4存储器-3磁表面M(06级)
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计算机组成原理(4.4磁表面存储器的存储原理
哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红
4
2．读/写磁头
磁头是实现电/磁转换的装置。用电脉冲表示的二进制代码 通过磁头转换成磁记录介质上的磁化格式。而介质上的磁化信息 又要通过磁头转换成电脉冲。介质上已记录信息的清除是通过磁 头将介质上磁层向某一方向饱和磁化或去磁而得。因此磁头的性 能对于写、清除、记录密度和读出速度等均有影响。
由IBM发明的MR磁头目前已被广泛应用于硬盘机和磁带 机中，尤其是在大容量的硬盘驱动器中。盘片密度为每平方英 寸3Gb－5Gb（千兆位每平方英寸），GMR磁头每平方英寸可以达 到10Gb－40Gb以上。。
一般硬盘的MTBF都在30000或50000小时之间，算下来如果 一个硬盘每天工作10小时，一年工作365天，它的寿命至少也有 8年。
哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红
2
1．磁记录介质
磁记录介质指的是涂有薄层磁性材料的信息载体。可以脱机保 存信息，并且可以作为不同系统之间信息交换的手段。因此又 称为磁记录媒体。
根据磁记录介质的基底不同，主要有软性介质（磁带和 软磁盘片）和硬性介质（硬磁盘片）两种。磁性材料也有颗粒 材料和连续材料两类。
利用磁致电阻效应（magneto resistive，简称MR）磁头能 在高密度记录的情况下读出信号。MR磁头是专用于读出的磁头， 它不能完成写入工作，但它具有高的输出灵敏度和与磁盘转速 无关的输出特性，所以需要与专用的写入磁头配合使用。
哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红
7
2．读/写磁头
什么是磁致电阻效应？ 将某些磁性材料放在磁场中，如果通以一恒定电流，当外 加磁场改变时，该材料的电阻率也随之变化，这就是磁致电阻 效应。
哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红
操作系统考试题及答案2
07-08学年第2学期操作系统（06级）试卷（A卷）答案及评分标准一、选择题（每空1 分，共15分）1.在多道程序所提供的可共享的系统资源不足时，可能出现死锁。
但是，不适当的（3）也可能产生死锁。
（1）进程优先权（2）资源线性分配（3）进程推进顺序（4）分配队列优先权2.既考虑作业的等待时间，又考虑作业的运行时间的调度算法是（2）。
（1）短作业优先（2）响应比高优先（3）先来先服务（4）优先级调度3.产生死锁的四个必要条件是：互斥、（4）、循环等待和不剥夺。
（1）请求与阻塞（2）释放与阻塞（3）请求与释放（4）请求与保持4.可能出现抖动的存储管理方法是（2）。
（1）固定分区管理（2）请求分页存储管理（3）动态分区管理（4）动态重定位分区管理5.虚拟存储器的最大容量（2）。
（1）为内外存容量之和（2）由计算机的地址结构决定（3）是任意的（4）由作业的地址空间决定6.进程从运行状态进入就绪状态的原因是（4）。
（1）被选中占用CPU（2）等待某一事件（3）等待的事件已经发生（4）时间片用完7.某系统中有3个并发进程，都需要同类资源4个，试问该系统不会发生死锁的最少资源是（2）。
（1）9 （2）10 （3）11 （4）128.在下列存储管理方案中，不适用于多道程序的是（1）。
（1）单一连续分配（2）固定式分区分配（3）可变式分区分配（4）段页式存储分配9.一个作业8：00到达系统，估计运行时间1小时。
若10：00开始执行该程序，其相应比为（3）。
（1）1 （2）2 （3）3 （4）0.510.为了使多个进程能有效地同时处理I/O，最好使用（1）结构的缓冲技术。
（1）缓冲池（2）单缓冲区（3）双缓冲区（4）环形缓冲区11．分时系统具有（1）、独立性、及时性、交互性的特点。
（1）同时性（2）. 共享性（3）虚拟性（4）交互性12．采用段式存储管理的系统中，若地址用24位表示，其中8位表示段号，则允许段内位移的最大长度是（2）。
432磁表面存储原理
4．3．2 磁表面存储原理磁盘和磁带都是典型的磁表面存储器。
由于它们具有存储容量大、位成本低、信息的非易失性、读出时不必再生等众多的优点，目前在计算机辅助存储器中得到广泛的应用。
1．磁表面存储原理磁表面存储器是利用涂覆在载体表面的磁性材料具有两种不同的磁化状态来表示二进制信息的“0”和“1”。
将磁性材料均匀地涂覆在圆形的铝合金或塑料的载体上就成为磁盘，涂覆在聚酯塑料带上就成为磁带。
磁头是磁表面存储器用来实现“电←→磁”转换的重要装置，一般由铁磁性材料（铁氧体或玻莫合金）制成，上面绕有读写线圈，在贴近磁表面处开有一个很窄的缝隙，如图4-35所示。
写入信息时，在磁头的写线圈中通过一定方向的脉冲电流，磁头铁芯内产生一定方向的磁通，在磁头缝隙处产生很强的磁场形成一个闭合回路，磁头下的一个很小区域被磁化形成一个磁化元（即记录单元）。
若在磁头的写线圈中通过相反方向的脉冲电流，该磁化元则向相反方向磁化，写入的就是“0”信息。
待写入脉冲消失后，该磁化元将保持原来的磁化状态不变，达到写入并存储信息的目的。
读出信息时，磁头和磁层作相对运动，当某一磁化元运动到磁头下方时，磁头中的磁通发生大的变化，于是在读出线圈中产生感应电动势e ，其极性与磁通变化的极性相反，即当磁通Φ由小变大时，感应电动势e 为负极性；当磁通Φ由大变小时，感应电动势e 为正极性，如图4-36所示。
这不同方向的感应电动势经放大、检波和整形后便可鉴别读出的信息是“0”还是“1”，从而完成读出功能。
从上述读写过程可看出，写入信息是电→磁的转换过程，而读出信息是磁→电的转换过程。
2．磁记录方式磁记录方式是一种编码方法。
对磁表面存储器来说，记录方式是指采用何种形式的脉冲电流使磁化元能向两个方向磁化，来实现对“1”或“0”信息的记录。
采用高效可靠的磁记录方式，是提高记录密度和可靠性的有效途径之一。
常用的磁记录方式有以下几种： 1．归零制归零制（Return to Zero ，RZ ）是用正脉冲写入“1”，用负脉冲写入“0”，每写完一位数据，写入电流都必须恢复到“0”，归零制由此而得名。
磁表面存储器
磁表面存储器磁表面存储器是利用涂覆在载体表面的磁性材料具有两种不同的磁化状态来表示二进制信息的“0”和“1”。
将磁性材料均匀地涂覆在圆形的铝合金或塑料的载体上就成为磁盘，涂覆在聚酯塑料带上就成为磁带。
磁头是磁表面存储器用来实现“电←→磁”转换的重要装置，一般由铁磁性材料（铁氧体或玻莫合金）制成，上面绕有读写线圈，在贴近磁表面处开有一个很窄的缝隙。
简介编辑计算机的外存储器又称磁表面存储设备。
所谓磁表面存储，是用某些磁性材料薄薄地涂在金属铝或塑料表面作载磁体来存储信息。
磁盘存储器、磁带存储器均属于磁表面存储器。
特点磁表面存储器的优点为存储容量大、单位价格低、记录介质可以重复使用、记录信息可以长期保存而不丢失，甚至可以脱机存档、非破坏性读出，读出时不需要再生信息。
当然，磁表面存储器也有缺点，主要是存取速度较慢，机械结构复杂，对工作环境要求较高。
磁表面存储器由于存储容量大，单位成本低，多在计算机系统中作为辅助大容量存储器使用，用以存放系统软件、大型文件、数据库等大量程序与数据。
磁表面存储器又可分为磁带存储器和磁盘存储器两大类。
磁带存储器是一种顺序存取的设备，存取时间较长，但存储容量大，便于携带，价格便宜，是一种主要的辅助存储器。
磁带的内容由磁带机进行读写，按磁带机的读写方式分为启停式和数据流式两种。
衡量指标编辑磁盘存储器的主要指标包括存储密度、存储容量、存取时间及数据传输率。
存储密度：存储密度分道密度、位密度和面密度。
道密度是指沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数，单位为道/英寸。
位密度是磁道单位长度上能记录的二进制代码位数。
单位为位/英寸。
面密度是位密度和道密度的乘积，单位为位/平方英寸。
存储容量：一个磁盘存储器所能存储的字节总数，称为磁盘存储器的存储容量。
存储容量有格式化容量和非格式化容量之分。
格式化容量是指按照某种特定的记录格式所能存储信息的总量，也就是用户可以真正使用的容量。
非格式化容量是磁记录表面可以利用的磁化单元总数。
辅助存储器
8.2 磁盘记录原理与记录方式
二、见“1”就翻不归零制(NRZ1) 与 NRZ0制的相同处：磁头线圈中始终有电流通过。 不同处：记录“0”时电流方向不变，只有遇到1时才改 变方向。 三、调相制(PM) 特点是在一个位周期的中间位置，电流由负到正 为1，由正到负为0，即利用电流相位的变化进行写 “1”和“0”，所以通过磁头中的电流方向一定要改变 一次，这种记录方式中“1”和“0”的读出信号相位不 同，抗干扰能力较强。另外读出信号经分离电路可提 取自同步定时脉冲，所以具有自同步能力。磁带存储 器中一般采用这种记录方式。
8.2.2 磁记录介质与磁头 一、磁记录介质 磁记录介质指的是涂有薄层磁性材料的信息载体。 1.按照基底不同分： 软性介质、硬性介质。 2.按照磁性材料分： 颗粒材料、连续材料。 3.按照涂布工艺方式分： 平涂工艺、甩涂工艺。
8.2 磁盘记录原理与记录方式
8.2.2 磁记录介质与磁头 二、磁头 1.感应式磁头：采用电磁感应原理读出和记录信号。 2.MR磁头：利用磁致电阻效应读出信息。 MR磁头能在高密度记录的情况下读出信号，它是 专用于读出的磁头，但它具有高的输出灵敏度和与磁 盘转速无关的输出特性。所以需要与专用的写入磁头 配合使用。 3.按照磁头的工作方式分：接触式磁头、浮动式磁头。
4.磁致电阻效应：将某些磁性材料放在磁场中，如果 通以一恒定电流，当外加磁场改变时，该材料的电阻 率也随之改变，这就是磁致电阻效应。
8.2 磁盘记录原理与记录方式
8.2.3 磁记录方式 形成不同写入电流波形的方式，称为记录方式。 记录方式是一种编码方式，它按某种规律将一串二进 制数字信息变换成磁层中相应的磁化元状态，用读写 控制电路实现这种转换。 在磁表面存储器中，由于写入电流的幅度、相位、 频率变化不同，从而形成了不同的记录方式。常用记 录方式可分为不归零制(NRZ)，调相制(PM)，调频制 (FM)几大类。 一、不归零制(NRZ) 特点是磁头线圈中始终有电流， 不是正向电流 (代表1)就是反向电流(代表0)，因此不归零制记录方 式的抗干扰性能较好。
计算机组成原理——主存储器4
第4 章
主存储器
4.1 主存储器的全机中心地位 主存与CPU 主存与I/O设备 主存与多处理机
存储器分类
1. 按存储介质分类
(1) 半导体存储器 (2) 磁表面存储器 (3) 磁芯存储器 (4) 光盘存储器 TTL 、MOS 磁头、 磁头、载磁体 硬磁材料、 硬磁材料、环状元件 激光、 激光、磁光材料
4.6
非易失型半导体存储器（ROM） 非易失型半导体存储器（ROM）
存储器名 ROM PROM EPROM 功能 只读不能写 一次性写入 可多次写入、读出 存储原理 以元件有无表 示0、1 以熔丝接通、 断开表示0、1 写:以漏源极间 有无导电沟道 存储0、1 擦:紫外线使浮 置栅电荷泄漏 写：同EPROM 擦：电擦除 写：同EPROM 擦：电一次性 整体或分区擦 除（幻灯） 存储单元元件 二极管或晶体 管 熔丝 幻灯上所示的 管子
3. 按在计算机中的作用分类
RAM 静态 RAM 动态 RAM MROM PROM EPROM EEPROM
主存储器
ROM
存 储 器
Flash Memory
高速缓冲存储器（ 高速缓冲存储器（Cache） ） 辅助存储器 磁盘 磁带 光盘
二、存储器的层次结构
1. 存储器三个主要特性的关系
／ 速度 容量 价格 位 CPU 寄存器 存 主存 CPU 机 主 快 小 高
举例 画出用16K*8位的芯片组成64K*8 16K*8位的芯片组成64K*8位存储器的连接图 画出用16K*8位的芯片组成64K*8位存储器的连接图
A15 A14 A13 A0 WE
译 码 器
CS R/W
CS R/W
CS R/W
CS R/W D0-D7
字扩展的几点结论
主存储器
4.1 主存储器的全机中心地位 主存与CPU 主存与I/O设备 主存与多处理机
存储器分类
1. 按存储介质分类
(1) 半导体存储器 (2) 磁表面存储器 (3) 磁芯存储器 (4) 光盘存储器 TTL 、MOS 磁头、 磁头、载磁体 硬磁材料、 硬磁材料、环状元件 激光、 激光、磁光材料
4.6
非易失型半导体存储器（ROM） 非易失型半导体存储器（ROM）
存储器名 ROM PROM EPROM 功能 只读不能写 一次性写入 可多次写入、读出 存储原理 以元件有无表 示0、1 以熔丝接通、 断开表示0、1 写:以漏源极间 有无导电沟道 存储0、1 擦:紫外线使浮 置栅电荷泄漏 写：同EPROM 擦：电擦除 写：同EPROM 擦：电一次性 整体或分区擦 除（幻灯） 存储单元元件 二极管或晶体 管 熔丝 幻灯上所示的 管子
3. 按在计算机中的作用分类
RAM 静态 RAM 动态 RAM MROM PROM EPROM EEPROM
主存储器
ROM
存 储 器
Flash Memory
高速缓冲存储器（ 高速缓冲存储器（Cache） ） 辅助存储器 磁盘 磁带 光盘
二、存储器的层次结构
1. 存储器三个主要特性的关系
／ 速度 容量 价格 位 CPU 寄存器 存 主存 CPU 机 主 快 小 高
举例 画出用16K*8位的芯片组成64K*8 16K*8位的芯片组成64K*8位存储器的连接图 画出用16K*8位的芯片组成64K*8位存储器的连接图
A15 A14 A13 A0 WE
译 码 器
CS R/W
CS R/W
CS R/W
CS R/W D0-D7
字扩展的几点结论
存储器的分类和主要性能指标(微机原理)
西南大学电子信息工程学院
19
第6章 半导体存储器及接口 §6.3 SRAM、ROM与CPU的连接方法 ⒈要解决的技术问题 ⑴ SRAM、ROM的速度要满足CPU的读/写要求； ⑵ SRAM、ROM的字数和字长要与系统要求一致； ⑶ 所构成的系统存储器要满足CPU自启动和正常运行条件。 ⒉存储器扩展技术 当单个存储器芯片不能满足系统字长或存储单元个数 的要求时，用多个存储芯片的组合来满足系统存储容量的 需求。这种组合就称为存储器的扩展。 存储器扩展的几种方式： ⑴位扩展 当单个存储芯片的字长（位数）不能满足要求时，就 需要进行位扩展。
按工作方式分按制造工艺分按存储机理分双极型ram随机存取存储器静态读写存储器sramram金属氧化物型mosram动态读写存储器dramromprom只读存储器epromr0m半导体存储器及接口西南大学电子信息工程学院22内存储器的主要性能指标内存储器的主要性能指标内存储容量内存储容量表示一个计算机系统内存储器存储数据多少的指标
西南大学电子信息工程学院
5
第6章 半导体存储器及接口 ③芯片容量
是指一片存储器芯片所具有的存储容量。
例如： SRAM芯片6264的容量为8K×8bit，即它有8K个 单元，每个单元存储8位（一个字节）二进制数据。 DRAM芯片NMC4l256的容量为256K×lbit，即它 有256K个单元，每个单元存储1位二进制数据。 ⑵最大存取时间 内存储器从接收寻找存储单元的地址码开始， 到它取出或存入数码为止所需要的最长时间。
西南大学电子信息工程学院 30
第6章 半导体存储器及接口 ②地址分配 要考虑CPU自启动条件，在8088系统中存储器操作时IO/M=0， ROM要包含0FFFF0H单元，正常运行时要用到中断向量区 0000:0000-0000:003FFH，所以RAM要包含这个区域。
磁表面存储器PPT范本
5.3.2 磁记录方式
1.定义
写电流波形的组成方式。
提高可靠性： 出增大写波幅度，以提高读
解决
信减号少幅转度变。区数目，使位单
提高记录密度 元长度缩短。
具有自同步能力，使位单
内同步，即能从自身读出 元长度缩短。
信号序列中提取同步信号，
以区分位单元。
2.实用记录方式的特点与应用
（1）不归零-1制（NRZ1）
记录块（不定长记录格式）无，扇区化分。
2）寻址信息
驱动器号、圆柱面号、磁头号、扇区号
（记
录选择号磁）盘、组交扇换区量数。
选择盘面 选择磁道
选择起始扇区
2.记录格式（磁道格式）
例：定长记录格式
索引脉冲
磁道时间
磁道 间隔 扇区1 扇区2
扇区n 间
扇区i
标志隔区：标志信息、CRC校验码 数据区： 标志信息、CRC、数据字段
I0 0 1
1
01
0
t
写1时电流变，写0时电流不变。
转变区少，无自同步能力。用于早期低速磁带机。
（2）调相制（PE）பைடு நூலகம்
I0 0 1
1
01
0
t
写1时电流正跳变，写0时电流负跳变。
转变区多，有自同步能力。用于常规磁带机。
（3）调频制（FM）
I0 0 1
1
01
0
t
写1时电流变二次，写0时电流变一次。 转变区多，有自同步能力。用于早期磁盘。
可查表获得
不同出错位对应不同余数。生成多项式
余数循环。
第五章复习提纲
1.半导体存储器逻辑设计(地址分配、片 选逻辑、框图)。 2.记录方式(NRZ1、PE、FM、MFM、GCR)的 特点与应用。 3.磁盘信息分布、寻址信息、指标(速度、 容量)。 4.循环校验码的编码、译码原理。
磁表面存储器
地址A 地址 地址B 地址
地址寄存器 译码
存储体
数据B 数据
相联存储器
常规存储器是按地址访问的,即送入一个地址编码, 常规存储器是按地址访问的,即送入一个地址编码,选中 相应的一个编址单元,然后进行读/写操作. 相应的一个编址单元,然后进行读/写操作. 而在信息检索一类的工作中,需要的却是按信息内容选中相 而在信息检索一类的工作中, 应单元,进行读/ 如查询学生成绩, 应单元,进行读/写.如查询学生成绩,送出的检索依据是该生 的姓名. 的姓名. 相联存储器又称为联想存储器.它不是根据地址而是根据 相联存储器又称为联想存储器. 所存储信息的全部特征或部分特征进行存取的, 所存储信息的全部特征或部分特征进行存取的,即一种按内容寻 址的存储器. 址的存储器. 输入信息可以同时与所有字进行对应位比较.而常规的存 输入信息可以同时与所有字进行对应位比较. 储器是每次只能读出一个字(一个编址单元)进行比较. 储器是每次只能读出一个字(一个编址单元)进行比较.
dΦ e = dt
读出信号
4.4.3 磁记录方式
◆ 定义 写电流波形的组成方式. 写电流波形的组成方式. 增大写波幅度, 提高可靠性 :增大写波幅度,以提高读出 信号幅度. 信号幅度. 解决 减少转变区数目, 减少转变区数目,使位单 提高记录密度 元长度缩短. 元长度缩短. 自同步能力 具有自同步能力, 具有自同步能力, 使位单 元长度缩短. 元长度缩短. 内同步, 内同步,即能从自身读出 信号序列中提取同步信号, 信号序列中提取同步信号, 以区分位单元. 以区分位单元.
◆ 常见的记录方式
1.不归零-1制(NRZ1) 1.不归零NRZ1) 不归零
I 0 0 0 1 1 0 1 t
写1时电流变,写0时电流不变. 时电流变, 时电流不变. 读出时,逢0没有读出信号,逢1有转变区,就有读 读出时, 没有读出信号, 有转变区, 出的感应电势;即有读出信号为1 无读出信号为0 出的感应电势;即有读出信号为1,无读出信号为0. 转变区少, 无自同步能力. 用于早期低速磁带机. 转变区少, 无自同步能力. 用于早期低速磁带机.
地址寄存器 译码
存储体
数据B 数据
相联存储器
常规存储器是按地址访问的,即送入一个地址编码, 常规存储器是按地址访问的,即送入一个地址编码,选中 相应的一个编址单元,然后进行读/写操作. 相应的一个编址单元,然后进行读/写操作. 而在信息检索一类的工作中,需要的却是按信息内容选中相 而在信息检索一类的工作中, 应单元,进行读/ 如查询学生成绩, 应单元,进行读/写.如查询学生成绩,送出的检索依据是该生 的姓名. 的姓名. 相联存储器又称为联想存储器.它不是根据地址而是根据 相联存储器又称为联想存储器. 所存储信息的全部特征或部分特征进行存取的, 所存储信息的全部特征或部分特征进行存取的,即一种按内容寻 址的存储器. 址的存储器. 输入信息可以同时与所有字进行对应位比较.而常规的存 输入信息可以同时与所有字进行对应位比较. 储器是每次只能读出一个字(一个编址单元)进行比较. 储器是每次只能读出一个字(一个编址单元)进行比较.
dΦ e = dt
读出信号
4.4.3 磁记录方式
◆ 定义 写电流波形的组成方式. 写电流波形的组成方式. 增大写波幅度, 提高可靠性 :增大写波幅度,以提高读出 信号幅度. 信号幅度. 解决 减少转变区数目, 减少转变区数目,使位单 提高记录密度 元长度缩短. 元长度缩短. 自同步能力 具有自同步能力, 具有自同步能力, 使位单 元长度缩短. 元长度缩短. 内同步, 内同步,即能从自身读出 信号序列中提取同步信号, 信号序列中提取同步信号, 以区分位单元. 以区分位单元.
◆ 常见的记录方式
1.不归零-1制(NRZ1) 1.不归零NRZ1) 不归零
I 0 0 0 1 1 0 1 t
写1时电流变,写0时电流不变. 时电流变, 时电流不变. 读出时,逢0没有读出信号,逢1有转变区,就有读 读出时, 没有读出信号, 有转变区, 出的感应电势;即有读出信号为1 无读出信号为0 出的感应电势;即有读出信号为1,无读出信号为0. 转变区少, 无自同步能力. 用于早期低速磁带机. 转变区少, 无自同步能力. 用于早期低速磁带机.
第八章辅助存储器
8.1辅助存储器的种类与技术
一、种类：磁表面存储器和光表面存储器
1、磁表面存储器：
是将磁性材料沉积在盘片(或带)的基体上形成记录介质，并以绕有线圈 的磁头与记录介质的相对运动来写入或读出信息。
2、光表面存储器：
利用激光束在具有感光特性的表面上存储信息的。光盘的容量比磁盘的 容量大，是很有发展前途的新型辅助存储器。
平均等待时间=磁盘旋转一周所需时间的一半 ✓ 平均存取时间=寻道时间+等待时间
4、数据传输速率:
磁表面存储器在单位时间向主机传送数据的字节数。 若磁盘的旋转速度为每秒n转，每条磁道的容量为N个字节，则数 据传输速率Dr=nN
8.2 磁记录原理与记录方式
一、磁记录原理：
磁表面存储器通过磁头和记录介质的相对运动完成写入和读出， 磁表面存储器中信息的写入和读出过程就是电和磁之间的转换过程。
2、存储容量
外存储设备所能容纳的二进制信息的总量及存储容量。
✓ 非格式化容量：是磁记录表面可利用的磁化单元总数。 非格式化容量=纪录面数*每面的磁道数*磁道容量，单位为KB或MB
✓ 格式化容量：是可按照某个特定记录格式利用的磁化单元数，也是 真正可利用的容量。
格式化容量=纪录面*每面的磁道数*扇区数*纪录块的字节数，单位 为KB或MB 举例8.1.1 若某磁盘有两个纪录面,每面80个磁道,每磁道18扇区,每扇区存512字 节,试计算该磁盘的容量为多少? 解:磁盘容量为 512B*18*80*2=1440KB
8.4 软磁盘存储器
8.5 磁带存储器
8.6 光盘存储器
8.7 硬盘、软盘、磁带盒光盘的综合比较
思考题
1、设磁盘组有11个盘片，每片有两个记录面；存储区域内直径 2.36英寸，外直径5.00英寸；道密度为1 250TPI，内层位密度52 400bpi，转速为2 400rpm。问：(TPI表示每英寸磁道数，bpi表 示每英寸位数)
一、种类：磁表面存储器和光表面存储器
1、磁表面存储器：
是将磁性材料沉积在盘片(或带)的基体上形成记录介质，并以绕有线圈 的磁头与记录介质的相对运动来写入或读出信息。
2、光表面存储器：
利用激光束在具有感光特性的表面上存储信息的。光盘的容量比磁盘的 容量大，是很有发展前途的新型辅助存储器。
平均等待时间=磁盘旋转一周所需时间的一半 ✓ 平均存取时间=寻道时间+等待时间
4、数据传输速率:
磁表面存储器在单位时间向主机传送数据的字节数。 若磁盘的旋转速度为每秒n转，每条磁道的容量为N个字节，则数 据传输速率Dr=nN
8.2 磁记录原理与记录方式
一、磁记录原理：
磁表面存储器通过磁头和记录介质的相对运动完成写入和读出， 磁表面存储器中信息的写入和读出过程就是电和磁之间的转换过程。
2、存储容量
外存储设备所能容纳的二进制信息的总量及存储容量。
✓ 非格式化容量：是磁记录表面可利用的磁化单元总数。 非格式化容量=纪录面数*每面的磁道数*磁道容量，单位为KB或MB
✓ 格式化容量：是可按照某个特定记录格式利用的磁化单元数，也是 真正可利用的容量。
格式化容量=纪录面*每面的磁道数*扇区数*纪录块的字节数，单位 为KB或MB 举例8.1.1 若某磁盘有两个纪录面,每面80个磁道,每磁道18扇区,每扇区存512字 节,试计算该磁盘的容量为多少? 解:磁盘容量为 512B*18*80*2=1440KB
8.4 软磁盘存储器
8.5 磁带存储器
8.6 光盘存储器
8.7 硬盘、软盘、磁带盒光盘的综合比较
思考题
1、设磁盘组有11个盘片，每片有两个记录面；存储区域内直径 2.36英寸，外直径5.00英寸；道密度为1 250TPI，内层位密度52 400bpi，转速为2 400rpm。问：(TPI表示每英寸磁道数，bpi表 示每英寸位数)
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第三节 磁表面存储器
4.3.1 存储原理与技术指标
1.读写原理
存储介质：磁层
读/写部件：磁头
（1）写入 在磁头线圈中加入磁化电流（写电流），并
使磁层移动，在磁层上形成连续的小段磁化
区域（位单元）。演示
（2）读出
磁通变化的区域
磁头线圈中不加电流，磁层移动。当位单元的
转变区经过磁头下方时，在线圈两端产生感应
扇区：磁道上长度相同的区段。存放数据块。
各道容量相同,各道位密度不同,内圈位密度最高。
编辑版
3
非格式化容量 =内圈位密度×内圈周长×道数/面×面数 格式化容量 =字节数/扇区×扇区数/道×道数/面×面数 2）寻址信息 驱动器号、磁头号、磁道号、扇区号、扇区数 （2）硬盘信息分布与寻址信息 1）信息分布 盘组：多个盘片，双面记录。 圆柱面：各记录面上相同序号的磁道构成一圆柱
1、给出芯片地址分配和片选逻辑； 2、画出该M逻辑框图（各芯片信号线的连接及 片选逻辑电路）。
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7
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面。（柱面数=道数/面） 数据块 扇区（定长记录格式）
记录块（不定长编辑记版 录格式），无扇区4 划分。
2）寻址信息
驱动器号、圆柱面号、磁头号、扇区号（记
录号）、交换量。 选择盘面
选择磁盘组 扇区数 选择磁道 选择起始扇区
2.记录格式（磁道格式）
例：定长记录格式
索引脉冲
磁道时间
磁道 间隔 扇区1 扇区2
ms
数据传输率 衡量读/写速度 b/s、B/s
编辑版
2
4.3.2 磁盘存储器
适用于调用较频繁的场合，常作为主存的直
接后援。 1.组成
磁盘控制器 + 接口 磁盘适配器 磁盘 磁盘驱动器 盘片、磁头
定位系统、传动系统
（1）软盘信息分布与寻址信息
1）信息分布 盘片：单片，双面记录。
磁道：盘片旋转一周，磁头的作用区域。
3.磁盘信息分布、寻址信息、指标(速度、 容量)。
4.基本概念如：随机存取、顺序存取、直接 存取、静态M的存储原理、动态M的存储原 理…等。
编辑版
6
第四章作业
设计一半导体存储器，其中ROM区4KB， 选用ROM芯片（4K×4位/片）；RAM区3KB， 选用RAM芯片（2KB/片和 1K×4位/片）。 地址总线A15～A0（低）,双向数据总线 D7～D0（低），读/写信号线R/W。
电势。
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读出信号 1
2.技术指标
（1）记录密度
道密度：单位长度内的磁道数。 位密度：磁道上单位长度内的
二进制代码数。
（2）存储容量
非格式化容量：总位数
用位密度计算。
格式化容量：有效位数
用扇区內的数据块
（3）速度指标
长度计算。
带：平均等待时间 平均存取时间 盘：平均定位、平均旋转时间
衡量查找速度
扇区n 间隔
扇区i志信息、CRC、数据字段
3.磁盘基本操作
（1）寻址 寻道：磁头径向移动（2）读/写 串行读/写
操作 寻找扇区：盘片旋编辑转版
操作 DMA方式传送 5
第四章复习提纲
1.半导体存储器逻辑设计(地址分配、片选 逻辑、框图)。
2. 动态刷新(定义、刷新方式)。
4.3.1 存储原理与技术指标
1.读写原理
存储介质：磁层
读/写部件：磁头
（1）写入 在磁头线圈中加入磁化电流（写电流），并
使磁层移动，在磁层上形成连续的小段磁化
区域（位单元）。演示
（2）读出
磁通变化的区域
磁头线圈中不加电流，磁层移动。当位单元的
转变区经过磁头下方时，在线圈两端产生感应
扇区：磁道上长度相同的区段。存放数据块。
各道容量相同,各道位密度不同,内圈位密度最高。
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非格式化容量 =内圈位密度×内圈周长×道数/面×面数 格式化容量 =字节数/扇区×扇区数/道×道数/面×面数 2）寻址信息 驱动器号、磁头号、磁道号、扇区号、扇区数 （2）硬盘信息分布与寻址信息 1）信息分布 盘组：多个盘片，双面记录。 圆柱面：各记录面上相同序号的磁道构成一圆柱
1、给出芯片地址分配和片选逻辑； 2、画出该M逻辑框图（各芯片信号线的连接及 片选逻辑电路）。
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面。（柱面数=道数/面） 数据块 扇区（定长记录格式）
记录块（不定长编辑记版 录格式），无扇区4 划分。
2）寻址信息
驱动器号、圆柱面号、磁头号、扇区号（记
录号）、交换量。 选择盘面
选择磁盘组 扇区数 选择磁道 选择起始扇区
2.记录格式（磁道格式）
例：定长记录格式
索引脉冲
磁道时间
磁道 间隔 扇区1 扇区2
ms
数据传输率 衡量读/写速度 b/s、B/s
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4.3.2 磁盘存储器
适用于调用较频繁的场合，常作为主存的直
接后援。 1.组成
磁盘控制器 + 接口 磁盘适配器 磁盘 磁盘驱动器 盘片、磁头
定位系统、传动系统
（1）软盘信息分布与寻址信息
1）信息分布 盘片：单片，双面记录。
磁道：盘片旋转一周，磁头的作用区域。
3.磁盘信息分布、寻址信息、指标(速度、 容量)。
4.基本概念如：随机存取、顺序存取、直接 存取、静态M的存储原理、动态M的存储原 理…等。
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第四章作业
设计一半导体存储器，其中ROM区4KB， 选用ROM芯片（4K×4位/片）；RAM区3KB， 选用RAM芯片（2KB/片和 1K×4位/片）。 地址总线A15～A0（低）,双向数据总线 D7～D0（低），读/写信号线R/W。
电势。
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读出信号 1
2.技术指标
（1）记录密度
道密度：单位长度内的磁道数。 位密度：磁道上单位长度内的
二进制代码数。
（2）存储容量
非格式化容量：总位数
用位密度计算。
格式化容量：有效位数
用扇区內的数据块
（3）速度指标
长度计算。
带：平均等待时间 平均存取时间 盘：平均定位、平均旋转时间
衡量查找速度
扇区n 间隔
扇区i志信息、CRC、数据字段
3.磁盘基本操作
（1）寻址 寻道：磁头径向移动（2）读/写 串行读/写
操作 寻找扇区：盘片旋编辑转版
操作 DMA方式传送 5
第四章复习提纲
1.半导体存储器逻辑设计(地址分配、片选 逻辑、框图)。
2. 动态刷新(定义、刷新方式)。