计算机组成结构-Lecture05

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1、计算机组成结构教师：傅均班级：计科1001/10024.4辅助存储器一、概述1.特点不直接与CPU交换信息2.磁表面存储器的技术指标道密度Dt：磁盘沿半径方向单位长度的磁道数，tpi、tpm位密度Db：单位长度磁道能记录二进制信息位数bpi、bpmC=n×k×s(1)记录密度(2)存储容量单位长度内所存储的二进制信息量外存所能存储的二进制信息总数量，B、b磁盘直接存取方式：寻道时间ts+等待时间tw(3)平均寻址时间(4)数据传输率(5)误码率辅存的速度寻址时间磁头读写时间Dr=Db×V出错信息位数与读出信息的总位数之比4.4平均寻址时间Ta=tsa+twa单位时间内磁表面存储

2、器向主机传送数据的位数或字节数二、磁记录原理和记录方式1.磁记录原理写4.4局部磁化单元载磁体写线圈SNI局部磁化单元写线圈SN铁芯磁通磁层写入“0”写入“1”IN读线圈S读线圈SN铁芯磁通磁层运动方向运动方向ssttffee读出“0”读出“1”4.4读1.磁记录原理2.磁表面存储器的记录方式011100010数据序列RZNRZNRZ1T位周期4.41）归零制RZ：1：正向脉冲；0：负向脉冲；之间驱动电流归零。优点：原理简单，实施方便缺点：写入时难覆盖原磁化区，须先抹去；记录密度不高2.磁表面存储器的记录方式011100010数据序列RZNRZNRZ1T位周期4.42）不归零制

3、NRZ：1：高电平；0：低电平；之间驱动电流不归零，见变就翻。2.磁表面存储器的记录方式011100010数据序列RZNRZNRZ1T位周期4.43）“见1就翻”的不归零制NRZ1：1：电流改变方向；0：电流方向保持不变；驱动电流始终有2.磁表面存储器的记录方式011100010数据序列PMFMMFMT位周期4.44）相调制PM（相位编码PE）：1：写电流相位由正到负；0：写电流相位由负到正；连续记录相同信息时，交界处电流方向都要变一次相邻信息不同，交界处电流方向维持不变2.磁表面存储器的记录方式011100010数据序列PMFMMFMT位周期4.45）调频制FM：1：在一位信

4、息记录时间中间时刻电流方向变化一次；0：在一位信息记录时间内电流方向保持不变；以驱动电流变化的频率不同来区分记录1还是02.磁表面存储器的记录方式011100010数据序列PMFMMFMT位周期4.46）改进型调频制MFM（倍密度记录方式）：大致同FM；只有当连续记录两个或两个以上0时，才在每位的起始处改变一次电流，减少翻转次数4.41）编码效率：指位密度与磁化翻转密度的比值，用记录一位信息的最大磁化翻转次数来表示。FM、PM：最大磁化翻转次数2，编码效率50%；MFM、NRZ、NRZ1:100%2）自动步能力指从单个磁道读出的脉冲序列中所提取同步时钟脉冲的难易程度，用最小磁化

5、翻转间隔和最大磁化翻转间隔的比值R衡量，R越大，自动步能力越强。NRZ、NRZ1：连续记录0或1时不发生磁化翻转，故R=0；FM：最大T，最小T/2，故R=0.53）其他：读分辨率、抗干扰能力、实现电路的复杂性3.评价记录方式的主要指标三、硬磁盘存储器1.硬磁盘存储器的类型(1)按磁头工作方式：固定磁头和移动磁头(2)按磁盘可换性：可换盘和固定盘2.硬磁盘存储器结构磁盘控制器磁盘驱动器盘片主机4.4温切斯特磁盘4.4磁盘磁盘组主轴磁头音圈电机位置检测定位驱动模拟控制放大闭环自动控制系统由磁盘控制器送来的目标磁道信号测速输出读写臂传动机构主轴定位驱动数据控制(1)磁盘驱动器4.4

6、(2)磁盘控制器接收主机发来的命令，转换成磁盘驱动器的控制命令实现主机和驱动器之间的数据格式转换和数据传送控制磁盘驱动器读/写通过总线(3)盘片对主机对硬盘（设备）磁盘控制器是主机与磁盘驱动器之间的接口存储信息的载体。由硬质铝合金-硬磁特性材料制成4.4(1)半导体盘:EEPROM，Flash(2)提高磁盘记录密度(3)提高磁盘的数据传输率和缩短平均存取时间(4)采用磁盘阵列RAIDRedundantArrayofIndependentDisks为便于寻址，数据块在盘面上的分布遵循一定规律（1）定长记录格式：台号-磁道号-盘面号-扇段号（2）不定长记录格式：根据需要决定记录块长

7、度4.43.硬磁盘存储器发展动向4.硬磁盘的磁道记录格式4.4四、软磁盘存储器1.概述速度磁头盘片价格环境硬盘软盘高低固定、活动活动固定盘、盘组大部分不可换可换盘片苛刻浮动接触盘片高低4.42.软盘片盘基由聚酯薄膜制成保护套主轴孔实际的软盘片写保护口读/写磁头访问槽衬里/清洁材料4.4五、光盘存储器1.概述采用光存储技术采用非磁性介质采用磁性介质第一代光存储技术第二代光存储技术不可擦写可擦写2.光盘的存储原理只读型和只写一次型可擦写光盘热作用（物理或化学变化）热磁效应4.4利用激光写入和读出