第8章 辅助存储器.ppt

第8章辅助存储器
计算机中的存储器分有主存储器和辅助存储器两大类。
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。
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。
辅助存储器的种类
磁表面存储器
利用磁性介质材料沉积在盘片表面的基体上形成记录介质,以绕有线圈的磁头与记录介质的相对运动来读写信息。
光存储器
利用激光束在具有感光特性的表面上存储信息。
磁表面存储器的技术指标
存储密度
面密度:单位面积中存储的二进制信息量;
道密度:单位长度上存储的二进制信息量。
存储容量
格式化容量:按照某种特定的记录格式的容量,是用户真正可以使用的容量。
非格式化容量:磁记录表面可利用的磁化单元总数。
寻址时间
磁盘的寻址时间由寻道时间Ts+等待时间Tw构成
磁带的寻址时间:磁带转到记录区的时间
数据传输率
单位时间内从磁表面存储器所读/写的信息量。
误码率、价格
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。
磁记录介质:
涂有薄层磁材料的信息载体。-Fe2O3针状颗粒材料-磁粉。
磁头:实现电-磁转换的装置。
Iw
数据写入:在线圈中通以一定方向的电流。
数据读出:磁介质在磁头下匀速运动。
读写原理
写入:记录介质在磁头下匀速通过,磁头线圈中通入一定方向和大小的电流,则会在介质上形成一个磁化单元。电流方向不同,则磁化方向也不同。一个磁化方向规定为“0”,另一个磁化方向就规定为“1”。
读出:记录介质在磁头下匀速通过时,读出线圈会感应出电压,磁化方向不同,则感应电压就不同,对感应电压进行放大和整型,就可以读出“0”或“1”。
磁记录方式
磁记录方式是一种编码方式。是按某种规律将一串二进制数字信息变换成磁层的相应磁化翻转形式,并经过读写控制电路实现这种转换规律。常见的方式有:
归零制(RZ)
记录1时电流正向流动,记录0时电流反向流动。在记录2个信息位之间,电流为零。
不归零制(NRZ)
记录1时电流正向流动,电流保持到下一个信息到来,记录0时电流反向流动,并电流保持到下一个信息到来。当连续写入“1”或“0”时,写电流的方向是不改变的。
不归零-1制(NRZ1)
记录1时电流改变极性,使磁记录层的磁化强度方向发生翻转;记录0时保持原来的写电流和磁化强度方向。也称为见1就翻的不归零制。
续前
调相制(PM)
又称相位编码(PE)。在一个记录单元内,磁头线圈中的写入电流由负到正表示记录信息0,由正到负表示记录信息1。两者的相位相差180度。当二进制信息中出现连续两个1或连续两个0时,为了维持上述规则,在两个记录单元的交界处也要发生翻转。
调频制(FM)
在记录单元起始处不论是记录0还是1,都要改变电流方向,产生翻转;在一个记录单元中间点,记录1时改变电流方向,产生翻转,记录0时不改变电流方向,不产生翻转。这样记录1的频率是记录0的频率的2倍。
改进型调频制(MFM)
当二进制信息中出现连续0时,其记录单元的交界处翻转一次。在其它情况下(0->1,1->0,1->1)其记录单元的交界处不翻转;
在一个记录单元的中间点,记录1时改变电流方向,产生磁化翻转,记录0时不改变电流方向,不产生磁化翻转。
读出信号的形成
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。
不归零制(NRZ),(a)。
不归零-1制(NRZ1) ,(b)。
改进调频制(MFM) ,(c)。
RRL码
RRL码:Run Length Limited Code--游程长度受限码。
将原始数据序列变换成0、1受限的记录序列,编码规则:把输入二进制信息变换成0游程长度受限码---任何两位相邻的1之间的0的最大位数k和最小位数d均受到限制的编码,然后再用逢1变化不归零制方式进行调制和写入。正确设计k和d值,可以获得优良的编码性能。
FM、PM等都可用RLL进行描述。
GCR码
GCR码:Group Coded Recording—成组编码,也是一种RLL码。编码规则:
把输入信息序列按4位长度分组,然后按变换规则把4位信息码变换成5位编码,最后再把编码序列用逢1变化不归零制规则调制。
见书265页,表8-1。