《磁存储器》PPT课件

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1、磁存储器9.1概述9.2数字磁记录原理9.3软磁盘存储器9.4硬磁盘存储器9.1概述分层存储体系结构核心：CPU0层：寄存器1层：CACHE2层：MEMORY3层：HDD4层：FD、磁带、光盘等磁存储器的特点优点非易失性，可长期存储存储密度高，容量大R/W速度快缺点机械部件易磨损存取速度较内存还是有几个数量级的差别功耗大，体积大磁存储原理属于磁表面存储器，以剩磁的状态表示信息。磁表面：在带状或圆片状的载体上涂敷一层薄磁性材料而成，其厚度一般在0.2~0.5微米之间。利用线圈制造磁场，让磁场在次表面上通过，然后在磁表面上留下磁筹（剩磁）。读出来的时候就

2、让线圈在磁筹上通过，通过切割磁力线，产生感应电流，从而把数据从磁表面上读出来。9.2数字磁记录原理此部分略9.3软磁盘存储器参见硬磁盘(实物)3”5”软驱接口硬盘接口9.4硬磁盘存储器9.4.1概述9.4.2工作原理9.4.3结构组成及工作原理9.4.4接口9.4.5硬磁盘适配器9.4.6磁道格式9.4.7硬磁盘存储器的发展9.4.1概述硬磁盘存储器是计算机系统的主要外存储器。世界第一台硬盘驱动器(HDD)是1956年问世的IBM350，它由五十片直径为24英寸的盘片组成，面密度为每平方英寸2KB，存储容量仅5MB。转速为1200转／min。磁头是静

3、压式，工作时需要向盘组压人压缩空气。平均定位时间长达600毫秒。自那以后，硬盘驱动器经历了近40年的发展，技术取得了惊人的进步。硬盘从它诞生的第一天开始就作为计算机的外存储设备。目前尽管受到来自光盘和半导体盘的激烈竞争和挑战，但从数据存储速度和产品价格两方面比较，要把光盘从现在的70～80ms平均存取时间降到HDD现在已经达到的20ms左右的水平，要把现在几十倍于HDD价格的半导体盘降到现在HDD的价格水平，不是一件轻而易举的事。同时HDD的性能／价格比还在飞速提高。因此，HDD在计算机各类外存储设备的统治地位，至少短时期内不会改变。特点存储容量大随

4、机存储数据速率高可靠性好分类按磁头的工作方式分类按磁盘的可换性分类按磁盘尺寸分类按磁层分类按盘片数目分类硬盘内部结构9.4.2工作原理磁盘存储器的数据读／写是靠磁头和盘片来实现的，盘片是在圆形盘基表面上涂有一层磁介质而制成的，工作时盘片在主轴电机驱动下匀速旋转，读／写磁头浮动在盘片上。数据是按磁道分布的。盘片上的磁道从外缘向圆心，按0～N顺序编号(图1—10)。磁头通过磁头臂安装在滑动小车上，在驱动和定位机构控制下，磁头沿盘片径向作进、退运动，访问相应磁道。一般盘片的两面都有读／写磁头。多片盘的情况，各片盘上相同编号的磁道组成一个柱面，柱面的编号与磁

5、道号相同。9.4.3结构组成及工作原理磁盘驱动动器主要有盘片(或盘组)、主轴驱动机构、磁头、磁头驱动和定位机构、读／写电路接口及控制电路等组成。温式盘的主要特点1．把磁头、小车、导轨、主轴和盘片等封装在一个腔体内，制成一个整体组件，称之为HDA(headdiskassembly)。2．采用了质量轻、浮力小的磁头。采取了接触起停方式，又称CSS方式(contactstartstop)。3．由于采用了接触起停的方式，磁头与盘面有磨擦，为了延长使用寿命，除了在主轴电机上装有制动机构，缩短停机摩擦过程外，盘面上还涂有一层润滑剂，使CSS的次数由原来的1000

6、次提高到10000次以上。（图见P291）9.4.4接口常用的控制器有4种：ST-506/ST-412接口ESDISCSIIDEEIDE（对IDE的扩展）9.4.5硬磁盘适配器定时电路I/O接口电路智能控制器状态检测和控制器读/写数据电路校验和纠错电路存储电路9.4.6磁道格式记录在盘面上的信息是串行排列在磁道上的，以字节为单位，一群相关的字节组成字节组，一系列字节组称为记录，一批相关的记录组成文件。盘面上的信息是遵循一定的规律安排的，并加上了寻址信息。不同类型的磁盘驱动器，由于基本结构上的区别，其寻址方式、磁道格式等都可能不同。就一般移动式磁头的磁

7、盘驱动器而言，当要访问某一个记录时，磁头须从当前所处的磁道运动到指定的目标磁道，再等待被访问的记录块旋转到磁头下。所有盘面上的磁头是装在同一个小车上作同步运动的，也就是说，每一瞬间各盘面上的磁头均处于各自同一序号的磁道上，这些序号相同的磁道组成了一个柱面，与磁道编号一样，零磁道所在的柱面为零柱面，1号磁道所在的柱面为1号柱面，依次类推。9.4.7硬磁盘存储器的发展硬磁盘驱动器的技术进步主要表现在下列几个方面。(一)降低浮动磁头的高度60年代后，成功地研制了动压浮动磁头，这种磁头是利用盘片旋转时产生的气流而浮起的，浮动高度从20pm不断地降低到lOOn

8、m。(二)采用伺服定位，提高磁道密度最初的硬盘驱动器用油压机构来驱动和机械方法定位磁头，精度差，磁道密度仅为