垂直扫描等信号送到视频逻辑中去。字符缓冲器与属性存贮器分别用来存放2000个待显示的字符及其对应的属性。它们既可被CPU访问，又可被CRT控制器访问，以便CPU送入需要显示的字符代码，CRT控制器逐一读出其中字符码和属性，再把它们转换成显示器所需要的视频信号。
        显示控制器与CRT显示器的连接采用直接驱动方式(见图1)。控制器通过一个9芯的D形插座与显示器相连接，其中6脚为亮度信号，用来控制字符的“加亮”；7脚为视频输出信号；8脚为水平同步信号；9脚为垂直同步信号。
        有了显示器及其控制电路，还要把字符及其属性组织好，并送入字符缓冲器/字符属性寄存器。这就需要通过程序设计来实现。每当CPU需要输出显示一个新的字符时，必须先用输入指令取回一个状态字节，判断CRT是否处于水平或垂直回扫状态。若是，则向字符缓冲属性存贮器中写入，否则，等待。图2是显示出一个字符的流程图
        
        \[1251341]
        IBM-PC的彩色图形显示器在系统中有两种使用方式,它即可以代替单色显示器作为控制台显示使用,也可以与单色显示器同时使用,这时,它主要用作系统的图形显示器,以满足事务管理,简单CAD等应用领域对图形显示的要求。
        彩色图形显示器有两种基本工作模式即：字母数字模式(A/N)和图形显示模式(APA式)。在字母数字模式下，显示器可以在屏幕上显示40×25个字符或80×75个字符。与单色显示器一样，彩色显示控制器可以显示和处理所有256种组合的8位字符代码，每个字符代码还带有一个属性字符，当选择黑白显示模式时，字符的属性有加亮、闪烁和反视频显示；而在彩色显示模式下，每个字符均有16种底色和16种显示色可以选择，而且仍可使用闪烁属性。在图形显示模式时，显示屏上每个点(称为“象素”或象元)均可由程序控制其亮度或颜色，因而能显示出较好的图形。APA模式又可分成三种不同分辨率：高分辨率，中分辨率，低分辨率。
        彩色图形显示器的控制逻辑结构与单色显示器控制器类似，它也采用6845CRTC芯片作为控制器的核心，一方面产生显示缓冲器的地址码以读出其中的显示信息，另一方面同步地给出水平和垂直扫描信号去控制CRT显示器。彩色图形显示器的另一个重要组成部分是彩色编码器，它的功能是按照字符属性或象元的颜色以及软件所选择的某种配色器来产生所需要的颜色，并编码成相应的三元色(红、绿、蓝)输出送到彩色监视器去。
        彩色图形显示控制器有三种不同的接口方式与显示器连接。分别为直接驱动方式、复合信号输出方式及使用射频信号调制器方式。从而分别用于分辨率较好的彩色监视器、低分辨率监视器、家用电视机。连接示意图如图1、2、3
        
        第四讲     打印机及其控制器
        \[1261424]
        打印机输出是计算机的基本输出方式。打印机按其印字方式可分为击打式打印和非击打式打印两种。击打式打印机是利用打印钢针撞击色带和纸打出点阵组成字符图形。非击打式印字机是用各种物理的或化学的方法印刷字符,如静电感应、电灼、热敏效应、激光扫描和喷墨等。
        无论何种印字方式,按其工作方式又可分为串式打印和行式打印两种。串式打印即逐字、逐行、逐页地打印;行式打印机则逐行、逐页地打印。行式打印速度高于串式打印速度。
        目前常见的击打式串式打印机有活字形的,还有点阵针式打印机,其字符由n×m个点阵组成。击打式行式打印机主要有鼓式、链式、点阵针式等几种组成。击打式打印机已逐渐不能满足人们对打印输出设备的要求,而多种非击打式打印机由于具有体积小、成本低、低噪声或无噪声并能印刷汉字、图形以及能实现彩色化等要求而日渐成为时尚。以下我们主要就目前使用最多的针式打印机作介绍。
        针式打印机有9针、24针等几种,但无论什么类型针式打印机,不外乎包括打印头、走纸机构、色带传动机构、小车驱动等。
        一、打印头工作原理:
        字符打印主要靠打印头上的打印针通过色带把字符印在打印纸上。打印头属于储能释放型,它有一个环形轭铁,在环形轭铁圆周上排列了24个消磁线圈、24个衔铁弹簧片和24根打印针。24根打印针在环形轭铁的圆周上均匀排列,并通过五级导向板,在打印头端部形成两列平行排列的打印针。
        如图1所示,在不打印时,永久磁铁吸住衔铁簧片,当小车载着打印头以打印速度运行时,字符发生器产生的打印命令脉冲通过驱动器使线圈通电,产生一个与永久磁铁磁场方向相反的磁场,抵消永久磁铁对簧片的吸引,簧片释放,与簧片垂直焊接的打印针弹出并通过色带击打到纸上完成打印。打印时间与安装在直流伺服电机上的编码器同步,直流伺服电机带动打印头小车往返运动。
        \[1271501]
        二、走纸机构:
        步进电机提供走纸的动力。步进电机通过一系列传动机构带动纸滚转动一定的角度,从而使纸移动一定的距离。步进电机的工作原理与电磁铁的原理一样。在24针打印机中,步进电机逆时针方向旋转一步(3.5°),滚筒便顺时针方向旋转,同时针牵引器通过介轮使纸向前移动1/120英寸。这就是走纸的最小步距。
        打印机本身有两种走纸方式,一种是针式牵引器送纸,另一种是摩擦轮送单页纸。针式牵引器送的纸保持在滚筒和摩擦之间,受到一定的压力后再由卡纸滚将纸牢固地贴在滚筒上。为了使纸有拉力,滚筒使纸产生的移动量要比针牵引器的移动量大1%。在实际使用中针牵引器走纸要比单页纸用摩擦滚走纸稍精确一些。
        三、色带移动
        色带一般为黑色环形色带,装在一个色带盒里,只有当小车正反方向移动时,色带才转动。安装在支架上的齿条传送旋转力使色带驱动轴转动。色带驱动轴上装有两齿轮,齿轮和驱动轴间各有一个弹簧离合器,两个离合器方向相同,使得小车无论向哪边走,色带驱动轴均向一边转。
        四、小车驱动
        小车载着打印头由伺服电机驱动做正反方向往返运动。直流伺服电机同轴装一块编码盘,编码盘也称为光栅盘,此盘上均匀分布有120个光栅格。当伺服电机通过齿皮带带动打印机头小车往反运动时,光栅盘随之转动,并由安装在光栅盘上的光电耦合器读取信号,从而检测小车的位置。小车的方向通过CPU控制。图2表示伺服电机传动机构。
        \[1281581]
        打印机控制器是专门为连接一台具有并行接口的打印机而设计的。它由命令译码器、总线缓冲器、数据锁存器、控制锁存器、控制驱动器以及接收、发送器等组成。命令译码器负责总识别从CPU送来的具有系统分配给打印控制器所规定的端口地址的输入、输出指令，并译出“数据传送方向”、“读数据”、“写控制”、“读状态”、“读控制信号”等六个命令。数据锁存器用来暂存CPU送出的打印数据字节，然后一方面通过D形插头座送到打印机去打印，另一方面又回送到总线缓冲器，以便CPU必要时可以读入此较，进行故障测试与诊断。控制信号锁存器及控制驱动器用来暂存并驱动四个控制的同时，也回送到另一个总线缓冲器，同时也是为了诊断时用。打印机的五个状态信息(联机、认可、忙、缺讯、出错)经则总线缓冲器被“读状态”命令选通后，即送往数据总线，由CPU的输入指令取回送入某寄存器中，供软件作分析打印机状态时使用。
        打印控制器与打印机的接口是一个25芯插头座，上面的介绍的一些信号名称及其对应脚码如图所示
        \[1291661]\[1301741]
        
        第五讲     异步通讯控制器
        一、异步通讯
        计算机与计算机之间，以及计算机与外设(如打印机、绘图仪、数学化桌等)之间进行的信息交换，称为通讯。通讯方式有二种：其一是并行通讯，即数据的各位同时传送；其二是串行通讯，即数据是一位一位的传送，如图1所示。
        在串行通讯中又有两种基本的通讯方式：即异步通讯方式和同步通讯方式。所谓“异步通讯方式”就是在设备之间在不确定的时间间隔中传输串行数据(字符)。
        异步通讯中有两项规定：
        ●字符格式：即字符是按一定格式编排的，它由起始位、数据位、奇偶校验位、停止位组成，如图2所示：
        ●波特率：即数据传送速率的规定。如数据传送的速率是200字符/秒，若每个字符按上述格式包含10位，则传送的波特率为
        10×200=2000位/秒=2000波特
        异步通讯的传送速度在50～9600波特之间。
        二、异步通讯控制器结构及工作原则。
        异步通讯控制器选件板，既可用于近程和远程的数据通讯，也可用于连接附加的外部设备。其逻辑框图如图3：
        从图中可以看出，它由振荡器、地址译码器、INS8250异步通讯控制器芯片及发送器和接收器电路组成。
        ●振荡器：其振荡频率为1.8432MHz，作为8250芯片的时钟输入。对该频率进行分频，可产生所要求的波特速率。
        ●地址译码器：用来识别地址总线上的端口地址是否为3F3-3FE，以便启动8250芯片工作。
        ●接收器：将外设送来的串行数据转换为并行数据，存放在接收数据缓冲器中，待CPU读取。
        ●发送器：将CPU送来的并行数据转换为串行数据，同时加上起始位、奇偶校验位和停止位，然后再发送给外设。
        ●INS8250芯片:是一块大规模集成电路，它是整个控制器的核心。其结构和工作原理以后再作介绍。
        异步通讯控制器与外部设备的接口，是通过一个E1ARS-232-C标准的25芯D形插头座实现的，它是目前常用的一种标准串行接口。在选件板上有一个“跨接块”，用户可改变“跨接块”的位置而选择接口的工作方式，即电压式和电流环方式，两种方式所使用的信号如图4。
        其中2、3、7为最基本的三根线(数据输出线、数据输入线和地线)。
        所谓电流环接口方式，即控制器提供一个20mA的稳流装置，从而允许主机与远距离的外设进行通讯。
        
        第六讲     磁盘驱动器及其控制器
        \[1311821]
        磁盘驱动器是计算机保存信息和与外部世界交换信息的重要设备之一。磁盘驱动器目前可分为两种，其一是软磁盘驱动器；其二是硬磁盘驱动器。下面分别介绍。
        一、软磁盘驱动器及其控制器。
        软磁盘驱动器的用途是将信息记录在软磁盘上或从软磁盘上读取信息。软磁盘是一种表面涂有金属氧化物(磁性材料)的圆形塑料盘。它像磁带一样可长期保存信息，且便于携带。在断电后仍可保留信息，记录可改变，可抹掉信息重复使用。
        目前使用的软盘驱动器，按使用的磁盘盘片直径分类：5.25英寸盘和3.5英寸盘两种，其中数字代表软磁盘片直径。对于5.25英寸的驱动器，其形体高度分为全高(203×146×82mm)，半高(203×146×41mm)和1/4高三种。3.5英寸的驱动器其外形尺寸多为149×100×25mm。
        若按存储容量分类则有：
        ●5.25英寸系列：360KB，在其盘片的永久标签上标有“DS，DD”或“2-DD”及48TPI字样。俗称低密度盘。1.2MB，即双面高密度。其盘片上标有“DS，HD”或“2-HD”及96TPI字样。俗称为高密度盘。
        ●3.5英寸系列：①720KB；②1.44MB；③2.88MB；④20MB。
        因其种类较多，就存在软盘驱动器的兼容问题，对于5.25英寸的磁盘驱动器，低密度的驱动器只能格式化、读、写低密度的磁盘片，而高密度磁盘驱动器则对两种密度的磁盘片都能格式化、读、写。但若用高密度驱动器低密度磁盘。再拿此盘到低密度驱动器上去读时，有可能读不出或读错。因此，在格式化低密度磁盘时，最好用低密度驱动器。对于3.5英寸的驱动器，2.88MB和20MB的软盘驱动器都可兼容1.44MB和720KB磁盘，但这两种软盘驱动器都要新型适配卡。
        磁盘驱动器由主轴系统、磁头定位系统及读、写、抹系统组成。磁盘驱动器的控制器控制驱动器的工作，控制器装在控制器选件板上，它最多可接四台驱动器。控制器与驱动器之间的接口信号如图1所示：
        二、硬磁盘驱动器及其控制器
        硬磁盘驱动器是一种大容量的存储设备。目前微型计算机使用的硬盘机大多数在10MB至500MB容量范围内。硬盘一般都装在机箱内部,在外部看不到。其盘片一般情况下也不能更换,在机箱外表有一指示灯指示其工作状态。目前,格式化后容量为40MB的硬盘已成为微型机的标准装置。在计算机出厂时已格式化好了。并装有操作系统,开机就可使用。
        硬盘与软盘大致相似,其主要区别是使用的材料不同,硬盘是用铝合金盘两面涂上磁性材料做成磁盘,故称硬盘。若干个硬盘装在一个轴上。每个盘面有一个磁头,用于信息的读、写。
        磁盘正反两面都能记录信息,称为记录面,每个记录面上有几十到几百条同心园磁道,由外向内分别为0磁道、1磁道……等。每个磁道上又分为若干个扇区,每个扇区记录若干字节。每个磁道上的存储容量是相同的,越靠内侧的磁道越短,其记录密度越高。
        在PC/XT上使用的硬盘的主要性能指标如下:
        ●记录面总数为4
        ●磁道总数 4×306=1224
        ●每道扇区数 17
        ●扇区字节数 512
        ●总存储容量 10.4MB
        ●数据传输速率 5.0bit/秒
        硬盘驱动器是在硬盘控制器控制下工作的,IBM PC/XT硬盘控制器选件板可以联结一台或两台硬盘驱动器。它与CPU的接口信号,除了数据线和地址线外,主要有直接访内请求信号和中断请求信号。前者控制硬盘与内存之间的数据传送,后者在每次硬盘操作完毕后发出表示指定的硬盘操作已完成。