(21)--PPT (6)计算机组成原理.pdf

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1、第第8 8章章 辅助存储器辅助存储器磁表面存储器的种类与技术指标磁表面存储器的种类与技术指标 磁记录原理与记录方式磁记录原理与记录方式 磁盘存储器磁盘存储器光盘存储器光盘存储器 主要内容主要内容磁表面存储器的种类与技术指标磁表面存储器的种类与技术指标 v存储密度：单位长度或单位面积磁表面存储的二进存储密度：单位长度或单位面积磁表面存储的二进 制数据量。制数据量。v道密度：磁盘沿半径方向自由单位长度的磁道数。道密度：磁盘沿半径方向自由单位长度的磁道数。v位密度：单位长度磁道能记录的二进制信息的位数位密度：单位长度磁道能记录的二进制信息的位数。v道距：相邻两磁道中心线之间的距离道距：相邻两磁道中心

2、线之间的距离。磁表面存储器的种类与技术指标磁表面存储器的种类与技术指标 v存储容量：磁盘存储器能存储的信息总量。存储容量：磁盘存储器能存储的信息总量。C=nks 盘面数盘面数每面每面磁道数磁道数每道每道容量容量非格式化容量是磁表面可利用的磁化单元总数。非格式化容量是磁表面可利用的磁化单元总数。格式化容量是指采用某种特定的记录格式所能存储的数格式化容量是指采用某种特定的记录格式所能存储的数据总量，一般为非格式化容量的据总量，一般为非格式化容量的60%70%。磁表面存储器的种类与技术指标磁表面存储器的种类与技术指标 v平均寻址时间平均寻址时间=平均寻平均寻道时间道时间+平均旋转延迟时间平均旋转延迟

3、时间 v数据传输率：单位时间内磁表面存储器向主机传送数据传输率：单位时间内磁表面存储器向主机传送 数据的字节数或位数。数据的字节数或位数。=转数转数每条磁道的容量每条磁道的容量 v位价格位价格=价格价格/容量容量磁表面存储器的种类与技术指标磁表面存储器的种类与技术指标 若某磁盘有两个记录面，每面若某磁盘有两个记录面，每面8080个磁道，每磁个磁道，每磁道道1818扇区，每扇区存扇区，每扇区存512512字节，试计算该磁盘字节，试计算该磁盘的容量为多少？的容量为多少？解：容量为：解：容量为：512B18802=1440KB磁表面存储器的种类与技术指标磁表面存储器的种类与技术指标 若某磁盘平均寻道

4、时间为若某磁盘平均寻道时间为20ms，数据传输速，数据传输速率为率为2MB/s，控制器延迟为，控制器延迟为2ms，转速为，转速为500转转/分。试计算读写一个扇区（分。试计算读写一个扇区（512字节）的平字节）的平均时间。均时间。解：解：平均旋转延迟时间平均旋转延迟时间=1/2 60000/5000=6ms 传输时间传输时间=512B/2MB/s 103=0.24ms平均访问时间平均访问时间=平均寻道时间平均寻道时间+平均旋转延时平均旋转延时 +传输时间传输时间+控制器延时控制器延时 =20ms+6ms+0.24ms+2ms =28.24ms磁表面存储器的种类与技术指标磁表面存储器的种类与技术

5、指标 某磁盘存储器转速为某磁盘存储器转速为3000转转/分，共有分，共有4个记录个记录面，每毫米面，每毫米5道，每道记录信息为道，每道记录信息为12288字节，字节，最小磁道直径为最小磁道直径为230mm，共有，共有275道。道。（1）磁盘存储器的容量是多少？）磁盘存储器的容量是多少？（2）最高位密度与最低位密度是多少？）最高位密度与最低位密度是多少？（3）磁盘数据传输率是多少？）磁盘数据传输率是多少？（4）平均等待时间是多少？）平均等待时间是多少？解：（解：（1）每个记录面的容量）每个记录面的容量=12288275=3379200 磁盘存储器的容量磁盘存储器的容量=3379200B 4 =1

6、3516800b=13200kB磁表面存储器的种类与技术指标磁表面存储器的种类与技术指标 最大磁道半径最大磁道半径=115mm+(2755)=170mm 最高位密度最高位密度=12288/23.14115=17B/mm（2）最小磁道半径为）最小磁道半径为115mm 最低位密度最低位密度=12288/23.14170=11.5B/mm 数据传输率数据传输率=12288B50=614400B/s（3）转速）转速=3000转转/60秒秒=50转转/秒秒（4）平均等待时间）平均等待时间=1/2r=1/100 s=10ms磁表面存储器的种类与技术指标磁表面存储器的种类与技术指标 例例5：软盘驱动器使用双

7、面双密度软盘，每面：软盘驱动器使用双面双密度软盘，每面有有80道，每道道，每道15扇区，每个扇区扇区，每个扇区512B，已知，已知磁盘转速为磁盘转速为360转转/分，假设找道时间为分，假设找道时间为1040ms，今在一个磁道上写入，今在一个磁道上写入4096B，平均需，平均需要多少时间？最长时间是多少？要多少时间？最长时间是多少？解：每道容量解：每道容量=512B15=7680B 转速转速=360转转/60秒秒=6转转/秒秒 传输率传输率=7680B6=46060B/秒秒 读出读出/写入一块数据的时间写入一块数据的时间=512/460801000ms 11.1ms 磁表面存储器的种类与技术指标

8、磁表面存储器的种类与技术指标 平均旋转等待时间性平均旋转等待时间性=1/2r1000ms 83.3ms平均找道时间平均找道时间=（10+40）/2=25ms待写入的数据块数待写入的数据块数=4096/512=8平均所需时间平均所需时间=83.3ms+25ms+11.18 197ms最长等待时间最长等待时间=1/r1000ms 166.6ms 最长找道时间最长找道时间=40ms最长时间最长时间=166.6ms+40ms+11.18 296ms磁记录原理磁记录原理 利用磁头将介质表面的局部区域（单元）磁化，利用磁头将介质表面的局部区域（单元）磁化，用磁化单元不同的磁化方向表示用磁化单元不同的磁化方

9、向表示1和和0。磁记录原理磁记录原理磁记录原理磁记录原理 写入原理：写写入原理：写“1”和写和写“0”时分别在时分别在读写线圈中通入不读写线圈中通入不同方向的电流，当同方向的电流，当磁头相对磁层运动磁头相对磁层运动时就在磁层表面留时就在磁层表面留下不同方式的磁化下不同方式的磁化单元，分别代表单元，分别代表“1”和和“0”。磁记录原理磁记录原理 读出原理：当磁头读出原理：当磁头相对磁层运动时，相对磁层运动时，磁层表面不同方式磁层表面不同方式的磁化单元在读写的磁化单元在读写线圈感应出不同电线圈感应出不同电动势，分别记为动势，分别记为“1”和和“0”。是一种编辑方式，是指按某种规律将是一种编辑方式，

10、是指按某种规律将一串二进制信息变换成磁化单元的磁化翻一串二进制信息变换成磁化单元的磁化翻转形式，并经读写控制电路实现这种转换转形式，并经读写控制电路实现这种转换规律。规律。磁记录方式磁记录方式 记录记录1时，时，写电流由负写电流由负变正；记录变正；记录0时，写电时，写电流由正变负流由正变负。两个同信。两个同信息处电流方息处电流方向变化一次向变化一次。磁头线圈磁头线圈里始终有里始终有电流，不电流，不是正电流是正电流就必有负就必有负电流。电流。1：中间位：中间位置电流改变置电流改变一次；一次；0：不在中间位不在中间位置改变；任置改变；任意两位间的意两位间的方向都要改方向都要改变一次。变一次。正脉冲

11、表正脉冲表示示1，负，负脉冲表示脉冲表示0。两位。两位信息之间信息之间线圈里的线圈里的电流为零电流为零。归零制归零制 不归零制不归零制调相制调相制调频制调频制磁记录方式磁记录方式 例：分析下图所示写电流波形属于何种记录方式。例：分析下图所示写电流波形属于何种记录方式。磁记录方式磁记录方式 10110调频制调频制调相制调相制调频制调频制不归零制不归零制硬盘存储器的基本结构硬盘存储器的基本结构 1硬盘控制器的作用硬盘控制器的作用 2 根据头盘是否是一个密封的整体硬盘分为哪根据头盘是否是一个密封的整体硬盘分为哪 两类？我们经常使用的硬盘属于哪类？两类？我们经常使用的硬盘属于哪类？3 根据磁头是否可移

12、动硬盘分为哪两类？根据磁头是否可移动硬盘分为哪两类？4 若一个文件超出一个磁道容量，余下的部分若一个文件超出一个磁道容量，余下的部分是存于同一盘面还是存于同一柱面上？是存于同一盘面还是存于同一柱面上？5磁盘存储器磁盘存储器 硬盘中信息分布的层次？硬盘中信息分布的层次？6光盘存储器光盘存储器 利用激光技术进行磁道定位，定位精度较高，容利用激光技术进行磁道定位，定位精度较高，容量大，存储密度高，成本低，非易失，易保存，可靠量大，存储密度高，成本低，非易失，易保存，可靠性高，寿命长，互换性好。性高，寿命长，互换性好。只读型光盘（只读型光盘（CD-ROM）只写一次型光盘只写一次型光盘（WROM或或CD

13、-R）可擦写型光盘可擦写型光盘 分分类类光盘存储器光盘存储器驱动器驱动器写入光束写入光束读出光束读出光束写入光束的功率较大，写入光束的功率较大，在盘面上烧出凹坑。在盘面上烧出凹坑。读出光束功率较小，只利用读出光束功率较小，只利用其反射光读出存储的信息，其反射光读出存储的信息，而不改变原有信息。而不改变原有信息。结构：盘片、驱动器和控制器结构：盘片、驱动器和控制器 光盘存储器光盘存储器 凹坑的前沿凹坑的前沿和后沿均代和后沿均代表表“1”。凹坑和非凹坑和非凹坑平面代凹坑平面代表表“0”。信息存储方式：以凹坑记录信息，盘面上的信息存储方式：以凹坑记录信息，盘面上的光道是一条不间断的螺旋线。光道是一条不间断的螺旋线。相变型光盘：相变型光盘：利用材料的晶利用材料的晶态和非晶态表态和非晶态表示示“1”1”和和“0”0”。可擦光盘可擦光盘磁光型光盘：磁光型光盘：利用较弱的磁利用较弱的磁场和激光束共场和激光束共同作用，改变同作用，改变介质的磁化方介质的磁化方向，形成微小向，形成微小的磁性记录。的磁性记录。光盘存储器光盘存储器