信息记录与存储技术 教学课件 作者 张美芳 著 第六章 磁盘存储技术.ppt

第六章 磁盘存储技术 【本章要点】 ● 磁记录发展史 ● 磁记录与存储的工作原理 ● 硬盘的结构与工作原理 ● 硬盘数据组织与存储 ● 软盘的结构和工作原理 ● 软盘记录信息的主要格式 ● 磁带的基本组成和工作原理 ● 磁带的物理特性与信息记录 ● 磁盘阵列原理、功能及应用 第一节 磁记录发展史 一、存储器 在一个计算机系统中，存储器是用以存储信息的，它包括两种情况：一是计算机当前运行时现场要使用的信息；二是计算机当前运行时暂时不需要使用，但必须存储在计算机中的信息。因此，现代计算机都配备有内存储器和外存储器。 二、磁记录技术的发展 磁存储，主要指磁表面存储器（MSM，Magnetic Surface Memory)。磁表面存储器是用非磁性金属或塑料做基体，在其表面涂敷、电镀、沉积或溅射一层很薄的高导磁率、硬矩磁材料的磁面，用磁层的两种剩磁状态记录信息“0”和“1”。基体和磁层合称为磁记录介质。 第二节 磁记录与存储的工作原理 一、磁记录基本原理 (一)磁记录介质 1、材料 2、特性 (二)磁头 1、环形磁头 2、单极型磁头 3、薄膜磁头 4、磁阻磁头 (三)信息存取原理 计算机磁表面存储器采用数字磁记录方式，被记录的是脉冲信号，介质上留下的是一连串的饱和磁化位元，读出时由磁头再转换成电信号。 (四)磁表面记录方式 在磁表面存储器中，写入操纵按照特定的规律把要写入的二进制数字信息转变成相应的磁化翻转状态记录在磁层上，而这种规律是由不同的记录方式决定的。 二、磁表面存储器的结构 磁盘存储器属于磁表面存储器，由磁盘和磁盘机(或称磁盘驱动器)构成。磁盘是圆形的、表面涂有磁性材料的金属或塑料基片，是信息的载体，或称磁载体。磁盘机是磁盘的驱动机构，实现对磁盘信息的读/写操作。 第三节 硬盘 外存储器包括软盘、硬盘、光盘、磁带机等。硬盘和软盘很相似，它们的工作原理大致相同，不同的是软盘与软盘驱动器是分开的，而硬盘与硬盘驱动器却是装在一起。另外，在使用时，二者速度差异很大。 一、硬盘的外部结构 (一)接口 (二)控制电路板 (三)固定盖板 二、硬盘的内部结构 (一)浮动磁头组件 (二)磁头驱动机构 (三)盘片和主轴组件 (四)前置控制电路 三、硬盘的工作原理 概括地说，硬盘的工作原理是利用特定的磁粒子的极性来记录数据。 四、硬盘的分类 (一)SCSI硬盘 (二)活动硬盘 (三)笔记本硬盘 (四)磁盘阵列 五、硬盘数据组织 硬盘在存储数据之前，一般需经过低级格式化、分区、高级格式化这三个步骤之后才能使用。 (一)低级格式化 1、低级格式化的主要功能 2、硬盘低级格式化的方法 (二)分区 1、分区的作用 2、硬盘分区 第四节 软盘 软磁盘由于其容量较小且容错性较差，放置较长时间后磁盘容易损坏，所以软盘一般不用做大量的数据备份，更多的是作为数据交换的介质。 一、软盘的结构和工作原理 (一)软盘驱动器结构 1、盘片驱动机构 2、磁头定位机构 3、数据读写抹电路系统 4、状态检测系统 (二)软驱的组成及其工作原理 软驱主要由控制电路板、电机、磁头定位器和磁头组成。磁头很小，上下各有一个。 二、软盘片的结构 (一)结构 (二)磁头读/写窗口 (三)写保护缺口 三、软盘的记录格式 软盘的圆形薄膜有两个面(side)，目前所用的软盘，两个面都用于存储数据。我们把无标签的一面称为0面，有标签的一面称为1面。 四、软盘磁道的格式 磁盘磁道的格式一般为软分段，即在整个磁盘上只有一个索引孔。磁盘每转一圈将产生一个索引信号，用以识别磁道的开始。 五、文件目录结构 磁盘文件目录结构是一种树形结构。基本目录是根目录，根目录下可以有许多子目录，每个子目录下又可以有自己的子目录。 六、新型软盘驱动器 (一)Zip软盘驱动器 (二)LS120软盘驱动器 第五节 磁带 磁带存储可以说是最古老的存储方式之一。从1952年第一台13mm(0、5英寸)磁带机在IBM公司问世以来，它已经走过了50多年的历史，积累了大量的使用经验和可靠性数据。 一、磁带的发展 目前，磁带产品有磁带机、磁带库、磁带阵列和自动加载磁带机。磁带机一般指单驱动器产品，是一种经济、可靠、容量大、速度快的备份设备。 二、磁带的优点 (一)高容量低密度 (二)