310 外存储器.pdf

3.10 外存储器 3.10.1 外存储器概述 主存的后备和扩充，也称外存。 特点：容量大,可靠性高,单位存储容量价格低,在掉电情况下 能长期保存信息。非易失性存储器。 辅助存储器的主要技术指标是存储密度、存储容量、寻址时 间、访问时间等。 （1）存储密度。 道密度(TPI)：磁盘半径方向单位长度包含的磁道。 位密度(BPI)：在每一个磁道内单位长度内所能记录的二 进制信息数。 （2 ）存储容量 存储容量指磁表面存储器所能存储的二进制信息总量， 一般以字节、扇区或数据块为单位。 计算机组成原理 （3 ）寻址时间 磁盘存储器采取直接存取方式，寻址时间包括两部分： •磁头寻找目标磁道所需的找道时间Ts 。 •找到磁道以后，磁头等待所需要读写的区段旋转到它的下方所需要 的等待时间tw 。由于寻找不同磁道和等待相应扇区所需的时间不 同。因此取它们的平均值，称作平均寻址时间Ta 。它由平均寻道时 间Tsa和平均等待时间Twa组成： Ta=Tsa+Twa=(Tsmax+Tsmin)/2+(Twmax+Twmin)/2 磁带存储器采取顺序存取方式，不需要寻找磁道但需要考 虑磁头寻找记录区的等待时间。 磁盘平均访问时间=平均寻道时间+平均等待时间+传输时间 （4 ）数据传输率 磁表面存储器在单位时间内与主机之间传送数据的位数或字 节数，称为数据传输率Dr 。 计算机组成原理 磁记录原理 磁盘存储是用某些磁性材料薄薄地涂在金属铝或塑料、陶瓷或 玻璃等表面作载磁体来存储信息。磁表面记录设备是在磁头和 磁性材料的记录介质之间有相对运动时，通过一个电磁转换过 程完成读写操作的。 磁头是实现电磁转换过程的关键装置，通常由软磁材料做成 （外界磁场的作用消失后，该磁性材料的磁性容易消失）。 计算机组成原理 磁记录原理 写入：将计算机并行数据进行并-串变换，然后一位一位的由写电流驱动 器将交变信号电流通过磁头线圈，使磁体内的磁通量发生变化，交变磁场 从缝隙中漏出，使匀速转动的磁盘表面磁化。根据写入电流的方向决定是 写“1”还是写“0”。当载磁体相对于磁头运动时，就可以连续写入一连 串的二进制信息。 写线圈 写线圈 I 铁芯 I 磁通 磁层 N S S N 局部磁化单元 载磁体 局部磁化单元 写入“0” 写入“1” 计算机组成原理 读出：磁盘匀速转动，磁化点顺序经过磁头，在磁头线圈中感应出相应的 电动势，经过放大检测等一定的处理后，还原成原来存入的数据信号。由于 数据是一位一位串行读出的，故要经串-并变换后，再将并行信号送至计算 机。 读线圈 读线圈 铁芯 磁通 磁层 N S S N 运动方向 运动方向 φ