磁头通常由软磁材料ppt课件.ppt

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1、计算机原理及系统结构第三十九讲主讲教师：赵宏伟学时：64第9章辅助存储器与磁盘阵列技术本章主要内容外部存储设备概述磁盘设备组成与运行原理磁盘阵列技术与容错支持光盘设备组成与运行原理3外部存储设备概述类型：主要指磁表面存储器（磁盘、磁带）光存储器（光盘）特性：容量大、成本低、断电后还可以保存信息，能脱机保存信息，弥补了主存的不足技术指标存储密度：单位长度或单位面积上存储的二进制信息数量。存储容量：一台设备能存储的总信息量，以字节为单位。寻址时间：直接存取方式访问（如磁盘）顺序存取方式访问（如磁带）数据传输率：单位时间内传送数据的数量，单位

2、bps或者Bps。误码率：一个轮次读操作过程中，出错的比例。价格：总价格和存储单位信息的平均价格。P2304磁记录原理磁表面记录设备，是在磁头和磁性材料的记录介质之间有相对运动时，通过一次电磁转换完成一次读写操作。磁头：通常由软磁材料（外界磁场的作用消失后，该磁性材料的磁性容易消失）做成。磁记录介质：在刚性或柔性载体上涂有薄磁材料的物体，记录以磁状态表示的信息。一般选用硬磁材料（外界磁场的作用消失后，该磁性材料的磁性尽量多的保留）。P2315磁记录原理前间隙后间隙铁氧体线圈电流磁记录介质磁头结构和电磁转换示意图磁头，软磁材料导磁率高，饱

3、和磁感应强度大矫顽力小，剩余磁感应强度小磁记录材料，硬磁材料记录密度高，记录信息时间长输出信号幅度大，噪声低表面组织紧密、光滑、无麻点薄厚均匀，温度、湿度影响小P2316磁记录方式磁记录方式：是指一种编码方法，即如何将一串二进制信息，通过读写电路变换成磁层介质中的磁化翻转序列好的编码方法应该有：更高的编码效率：编码效率：指记录密度与最大磁化翻转密度之比，即为记录一位信息所用的最多磁化翻转次数的倒数；FM、PM编码效率50％，MFM、NRZ、NRZ1编码效率100％更高的自同步能力：自同步能力：指从读出的数据信息中提取出同步时钟信号的难易

4、程度，可以用最小磁化翻转间隔与最大翻转间隔的比值来衡量；NRZ、NRZ1没有自同步能力，PM、FM、MFM有自同步能力更高的读写可靠性：采用能检查错误，甚至自动纠正错误的措施P2317常用的编码方式归零制（RZ）向磁头线圈送入正、负脉冲电流的办法执行写“1”、写“0”操作，使1和0信号在介质磁层中的磁化状态正好相反。主要矛盾，是在两个信息位之间磁层处于非磁化状态，难以解决，故不实用。不归零制（NRZ）与RZ方案相比，取消了两个信息位之间磁头线圈中无电流的情况，故磁层中不存在未被磁化的状态，不是被正向磁化，就是被反向磁化。编码效率为100

5、%，但无自同步能力。见1翻转的不归零制（NRZ1）用在写“1”时就要变化磁头线圈中的电流方向（写“0”则不变电流方向）的办法执行写“1”、写“0”操作的方案。编码效率为100%，但无自同步能力。8常用的编码方式调相制（PM）在磁层中采用不同的磁化翻转方向来区别数据“1”和“0”的方案，磁头线圈中的电流，在写“1”和写“0”时要朝不同的方向变化，读出时，就表现为读出的信号是正还是负脉冲，即二者的信号相位差为180度。有自同步能力，但编码效率为50%调频制（FM）用在磁层中不同的磁化翻转次数来区别数据“1”和“0”的方案，记录“1”比记录“

6、0”磁化翻转频率要多一倍。磁头线圈中的电流，在每个位周期的起始处要变化一次方向，在写“1”时，还要在位周期中心处再变化一次方向，而写“0”则不会在位周期中心处变化电流方向。有自同步能力，但编码效率为50%改进的调频制（MFM）调频制的改进方案，提高编码效率到100％，取消了大部分的在位期起始处的改变磁头线圈中的电流方向的动作，只保留在连续的“0”信号的位周期起始处的的电流方向变化，以便保证该编码方式的自同步能力。有自同步能力，编码效率为100％9常用磁记录方式波形图NRZNRZ1PMFMMFM位信息101110001位周期RZ10计算机

7、原理及系统结构第四十讲主讲教师：赵宏伟学时：64本章主要内容外部存储设备概述磁盘设备组成与运行原理磁盘阵列技术与容错支持光盘设备组成与运行原理12磁盘设备组成与运行原理磁盘设备的组成磁盘驱动器：通常是一个完整独立的设备，包括作为磁记录介质使用的磁盘和驱动磁盘匀速旋转的动力与驱动部件，完成读写功能的磁头和驱动磁头沿磁盘径向方向运动和准确定位的部件，以及其它一些控制逻电路等部件。磁记录介质：单独的、可以和磁盘驱动器分开保存的硬磁盘片、磁盘组、软磁盘片等。磁盘接口电路：是插在主机总线插槽中的一块电路卡，用于把磁盘驱动器与计算机主机连接为一体系

8、统，接收主机发给磁盘的操作命令，实现数据缓冲与格式变换，处理主机与磁盘之间的其它交互作用与时间上的同步等。P23313硬磁盘驱动器结构示意图磁头磁盘组主轴通风机取数臂定位驱动器速度传感器小车主电机传动皮带滤