第四章 存储器5.ppt

第4章 存储器 主讲 刘仁芬 第４章 存 储 器 4.4 辅助存储器 例子：假设磁盘存储器有6个盘片，最外侧盘面不能记录，每面有204条磁道，每条磁道有12个扇区，每个扇区512B，磁盘机以7200rpm速度旋转，平均定位时间为8ms。（1）计算该磁盘存储器的存储容量（2）计算磁盘存储器的平均寻址时间 计算机组成原理 * 4.1 概述 4.2 主存储器 4.3 高速缓冲存储器 4.4 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 磁盘道密度：沿半径方向单位长度磁道数，tpm/tpi 磁带/磁盘位密度：单位长度磁道记录的比特数bpm/bpi 记录密度 存储容量 磁表面存储器所能存储的二进制信息的总量，Byte Platters Track Sector 平均寻址时间 磁盘访问过程—直接存取方式 (1)寻道：将读写磁头移动到正确的磁道上 (2)寻找扇区：等待磁盘旋转到需要访问的扇区 (3)数据传输：读写数据（1个或多个扇区） 磁带访问过程—顺序存取方式 磁头不动，磁带移动，不寻道但需要等待。 数据传输率 单位时间内向主机传送数据的位数 误码率 常用循环冗余码CRC来发现和纠正传输错误 记录介质运动速度 记录密度 数据传输率 二、磁记录原理和记录方式 1. 磁记录原理 写 局部磁化单元 载磁体 写线圈 S N I 局部磁化单元 写线圈 S N 铁芯 磁通 磁层 写入“0” 写入“1” I 4.4 辅助存储器 N 读线圈 S 读线圈 S N 铁芯 磁通 磁层 运动方向 运动方向 s s t t f f e e 读出 “0” 读出 “1” 读 1. 磁记录原理 一种编码方法，即按某种规律将一串二进制信息，通过读写电路变换成磁层介质中的磁化翻转序列 （1）定义： （2）常见编码方式： 归零制（RZ） 线圈中正脉冲电流为“1”，负脉冲电流表示“0”，两位信息位之间线圈中无电流。 RZ 位信息 1 0 1 1 1 0 0 0 1 2. 磁表面存储器的记录方式 不归零制（NRZ） 线圈中一直有正或负脉冲电流，相邻两位信息位代码不同才改变电流方向。 见1翻转的不归零制（NRZ1） 线圈中始终脉冲电流，只有见到“1”才改变电流的方向，记录“0”时电流方向保持不变。 NRZ 位信息 1 0 1 1 1 0 0 0 1 位信息 1 0 1 1 1 0 0 0 1 NRZ1 调相制（PM/PE） 相位编码。用脉冲边沿来表示,记录“0”由负变正，记录“1”由正变负。相同相邻信息间要变方向，不同相邻信息间不变方向。 调频制（FM） 频率编码。“1”:高频记录，位周期中心翻转；“0”:低频记录，位周期中心不翻转；位与位之间都翻转。 位信息 1 0 1 1 1 0 0 0 1 PM 位信息 1 0 1 1 1 0 0 0 1 FM 改进的调频制（MFM） 倍密度频率编码。“1”:高频记录，位周期中心翻转；“0”:低频记录，位周期中心不翻转；位与位只有连续两个(2以上)的“0”时才在位周期起始位置翻转 位信息 1 0 1 1 1 0 0 0 1 FM MFM 二次改进的调频制（M2FM） 成组编码（GCR） 游程长度受限码（RLL） 三、硬磁盘存储器 1. 硬磁盘存储器的类型 (1) 固定磁头和移动磁头 (2) 可换盘和固定盘（温切斯特磁盘） 2. 硬磁盘存储器结构 磁 盘 控 制 器 磁 盘 驱 动 器 盘 片 主 机 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 (2) 磁盘控制器 接收主机发来的命令，转换成磁盘驱动器