计算机组成原理(4.4磁表面存储器的存储原理)
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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。
4.4 辅助存储器•一、概述•二、磁记录原理•三、硬磁盘存储器•四、软磁盘存储器•五、光盘存储器4.4 辅助存储器一、概述1. 特点 不直接与 CPU 交换信息2. 磁表面存储器的技术指标道密度 D t 位密度 D bC = n × k × s寻道时间 + 等待时间(1) 记录密度 (2) 存储容量 (3) 平均寻址时间 (4) 数据传输率 (5) 误码率 辅存的速度 寻址时间磁头读写时间D r = D b × V出错信息位数与读出信息的总位数之比二、磁记录原理和记录方式 1. 磁记录原理写4.4 局部磁化单元 载磁体 写线圈 S N I 局部磁化单元写线圈S N铁芯 磁通磁层写入“0” 写入“1”IN 读线圈 S 读线圈S N铁芯磁通磁层运动方向 运动方向s st tf f e e读出 “0” 读出 “1”4.4 读 1. 磁记录原理三、硬磁盘存储器1. 硬磁盘存储器的类型(1) 固定磁头和移动磁头(2) 可换盘和固定盘2. 硬磁盘存储器结构磁盘控制器磁盘驱动器盘片主机4.4磁盘 磁盘 组 主轴 磁头音圈电机 位置检测定位驱动 模拟控制 放 大闭环自动控制系统由磁盘控制器送来的目 标磁道信号 测速输出读写臂 传动机构 主轴 定位驱动 数据控制(1) 磁盘驱动器 4.4(2) 磁盘控制器 • 接收主机发来的命令,转换成磁盘驱动器的控制命令 • 实现主机和驱动器之间的数据格式转换• 控制磁盘驱动器读写通过总线(3) 盘片对主机 对硬盘(设备)磁盘控制器 是主机与磁盘驱动器之间的 接口 由硬质铝合金材料制成4.4四、软磁盘存储器1. 概述速度磁头盘片价格环境硬盘软盘高低固定、活动活动固定盘、盘组大部分不可换可换盘片苛刻浮动接触盘片高低4.42. 软盘片 由聚酯薄膜制成保护套 主轴孔 实际的软盘片写保护口 读/写磁头访问槽衬里/清洁材料4.4五、光盘存储器 1. 概述采用光存储技术 采用非磁性介质 采用磁性介质 第一代光存储技术 第二代光存储技术 不可擦写 可擦写2. 光盘的存储原理只读型和只写一次型 可擦写光盘 热作用(物理或化学变化) 热磁效应4.4利用激光写入和读出。