计算机组成原理(4.4磁表面存储器的存储原理.pdf

4.4 磁表面存储器的存储原理 磁表面存储器是目前使用最广泛的外存储器。 本节主要介绍磁表面存储器的基本存储原理， 如记录介质和磁头、读写原理、磁记录编码 方式以及外存储器中采用的校验方法等。 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红 4.4.1 记录介质与磁头 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。 写入过程：记录介质在磁头下匀速通过，若在磁头线圈中通 人一定方向一定大小的电流，则磁头导磁体被磁化，建立一定方向 和强度的磁场。由于磁头上存在工作间隙，在间隙处的磁阻较大， 因而形成漏磁场。在漏磁场的作用下，将工作间隙下面介质平面上 微小、区域的磁性粒子向某一水平方向磁化，形成一个磁化单元， 水平磁记录。 当漏磁场消失以后，由于磁层是硬磁材料，因此磁层呈现剩 磁状态。而磁头是良好的软磁材料，线圈内电流消失以后，又回到 未磁化状态。 如果在磁头的写入线圈中连续通入不同方向的电流，磁化单元 的方向不同，剩磁状态也不同，用以代表二进制信息的“1”和 “0”。随着写入电流变化和记录介质的运动，就可将二进制数字序 列转化为介质表面的磁化单元序列。 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红 2 1．磁记录介质 磁记录介质指的是涂有薄层磁性材料的信息载体。可以脱机保 存信息，并且可以作为不同系统之间信息交换的手段。因此又 称为磁记录媒体。 根据磁记录介质的基底不同，主要有软性介质（磁带和 软磁盘片）和硬性介质（硬磁盘片）两种。磁性材料也有颗粒 材料和连续材料两类。 一种好的记录介质应该具有记录密度高、输出信号幅度 大，作低，表面组织紧密、光滑、无麻，电，薄厚均匀，对周 围环境的温度、湿度不敏感，能长期保持磁化状态等特点。基 体和磁性材料两者都可能影响记录介质的性能。 最常用的磁性材料是γ –Fe203针状颗粒材料，称为磁 粉，采用涂布工艺将其涂敷在基体上形成记录介质。 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红 3 1．磁记录介质 （1）平涂工艺 利用涂布机在带基上涂敷磁浆，其涂层厚 度的均匀性相对后面的甩涂工艺来说较差，因此， 提高记录密度有困难，适用于制造磁带和软磁盘。 （2）甩涂工艺 也称离心涂敷，这种工艺可以在铝合金盘基 上制造硬磁盘，也可以在柔性片基上制造软磁盘。 制造高记录密度的软磁盘和标准软磁盘经常使用 甩涂工艺。 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红 4 2．读/写磁头 磁头是实现电/磁转换的装置。用电脉冲表示的二进制代码 通过磁头转换成磁记录介质上的磁化格式。而介质上的磁化信息 又要通过磁头转换成电脉冲。介质上已记录信息的清除是通过磁 头将介质上磁层向某一方向饱和磁化或去磁而得。因此磁头的性 能对于写、清除、记录密度和读出速度等均有影响。 在一个具有缝隙的环形导磁体上绕上线圈，就构成了磁头。 磁头的导磁体用两半环对接而成，存在着前后两个间隙。后间隙 的存在增大了导磁体的磁阻，因此后间隙做得很小。前间隙在磁 头极尖处，信息的读写均要通过它，因此又称为工作间隙。