第四章存储子系统磁表面存储器_.ppt

4.3 磁表面存储器磁表面存储器4.3.14.3.1读写原理读写原理存储介质：存储介质：磁层磁层读读/写部件：写部件：磁头磁头（1 1）写入）写入在磁头线圈中加入磁化电流（写电流），并使磁层在磁头线圈中加入磁化电流（写电流），并使磁层移动，在磁层上形成连续的小段磁化区域（位单元）移动，在磁层上形成连续的小段磁化区域（位单元）。（2 2）读出）读出磁头线圈中不加电流，磁层移动。当位单元的磁头线圈中不加电流，磁层移动。当位单元的转变转变区区经过磁头下方时，在线圈两端产生经过磁头下方时，在线圈两端产生感应电势感应电势。读出信号读出信号磁通变化的区域磁通变化的区域4.3.2磁记录方式磁记录方式磁记录方式是指用什么形式的电流脉冲使磁化元能向磁记录方式是指用什么形式的电流脉冲使磁化元能向两个方向磁化来记录两个方向磁化来记录1和和0信息。信息。1.归零制（归零制（RZ）:用正脉冲写入用正脉冲写入1，负脉冲写入，负脉冲写入0，每写，每写完一位数据，写入电流都必须恢复到完一位数据，写入电流都必须恢复到0。2.不归零制（不归零制（NRZ）:线圈中始终保持有写入电流，正线圈中始终保持有写入电流，正方向电流写入方向电流写入1，反方向电流写入，反方向电流写入0，如果记录两位信，如果记录两位信息相同，写入电流方向不变。息相同，写入电流方向不变。3.不归零不归零-1制（制（NRZ-1）:见见1则翻。则翻。写写0时，写入电流维持原方向不变（时，写入电流维持原方向不变（-I或或+I）写写1时，写入电流翻转（时，写入电流翻转（-I+I或或+I-I）4.调相制（调相制（PM）：写）：写0时在位单元中间位置让写入电时在位单元中间位置让写入电流负跳变，由流负跳变，由+I-I，写，写1时在位单元中间位置让写入时在位单元中间位置让写入电流正跳变，由电流正跳变，由-I+I。5.调频制（调频制（FM）:每个位单元的起始处，写入电流都每个位单元的起始处，写入电流都改变一次方向，写改变一次方向，写0时，位单元中间不变，写时，位单元中间不变，写1时，位时，位单元中间改变一次方向。单元中间改变一次方向。6.改进型调频制（改进型调频制（MFM）:写写1时，在位单元中间改变时，在位单元中间改变写入电流方向；写写入电流方向；写0时不翻转，但写入两个以上时不翻转，但写入两个以上0时，时，在他们的交界处改变写入电流方向。在他们的交界处改变写入电流方向。4.3.3磁盘存储器磁盘存储器1.几个基本概念几个基本概念1）记录面：磁盘片的表面。）记录面：磁盘片的表面。2）磁道：记录面上一系列的同心圆称为磁道，它的编）磁道：记录面上一系列的同心圆称为磁道，它的编号由外向内，最外边的一个同心圆称为零磁道。号由外向内，最外边的一个同心圆称为零磁道。3）柱面：所有记录面上半径相等的磁道的集合称为圆）柱面：所有记录面上半径相等的磁道的集合称为圆柱面；一个磁盘组的圆柱面数等于其中一个记录面上柱面；一个磁盘组的圆柱面数等于其中一个记录面上的磁道数。的磁道数。4）扇区：将每个磁道分为若干个区域，每个区域称为）扇区：将每个磁道分为若干个区域，每个区域称为一个扇区。一个扇区。2.磁盘地址格式磁盘地址格式驱动器号驱动器号磁道号（柱面号）磁道号（柱面号）记录面号（磁头号）记录面号（磁头号）扇区号扇区号如果一个较大的文件，在某磁道、某记录面的所有扇如果一个较大的文件，在某磁道、某记录面的所有扇区都存不下时，应先改变记录面号（即换成与该磁道区都存不下时，应先改变记录面号（即换成与该磁道号对应的另一个记录面存放）。只有当该磁道号对应号对应的另一个记录面存放）。只有当该磁道号对应的所有记录面都存放不下时，才改变磁道号。的所有记录面都存放不下时，才改变磁道号。3.磁盘存储器的主要技术指标磁盘存储器的主要技术指标1）存储密度）存储密度:磁盘单位面积能记录的二进制信息量，磁盘单位面积能记录的二进制信息量，包括道密度和位密度。包括道密度和位密度。道密度：沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数。道密度：沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数。道密度道密度=磁道数磁道数/存储区域的长度存储区域的长度单位单位 道道/英寸、道英寸、道/毫米毫米位密度：磁道单位长度上可以记录的二进制代码位数。位密度：磁道单位长度上可以记录的二进制代码位数。位密度位密度=磁道容量磁道容量/内圈周长内圈周长单位单位 位位/英寸、位英寸、位/毫米毫米磁道周长不同，但其磁道容量相同，内圈位密度最大，磁道周长不同，但其磁道容量相同，内圈位密度最大，外圈的位密度最小。外圈的位密度最小。2）存储容量：磁表面存储器可以存储的总字节数，包括）存储容量：磁表面存储器可以存储的总字节数，包括格式化容量和非格式化容量。格式化容量和非格式化容量。格式化容量：按照某种特定的记录格式所能存储信息的格式化容量：按照某种特定的记录格式所能存储信息的总量，也是用户真正能够使用的容量。总量，也是用户真正能够使用的容量。格式化容量格式化容量=记录面数记录面数每面的磁道数每面的磁道数扇区数扇区数每个扇区每个扇区的字节数的字节数非格式化容量：磁记录表面可以利用的磁化单元总数非格式化容量：磁记录表面可以利用的磁化单元总数非格式化容量非格式化容量=记录面数记录面数每面的磁道数每面的磁道数磁道容量磁道容量3）平均存取时间：从读写命令发出后，磁头从某一起始）平均存取时间：从读写命令发出后，磁头从某一起始位置出发移动到新的记录位置，再到开始从盘片表面读出位置出发移动到新的记录位置，再到开始从盘片表面读出或写入信息所需要的时间，包括找道时间和等待时间。或写入信息所需要的时间，包括找道时间和等待时间。找道时间：将磁头定位到所要求的磁道上所需的时间。找道时间：将磁头定位到所要求的磁道上所需的时间。等待时间：等待磁道上需要访问的等待时间：等待磁道上需要访问的 信息到达磁头的时间信息到达磁头的时间平均存取时间平均存取时间=平均找道时间平均找道时间+平均等待时间平均等待时间平均找道时间平均找道时间=（最大找道时间（最大找道时间+最小找道时间）最小找道时间）/2平均等待时间平均等待时间=磁盘旋转一周所需要的时间的一半磁盘旋转一周所需要的时间的一半=1/2*（1/转速）转速）4）数据传输率：磁表面存储器在单位时间内向主机）数据传输率：磁表面存储器在单位时间内向主机传送数据的字节数。传送数据的字节数。平均数据传输率平均数据传输率=每道扇区数每道扇区数扇区容量扇区容量盘片转速盘片转速一台由一台由3个盘片的磁盘组，共有个盘片的磁盘组，共有4个记录面，转速为个记录面，转速为7200转转/分，盘面有效记录区域的外径为分，盘面有效记录区域的外径为30，内径，内径为为20，记录位密度为，记录位密度为250bit/mm，磁道密度为磁道密度为8道道/mm，盘面分盘面分16个扇区，每扇区个扇区，每扇区1024字节，设磁头移字节，设磁头移动速度动速度2m/s。试计算盘组的格式化容量和非格式化容量试计算盘组的格式化容量和非格式化容量.计算该磁盘的数据传速率、平均找道时间和平均计算该磁盘的数据传速率、平均找道时间和平均等待时间等待时间若一个文件超出若一个文件超出1个磁道容量，余下的部分是存于个磁道容量，余下的部分是存于同一盘面上，还是存于同一柱面上，请给出一个合同一盘面上，还是存于同一柱面上，请给出一个合理的磁盘地址方案。理的磁盘地址方案。