计算机组成原理 王爱英 第8章 辅助存储器.pptVIP

辅助存储器的特点 辅助存储器的特点是容量大、成本低; 通常在断电后仍能保存信息，是“非易失性”存储器; 其中大部分存储介质还能脱机保存信息。 第8章 辅助存储器 重点： 辅助存储器的记录原理; 记录方式; 地址格式; 技术指标的计算; 学时： 3 8.1 磁记录原理 辅助存储器也称磁表面存储器，所谓“磁表面”是在载体上涂敷薄薄的一层磁性材料而形成的，读取信息是靠磁头，磁头用铁磁性材料作磁芯，上面绕有读／写线圈。工作时，磁头位于贴近磁表面的上方，载体相对磁头作匀速运动，磁头上开有一条很窄的缝隙,如P257图所示。 1.磁表面存储器的读写原理 写入原理：写“1”和写“0”时分别在读写线圈中通以不同方向的电流，当磁头相对磁层运动时就在磁层的表面留下不同方向的磁化单元，分别代表“1”和“0”。 读出原理：当磁头相对磁层运动时，磁层表面不同方式的磁化单元在读写线圈感应出不同方式的感应电动势，分别记为“1”和“0”。 读写原理 2.信息的记录方式 (1)记录方式 是一种编码方法，把待写入的二进制信息按照某种规律变成对应的写电流脉冲序列，写入电流波形的组成方式称为记录方式。 磁记录方式:（1）归零制（RZ）（2）不归零制（NRZ）（3）见“1”就翻的不归零制（NRZ1）（4）调相制（PM）（5）调频制（FM）（6）改进调频制（MFM） (2)评定记录方式的优劣标准 ① 自同步能力 自同步能力是指从单个磁道读出的脉冲序列中提取同步时钟脉冲的难易程度。自同步能力可用最小磁化翻转间隔和最大磁化翻转间隔之比值R来衡量。 ② 编码效率 编码效率是指位密度与最大磁化翻转密度之比。 ③ 读分辨率 磁记录系统对读出信号的分辨能力。 ④ 信息的相关性 即漏读或错读一位是否能传播误码。 ⑤ 信道带宽、抗干扰能力、编码译码电路的复杂性等。 磁带机一般采用调相制记录方式(PE) ; 磁盘机中则主要选择FM和MFM，分别用于单密度和双密度磁盘存储器。 3．信息的还原 无论采用哪一种磁记录方式，当记录介质在磁头下匀速通过时，如磁层的磁化强度发生变化，将在磁头的读出线圈中感应出电压。 但从读出线圈读出的信号需经过一些变换、选通才能还原成写进去的信息。 8.1 磁记录原理 欲入磁表面存储器中，分别画出归零制、见“1”就翻的不归零制(NRZl)、调相制、调频制的写入电流、记录介质磁化状态、读出信号、整流及选通输出各信号波形图；指出哪几种方式有自同步能力？ 【例题解答】 (1)?归零制(RZ)：有自同步能力，如图所示。 (2)见“1”就翻的不归零制(NRZl)： 无自同步能力，如图4.35所示。 (3)调相制(PE) ：有自同步能力，如图4.36所示。 8.2 硬盘存储器 1.硬盘的分类 (1) 根据磁盘的盘体材料可分为软磁盘和硬磁盘。 (2) 根据磁头运动与否分为固定磁头磁盘和活动磁头磁盘。活动磁头式磁盘的每个记录盘面只用一个磁头，目前使用得最多的是活动磁头磁盘。 (3) 根据磁头是否与盘面接触可分为接触式磁头和浮动式磁头。 接触式磁头在读写时接触盘面，因而磁头与盘面都会磨损，影响使用寿命，但结构简单，价格低廉，多用于软盘。 浮动式磁头。磁头与盘面无直接接触，使磁头与记录介质均不受磨损。主要应用于各类硬盘。 8.2 硬盘存储器 (4)根据盘片是否可更换可分为可换盘片磁盘和固定盘片磁盘 可换盘存储器是指磁盘不用时可以从驱动器中取出脱机保存。这种磁盘可以在兼容的磁盘存储器间交换数据，由于可脱机保存，故便于扩大存储容量。为了达到可靠地交换数据的目的，磁盘的道密度要适当降低，从而使可换磁盘记录密度的提高受到限制。 固定盘存储器是指磁盘不能从驱动器中取出，更换时要把整个“头盘组合体”一起更换。这种结构的磁盘存储器称为温彻斯特磁盘(Winchester Disk)。 8.2 硬盘存储器 温彻斯特磁盘简称温盘，是一种可移动磁头固定盘片的磁盘存储器，它是目前应用最广，最有代表性的硬磁盘存储器。 所谓温彻斯特磁盘实际上是一种技术，这种技术是由IBM公司位于美国加州坎贝尔市温彻斯特大街的研究所研制的，它于1973年首先应用于IBM3340硬磁盘存储器中，因此将这种技术称作温彻斯特技术。 8.2 硬盘存储器 温彻斯特技术是磁盘向高密度、高容量发展的产物。温盘的主要特点是一种密封组合式的硬磁盘，将磁头、盘片、电机等驱动部件甚至读写电路等制成一个不可随意拆卸的整体，也叫“头盘组合体”。它的防尘性能好，可靠性高，对使用环境要求不高。而普通的硬磁盘要求具有超净环境，只有中大型计算机才有可能创建这样的环境。 磁盘存储器由驱动器(hard disk drive，简称