第三节磁表面存储器 5.3.1存储原理与技术指标 读写原理 存储介质:磁层 读/写部件:磁头 (1)写入 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)。 (2)读出 磁通变化的区域 磁头线圈中不加电流,磁层移动。当位单元的转 变区经过磁头下方时,在线圈两端产生感应电势。 读出信号
第三节 磁表面存储器 5.3.1 存储原理与技术指标 1.读写原理 存储介质：磁层 读/写部件：磁头 （1）写入 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）。 （2）读出 磁头线圈中不加电流，磁层移动。当位单元的转 变区经过磁头下方时，在线圈两端产生感应电势。 读出信号 磁通变化的区域
2.技术指标 1)记录密度{道密度单位长度内的磁道数 位密度:磁道上单位长度内的 二进制代码数。 (2)存储容量/非格式化容量:总位数 用位密度计算。 格式化容量:有效位数 用扇区內的数据块 (3)速度指标 长度计算。 带:平均等待时间 平均存取时间 盘:平均定位、平均旋转时间 衡量查找速度 ms 数据传输率衡量读/写速度b/s、B/s
2.技术指标 （1）记录密度 道密度： （2）存储容量 位密度： 单位长度内的磁道数。 磁道上单位长度内的 二进制代码数。 非格式化容量： 格式化容量： 总位数 用位密度计算。 有效位数 用扇区內的数据块 （3）速度指标 长度计算。 平均存取时间 带：平均等待时间 盘：平均定位、平均旋转时间 衡量查找速度 ms 数据传输率 衡量读/写速度 b/s、B/s
5.3.2磁记录方式 定义 写电流波形的组成方式。 提高可靠性:增大写波幅度,以提高读出 解决 信号幅度。 提高记录/减少转变区数目,使位单 元长度缩短。 具有自同步能力,使位单 内同步,即能从自身读出元长度缩短 信号序列中提取同步信号, 以区分位单元。 2实用记录方式的特点与应用
5.3.2 磁记录方式 1.定义 写电流波形的组成方式。 解决 提高可靠性：增大写波幅度，以提高读出 信号幅度。 内同步，即能从自身读出 信号序列中提取同步信号， 以区分位单元。 提高记录密度 减少转变区数目，使位单 元长度缩短。 具有自同步能力，使位单 元长度缩短。 2.实用记录方式的特点与应用
(1)不归零-1制(NRZ1) 001 t 写1时电流变,写0时电流不变。 转变区少,无自同步能力。用于早期低速磁带机。 (2)调相制(PE) 0 0 写1时电流正跳变,写0时电流负跳变。 转变区多,有自同步能力。用于常规磁带机。 (3)调频制(FM t 写1时电流变二次,写0时电流变一次。 转变区多,有自同步能力。用于早期磁盘
（1）不归零-1制（NRZ1） 写1时电流变，写0时电流不变。 0 0 1 1 0 1 I 0 t 转变区少，无自同步能力。用于早期低速磁带机。 （2）调相制（PE） I 0 t 0 0 1 1 0 1 写1时电流正跳变，写0时电流负跳变。 转变区多，有自同步能力。 用于常规磁带机。 （3）调频制（FM） I 0 t 0 0 1 1 0 1 写1时电流变二次，写0时电流变一次。 转变区多，有自同步能力。 用于早期磁盘
(3)调频制(FM t (4)改进型调频制(MFM) 001 01 写1时位单元中间电流变,相邻的0交界处电流变。 转变区少,有自同步能力。用于磁盘。 可压缩位单元长度: t (5)群码制(GCR) 记录码中连续的0不超过2个;记录码按NRZ1方式写入。 转变区少,有自同步能力。用于数据流磁带机
（3）调频制（FM） I 0 t 0 0 1 1 0 1 写1时位单元中间电流变，相邻的0交界处电流变。 转变区少，有自同步能力。 用于磁盘。 （4）改进型调频制（MFM） I 0 t 0 0 1 1 0 1 可压缩位单元长度： I 0 t 0 0 1 1 0 1 （5）群码制（GCR） 记录码中连续的0不超过2个；记录码按NRZ1方式写入。 转变区少，有自同步能力。用于数据流磁带机
5.3.3磁盘存储器 适用于调用较频繁的场合,常作为主存的直 接后援 1组成 磁盘磁盘控制器+接口一磁盘适配器 磁盘驱动器{盘片磁头 定位系统、传动系统 (1)软盘信息分布与寻址信息 1)信息分布 盘片:单片,双面记录。 磁道:盘片旋转一周,磁头的作用区域。 扇区:磁道上长度相同的区段。存放数据块。 各道容量相同,各道位密度不同,内圈位密度最高
5.3.3 磁盘存储器 适用于调用较频繁的场合，常作为主存的直 接后援。 磁盘 磁盘控制器 磁盘驱动器 + 接口 磁盘适配器 盘片、磁头 定位系统、传动系统 1.组成 （1）软盘信息分布与寻址信息 1）信息分布 盘片：单片，双面记录。 磁道：盘片旋转一周，磁头的作用区域。 扇区：磁道上长度相同的区段。存放数据块。 各道容量相同,各道位密度不同, 内圈位密度最高
非格式化容量 =内圈位密度×内圈周长×道数/面×面数 格式化容量 字节数/扇区×扇区数/道×道数/面×面数 2)寻址信息 驱动器号、磁头号、磁道号、扇区号、扇区数 (2)硬盘信息分布与寻址信息 1)信息分布 盘组:多个盘片,双面记录。 圆柱面:各记录面上相同序号的磁道构成一圆柱面。 (柱面数=道数/面) 数据块{扇区(定长记录格式) 记录块(不定长记录格式),无扇区化分
非格式化容量 =内圈位密度×内圈周长×道数/面×面数 驱动器号、磁头号、磁道号、扇区号、扇区数 2）寻址信息 盘组： 多个盘片，双面记录。 圆柱面：各记录面上相同序号的磁道构成一圆柱面。 扇区（定长记录格式） 格式化容量 =字节数/扇区×扇区数/道×道数/面×面数 （2）硬盘信息分布与寻址信息 1）信息分布 （柱面数=道数/面） 数据块 记录块（不定长记录格式），无扇区化分
2)寻址信息 驱动器号、圆柱面号、磁头号、扇区号(记 录号)、交换量。 选择盘面 选摔磁盘组扇区数选择磁道选择起始扇区 2记录格式(磁道格式) 例:定长记录格式 索引脉冲七 磁道时间 磁道间隔扇区1扇区2…扇区n间隔 扇区;标志区:标志信息、CRC校验码 数据区:标志信息、CRC、数据字段 3磁盘基本操作 (1)寻址寻道:磁头径向移动(2)读/写∫串行读/写 操作寻找扇区:盘片旋转操作1DM方式传送
驱动器号、圆柱面号、磁头号、扇区号（记 录号）、交换量。 2）寻址信息 例：定长记录格式 2.记录格式（磁道格式） 选择磁盘组 选择盘面 选择磁道 选择起始扇区 磁道时间 磁道 索引脉冲 间隔 扇区1 扇区2 扇区n 间隔 扇区i 标志区： 标志信息、CRC校验码 数据区： 标志信息、CRC、数据字段 3.磁盘基本操作 寻址 操作 寻道：磁头径向移动 寻找扇区：盘片旋转 读/写 操作 串行读/写 DMA方式传送 （1） （2） 扇区数
5.3.4校验码 1.码距的概念 (1)码距定义 种编码体制中,各组合法代码间的不同位 数称距离,其最小距离为该编码的码距。 (2)码距作用 衡量一种编码查错与纠错的能力。 (3)查错与纠错的基本出发点 1)约定某种规律,作为检测的依据。 有效信息位+校验位一校验码→译码检测 2)增大码距,从信息量上提供指错的可能。 2几个例子 例1.8421码码距d=1无查错、纠错能力
5.3.4 校验码 1.码距的概念 （1）码距定义 一种编码体制中，各组合法代码间的不同位 数称距离，其最小距离为该编码的码距。 有效信息位+校验位 衡量一种编码查错与纠错的能力。 校验码 例1. 8421码 （2）码距作用 （3）查错与纠错的基本出发点 1）约定某种规律，作为检测的依据。 译码检测 2）增大码距，从信息量上提供指错的可能。 2.几个例子 码距d= 1 无查错、纠错能力
例2.奇偶校验码 有效信息位+1位校验位一校验码 检测依据(编码规则):约定校验码中1的个 数为奇数/偶数。 如:偶校验1011010 10110111 码距d=2 通过统计校验码中1的个数是否为偶数来查错。 可检测一位错,不能纠错。用于主存校验。 例3.海明校验码 检测依据:多重奇偶校验。 代码分组→各组进行奇偶校验一形成多位 指误字[-全0无错指误字状态对应出错位序 ≠全0有错号,将出错位变反纠错
有效信息位+1位校验位 校验码 例2. 奇偶校验码 如：偶校验 检测依据（编码规则）： 码距d=2 通过统计校验码中1的个数是否为偶数来查错。 1011001 0 可检测一位错， 约定校验码中1的个 数为奇数/偶数。 10110111 不能纠错。用于主存校验。 例3. 海明校验码 检测依据：多重奇偶校验。 代码分组 各组进行奇偶校验 形成多位 指误字 =全0 无错 ≠全0 有错 指误字状态对应出错位序 号，将出错位变反纠错