第8章-辅助存储器-修改过.ppt

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1、第8章辅助存储器8.1磁表面存储器的种类与技术指标8.2磁记录原理与记录方式8.3磁盘存储器8.4磁带存储器8.5光盘存储器8.6固态盘习题计算机中的存储器分为:主存储器:用来存放需立即使用的程序和数据，要求存取速度快，通常由半导体存储器构成辅助存储器:用于存放当前不需立即使用的信息，一旦需要，再和主存成批地交换数据。它作为主存的后备和补充，是主机的外部设备，因此又称为外存储器。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。现代计算机使用各种类型的存储器构成多层次存储系统，很好地解决了

2、速度、成本、容量之间的矛盾，提高了性价比。8.1磁表面存储器的种类与技术指标当前市场上流行的辅助存储器主要有磁表面存储器和光存储器两大类。磁表面存储器是将磁性材料沉积在盘片(或带)的基体上形成记录介质，并以绕有线圈的磁头与记录介质的相对运动来写入或读出信息。光存储器介质主要是光盘，其记录原理不同于磁盘，它是利用激光束在具有感光特性的表面上存储信息的。光盘的容量比磁盘的容量大，是很有发展前途的新型辅助存储器。辅助存储器的主要技术指标主要技术指标包括存储密度存储容量寻址时间数据传输速率误码率价格存储密度单位长度或面积磁层表面所能记录的二进制信息量，

3、称为存储密度或记录密度。磁道是指存储在介质表面上的信息的磁化轨迹。磁盘上的磁道是磁盘表面半径不一的同心圆，磁带的磁道是沿着磁带长度方向的直线。对于磁盘，存储密度用道密度和位密度来衡量，也可以用两者乘积－－面密度表示。对于磁带存储器，主要用位密度。道密度Dt是指磁盘记录区半径方向单位长度记录的磁道数。单位为道/英寸(tpi)或道/毫米(tpmm)。位密度Db(也叫线密度)是指单位长度磁道所能记录的二进制位数，单位是位/英寸(bpi)或位/毫米(bpmm)。磁道具有一定的宽度，叫道宽。相邻两条磁道中心线之间的距离叫道距。存储容量磁表面存储器所能存储

4、的字节总数，称为存储容量。它有格式化容量和未格式化容量之分。未格式化容量是按道密度和位密度计算出来的容量，其容量Cn可用下式计算Cn=n*k*Sn式中：n——数据记录面数；k——每一记录面的磁道数：Sn——内圈磁道周长*位密度操作系统是以1G＝1024MB，存储器厂商是以1G＝1000MB计算，造成实际容量小于标称容量。存储容量（续）格式化存储容量是指在磁盘中写入了各种附加信息后用户实际可用的存储容量，可用下式计算C=n*k*l*m式中：l——每条磁道的扇区数；m——每个扇区的字节数。通常：格式化容量只有未格式化容量的60％一70%。寻址时间磁

5、盘存储器采取直接存取方式，寻址时间包括两部分：磁头从某一起始位置移动到目标磁道所需的找道时间ts。找到磁道后，磁头等待要读写的扇区旋转到它下方所需要的等待时间tw。各种环境下，这两个时间各不相同，所以分别取它们的平均值，称为平均寻址时间Ta，它由平均找道时间Ts和平均等待时间Tw组成：Ta=Ts+Tw=(tsmax+tsmin)/2+(twmax+twmin)/2找道时间的长短与磁头的起始位置及所要寻找的磁道等有关，目前硬磁盘的Ts在10ms左右。平均等待时间和磁盘的转速有关，它用磁盘旋转一周所需时间的一半来表示。磁带存储器采取顺序存取方式，不

6、需要寻找磁道，但需要考虑磁头寻找记录区的等待时间。实际磁头不动，磁带移动，所以寻址时间指的是磁带空移到磁头应访问记录区所在位置的时间，它比硬盘的寻址时间长得多。数据传输速率Dtr(Datatransferrate)磁表面存储器单位时间内与主机之间传送数据的位数或字节数，称为数据传速率Dr。传输率与存储设备和主机接口逻辑两者有关，它等于记录密度D和记录介质的运动速度V的乘积。误码率、价格误码率是衡量磁表面存储器出错率的参数。它等于从辅存读出时，出错信息位数和读出的总信息位数之比。通常用位价格来比较各种存储器。位价格是设备价格除以容量。8.2磁记录

7、原理与记录方式本节将讨论磁表面存储信息的存取原理、磁记录介质、磁头以及磁记录的编码方式。8.2.1磁记录原理磁表面存储器通过磁头和记录介质的相对运动完成写入和读出。写入过程如图8.1(a)所示。读出过程是将介质上记录的磁化单元序列还原为电脉冲序列的过程。如图8.1(b)所示。图8.1读写原理8.2.2磁记录介质与磁头1.磁记录介质磁记录介质指的是涂有薄层磁性材料的信息载体。可以脱机保存信息，并且可以作为不同系统之间信息交换的手段。因此又称为磁记录媒体。根据记录介质的基底不同，主要有软性介质(磁带和软磁盘片)和硬性介质(硬磁盘片)两种。最常用的磁

8、性材料是γ-Fe2O3针状颗粒材料，称为磁粉，采用涂布工艺将其涂敷在基体上，形成记录介质。2.感应式磁头磁头是实现电—磁转换的装置。用电脉冲表示的二进