课件-组成原理电子教案第8章

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第八章辅 8.1辅 器的种类与技术指8.28.3硬磁 8.4软磁 器（略讲8.5光 8.6磁 器与光 器的比8.7固态 器用来放目前不使用的信息 器脱机后还能保存信息辅 器的种类与技术指辅 器的种 1、磁表 优点①容量大，位价②记录介质可重③信息可长期保存甚至可①速度②对工作环境要求2、 缺点：速度辅 器的技术指 1 密所的二进制信息量。对磁盘器来2、容定义：器所能的二进制信息磁盘器有格式化和非格式化两个高级格式化：清除硬盘上的数成引导信息，初始化FAT表，标注逻辑道等工作，每块硬盘在出厂前都进行了低级格式化。低级格式化是一种损耗性操作，对硬盘有一定的影响。3、寻址时磁盘 器用直接存取方式，寻址时间包括两部分：磁头寻找目标磁道所需的找道时间和找到磁道后磁头等待所需要读写的区段旋转到磁头下方的等待时间。4、数据传输率（外部定义：磁表面 器的缓存在单位时间内与主机之间传送数据的位数或字节数。单位bps。硬 数据传输率：磁头与硬cache之间的数据传输率5、误码衡量磁表 器的出错概率，于出错信息的位数和读出的总信息位数比盘例题1：某软盘有两个记录面，每面有80个磁道，每个磁道分15个扇区，每个扇区可记录512字节的信息，转速为360转每分，求此盘的容量及平均等待时间。解：容量=512*15*80*旋转一圈需要的时间为1/360=0.167∴平均等待时间为 共有多少 面可用共有多少柱面采用定长数据块记录格式，直接寻址地址？（每扇区1K） 率Dr，取决于硬盘的转速和道容量。的容量为N个字节，则Dr=n*N，单位字2002年程某硬盘中共有9个盘片，16个记录面，每个记录面上有2100个磁道，每个磁道分为4个扇区，每扇区为512字节，则该硬盘的容量为(58)。磁盘的位密度随着磁道从内向外而(59)(58)A、590.6MBB、 C、D、(59)A、减B、不C、增D视磁盘而2002年高程试假设一个3个盘片的硬盘，共4个记录面转速7200转/分，盘面有效记录区域的外直径为30cm，内直径为10cm，记录位密度为250/mm，磁道密度为8道/mm，每磁道分16个扇区，每扇区512字节，则该硬盘的非格式化容量和格 (58A.120MB和100MBB.30MB和C.60MB和 D.22.5MB和(59)A.2356KB/sB.3534KB/s 图8.1读写原1、2、磁记录介质1、磁记录介根据记录介质的基体不同可分软性介质和硬性介质。基底和磁性材料都会影响记录介质的性能。常用的磁性介质是磁粉。不同的涂布工艺方式（平涂工艺和甩涂工艺）产生的记录介质的质量也不同。2、磁磁头是实现电磁相互转换的装感应式磁采用电磁感应原理读记录信号按工作方式分为接触式磁头和浮动式磁头。接触式磁头：磁头与记录介质直接接触。浮动式磁头：介质高速运动时产生的气流在磁头与介质表面之间形成一层空气薄膜使磁头与介质表面脱MR磁 MR磁头模磁记录方律将一串二进制数字信息变换成介常用的编码方法有 调频制 改进调频制磁记录方式波形图(写入电流和磁化硬磁 硬磁盘器的种类及基本结构硬磁盘器指的是记录介质为硬质圆形盘片的辅助器系统。以1、根据磁头 2、根据磁盘可换与否分 机保存，如现用的软盘固定盘器是指磁盘不能从驱动器储器，采用的技术。3、硬磁盘的基本结硬盘由驱动器（HDD）和（HDC）组成 硬盘基本结1、

HDD与①定位驱动系音圈电机控制系工作过程控制器送来音圈电机推动小车到预定位读／写电路框②主轴系③数据控制系作用是控制数据的读写写入数b、根据控制器发来的写命令及CPUDR的数据开始d、由检测电路检查是读出数读出电路接收磁盘表面的磁通变化，作为磁头的激磁电压，即在磁头线圈内产生感应电动势。c、读放大器输出送盘2、器有两个接口，一个是与主机之间的接（系统级接口），另外一个是与设备的它们分别是IDE接口、SCSI磁盘控制器接①IDE即IntegratedDriveTechnologyAtta ② 磁盘1、基本概 线速度、采用磁盘cache2、磁盘cache的工作原缓存是硬盘与外部总线交换数据的场所。硬盘的读数据的过程是将磁信号转化为电信号后，通过缓存一次次地填充与清空，再填充，再清空，一步步按照I总重要的。在接术已经发展到一个相对成阶段的时候，缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素。目前主流硬盘的缓存主要有512K和2M等几种。其类型一般是EDO或M，目前一般以RM为主。根据写入方式的不同，有写通式和回写式两种。写通式在读硬盘数据时，系统先检查请求指令，看看所要的数据是否在缓存中，如果在的话就由缓存送出响应的数据，这个过程称为命中。这样系统就不必 硬盘中的数据，由于的速度比磁介质快很多，因此也就加快了数据传输的速度。回写式就是在写入硬盘数据时也在缓存中写，如果找到就由缓存就数据写入盘中，现在的多数硬盘都是采用的回写式硬盘，这样就大大提高了性能。磁盘阵 由加州大学伯克利分校提出。数据的费用，同时也希望采用冗余数据的受损失，从而开发出一定水1、RAID原2、RAID的工作原按照实现原理的不同分为不同的级别，不同的级别之间工作模式是有区别的。整个的结构是一些磁盘结构，通过对磁盘进行组合达到提高效率，减少错误的目的。3RAID的实 法是用软件的方法来实WIN2000就含有软件RAID的功能RAID0级(无冗余和无校验的数据分块与其他级相比，具有最高的O性能和磁盘空间利用率，但无容错能力，增加了系统出故障的几率，其安全性甚至低于常规的硬盘系统。RAID1级(镜像磁盘阵列由磁盘对组成，每一个工作盘都有对应的镜像盘，上面保存着与工作盘完全相同的数据，安全性高，但磁盘空间的利用率只有50%。RAID2级(具有纠错海明码的磁盘阵列采用海明码纠错技术和位交叉技术，用户需增加足够的校验盘来提供单纠错和双验错功能。当阵列内有G个数据盘时，则所需的校验盘数C要满足公式：2≥G+C+1，如果有10个数据盘，则需要4个校验盘。对数据的涉及到磁盘阵列中的每一个盘，对大数据量传送有较高性能，但不利于小数据量的传送。AD2很少使用。RAID3级(采用奇偶和位交叉存取的磁。因此只需一个奇偶校验盘就能纠正出错的数据，如果一个盘失效，可通过对剩下的盘上的信息进行“异或”运算得到正确数据。但由于采用位交叉，每次读写要涉及整个盘组，对小数据量不利。计算也比较费时。RAID5级(无校验盘的奇偶校验磁盘阵列)与RAID4级类似，但无的校验盘，将校验信息分布到组内所有盘上的读写都有很好的性能，因而案RAID6级(采用分块交叉技术和双磁盘容错的有两个磁盘器用于存放检错、纠错冗余代码，即使在双磁盘出错的情况下，仍能保持数据的完整性和有效性，但写入数据时，要对3个磁盘驱动器(一个数据盘和两个校验盘驱动器两次。RAID7级(独立接口的磁盘阵列每一个磁盘驱动器与每一主机接口有独立的控制和数据通道的磁盘阵列，因此主机可完全独立地对每个磁盘驱动器进行。RAID10级(RAID0级+RAID1级由分块和镜像组成是所有ID中性能最好的磁盘阵列，但每次写入时要写两个