【2017年整理】4存储器2.ppt

4.4 辅助存储器 磁表面存储器的读写原理 在磁表面存储器中,利用一种称为“磁头”的装置来形成和判别磁层中的不同磁化状态.换句话说,写入时,利用磁头使载体(盘片)具有不同的磁化状态,而在读出时又利用磁头来区别这些不同的磁化状态.磁头实际上是由软磁材料做铁芯绕有读写线圈的电磁铁. 磁性存储器写操作 写操作 当写线圈中通过一定方向的脉冲电流时,铁芯内就产生一定方向的磁通.由于铁芯是高导磁率材料,而铁芯空隙处为非磁性材料,帮在铁芯空隙处集中很强的磁场,如图所示.在这个磁场作用下,载磁体就被磁化成相应极性的磁化位或磁化元.若在写线圈里通入相反方向的脉冲电流,就可得到相反极性的磁化元.如果我们规定按图中所示电流方向为写”1”,那么写线圈里通以相反方向的电流时即为写”0”.上述过程称为”写入”.显然,一个磁化元不是一个存储元,一个磁化元中存储一位二进制信息.当载磁体相对于磁头运动时,就可以连续写入一连串的二进制信息. 磁性存储器读操作 读操作 读出记录在磁表面上的二进制代码信息,也就是判断载磁体上信息的不同剩磁状态.当磁头经过磁体的磁化元时,由于磁头铁芯是良好的导磁材料,磁化元的磁力线很容易通过磁头而形成闭合磁通回路.不同极性的磁化元在铁芯里的方向是不同的.当磁头对磁体作要相对运动时,由于磁头铁芯中磁通的变化,使用期读出线圈中感应出相应的电动势e,其值为 负号表示感应电势的方向与磁通的变化方向相反.不同的磁化状态,所产生的感应电势方向不同.这样,不同方向的感应电势经读出放大器放大鉴别,就可判知读出的信息是”1”还是”0”.下图示出了记录方式的写读过程波形图. 磁性存储原理总结 磁性存储原理,通过电-磁变换,利用磁头写线圈中的脉冲电流,可把一位二进制代码转换成载磁体存储元的不同剩磁状态;反之,通过磁-电主变换,利用磁头读出线圈,可将由存储元的不同剩磁状态表示的二进制代码转换成电信号输出.磁层上的存储元被磁化后,它可以供多次读出而不被破坏.当不需要这批信息时,可通过磁头把磁层上所记录的信息全部抹去,称之为写”0”.通常,写入和读出是合用一个磁头,故称之为读写磁头.每个读写磁头对应着一个信息记录磁道。 1).磁盘类型 固定磁头磁盘存储器和移动磁头磁盘存储器 固定磁头磁盘存储器：磁头位置固定不变，磁盘上每个磁道都对应一个磁头，盘片也不可更换。 移动磁头磁盘存储器：磁头在片面上做径向运动。 可换盘磁盘存储器和固定盘磁盘存储器 可换盘磁盘存储器：盘片可以更换，脱机保存。 固定盘磁盘存储器：盘片不可更换。 磁盘类型（示意图） 温盘 温彻斯特磁盘存储器（温盘）是一种可移动磁头固定盘片的磁盘存储器，采用密封组合式结构，将磁头、驱动部件、盘体、读写电路及主轴驱动机构等封装在一起形成一个不能随意拆卸的整体（叫做头盘组合体），具有防尘性好、可靠性高等优点。 2.硬磁盘的磁道记录格式 定长记录格式 不定长记录格式 定长记录格式—盘体、磁道、扇区和柱面 磁道(Track)：磁面上均匀分布的同心圆存储轨迹。最外层为0 磁道。 盘面：磁盘组由多个同轴盘片组成，每个盘片都是双面存储，第一个盘片的第一面为0磁面，下一个为1磁面；第二个盘片的第一面为2磁面，以此类推。 扇区(Sector)：磁道上等弧度划分的扇段。一般一个扇区的存储容量为512字节。 柱面(Cylinder)：各个盘面上同一编号磁道的组合。 定长记录格式—硬盘上的数据分布 定长记录格式—ISOT型磁道记录格式 结构简单，可按柱面号、盘面号、扇段号进行直接寻址，但是记录区的利用率不高。 不定长记录格式 定长记录格式：若文件长度不是定长记录的整数倍时，往往造成记录块的浪费 不定长记录格式：根据需要来决定记录块的长度，如IBM2311、2314等磁盘驱动器。 硬磁盘存储器的发展方向 半导体盘 用半导体材料制成的“盘”，实际上它并没有盘，而是以半导体芯片为核心，加上接口电路和其他控制电路组成的，在功能上模拟硬盘。 EEPROM Flash Memory 提高磁盘记录密度 提高传输率和缩短存取时间 提高主轴转速 磁盘Cache 采用磁盘阵列RAID 将并行处理技术引入磁盘系统。使用多台小型温盘构成同步化的磁盘阵列，数据分开存放。但是从外部看来有时一个整体，可以像操作一台温盘那样操作磁盘阵列，使数据传输时间为单台盘的1/n(n为并行驱动器的个数)。 光盘存储器 光存储技术是一种通过光学方法读出和写入数据的数字存储技术。 最早的光盘存储系统是CD(Compact Disc:数字激光唱片)和LD(Laser Disc:激光视盘，模拟方式)。将CD进行纠错方面的改进后用于计算机数据存储。 光盘存储器 光盘存储技术特点 记录密度高，存储容量大。单张光盘一般容量都在550MB