计算机组成与结构第八章.pptVIP

******8.5磁带存储器磁带存储器的读写工作原理基本上与磁盘存储器相同，因其存储信息的媒体呈带状看，故成为磁带。磁盘存储器，无论是硬盘还是软盘，都属于直接存取设备，因为是只要给出信息所在的盘面、磁道和扇区，磁头就能直接运动到那个位置存取信息。而磁带存储器是顺序设备，磁带上的文件只能依次存放。磁带存储器的发展趋势也是提高传输率，提高记录密度，改善机械结构，提高可靠性，提高性能价格比。提高密度的关键是磁头技术。在机械结构方面，简化了启停机构，发展了数据流磁带机，数据流磁带机已成为计算机中主要的后备存储设备。书上标题下的简介第31页，共48页，星期日，2025年，2月5日8.5.1磁带机的结构磁带机工作时，磁头固定，磁带移走。磁带的运动方向与磁盘不同。磁盘只在一个方向上作高速旋转运动。而磁带机为了寻找记录区，必须驱动磁带正走或反走，有的磁带机读写完毕后又要使磁头停在两个记录区之间。因此，为了保证磁带以一定的速度平稳地运动以及快速启停，在磁带机结构和电路上都应采取相应的技术措施。不同种类的磁带机差别很大。下面介绍传统的开盘式启停磁带机和数据流磁带机的结构。第32页，共48页，星期日，2025年，2月5日1.开盘式启停磁带机的结构开盘式磁带指的是磁带缠绕在圆形的带盘上，而且磁带的首端可以出去的磁带。开盘式磁盘机有有手动装带和自动装带两种结构。开盘式启停磁带机的结构比较复杂看，主要由走带机构，磁带缓冲机构，带盘驱动机构及磁头等组成。走带机构有双压轮式和真空机主动轮式两种，其作用是带动磁盘运动，以完成读写操作。缓冲机构的作用是减小磁带运动中的惯性，以便使磁带快速地启停。缓冲机构有摆杆式和真空带箱两种。第33页，共48页，星期日，2025年，2月5日双压轮真空积带箱式磁带机如图所示：第34页，共48页，星期日，2025年，2月5日2.数据流磁带机数据流磁带机是将数据连续地写在磁带上，每个数据块间插入记录间隙，使磁带机在数据块间不启停，从而简化了磁带机的结构。盒式磁带的结构类似于录音带和录像带，盒带内部装有供带盘和收带盘。数据流磁带机的读写机构与启停式磁带机区别较大。传统的启停式磁带机是多位并行读写，而数据流磁带机采用类似于磁盘的串行读写方式，决定了两者之间的记录格式不同。第35页，共48页，星期日，2025年，2月5日8.5.2磁带的记录格式国际上通用的1/2英寸9道启停式磁带和1/4英寸盒式数据流磁带的记录格式，这是两种最常用的标准磁带。第36页，共48页，星期日，2025年，2月5日在1/4英寸磁带中，QIC-24是一种标准记录格式。QIC-24记录格式有4道和9道两种基本格式。第37页，共48页，星期日，2025年，2月5日注意：数据流磁盘机是串行隧道记录，其读写顺序类似于磁盘。这种方式叫作蛇形记录。第38页，共48页，星期日，2025年，2月5日8.5.3循环冗余校验码（CRC）外部设备中的数据，在存储与传送过程中，可能产生错误，通常用奇偶校验码来发现1个或奇数个错误。对于磁表面存储器，可能会出现多个错误码，通常采用循环冗余校验码（CRC）来发现并纠正错误。第39页，共48页，星期日，2025年，2月5日下面以磁带机为例来说明利用CRC对一个记录块进行纠错的方法。假设采用宽度为1/2英寸的标准磁带，有9条磁道，其中8条磁道记录信息（一个字节）；一条磁道记录横向奇偶校验码，对每一行信息进行奇偶校验。通常采用奇校验。磁带上每个记录块的末行数据之后留有三行空白行，接着是一行CRC码，在CRC之后又有三行空白行，然后是一行纵向奇偶校验码，对每一磁道上的信息（包括CRC）在内进行校验，本例采用偶校验。由于在多个磁道上同时发生错误的可能性很小，也就是说，错误一般发生在同一磁道上，CRC能发现仅在一个磁道出错的多个错误码。并能将它们纠正。第40页，共48页，星期日，2025年，2月5日第41页，共48页，星期日，2025年，2月5日写入磁带是按行（9位，并行）进行的，行与行之间是串行的。图7.22表示循环冗余码的形成和纠错过程。纠错原理是：用循环码的规律和专门线路指出产生错误的磁道Ｘ，然后用横向奇偶校验码检测每一行是否有错。如有错，就错在该行的Ｘ磁道，取该位的反码，错误即得到纠正。参看图7.22（a），写入磁带的数据（8位）先形成奇校验位，连同原数据（共9位）一起写入磁带，并且同时送入循环冗余校验寄存器CRCR，如此重复，直到所有的数据全部写入磁带，然后将CRCR中的内容（即校验码）也写入磁带，写带过程结束。CRCR由一个移位寄存器（9位）和13个异或门组成，上图