存储器3磁表面.pptx
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1、1磁表面存储器的特点:磁表面存储器的特点:p记录信息可长期保存,属于非易失性存储记录信息可长期保存,属于非易失性存储器。器。p非破坏性读出,读出不影响所存信息。非破坏性读出,读出不影响所存信息。p记录介质可以重复使用。记录介质可以重复使用。p由于是连续记录,所以存取方式基本是顺由于是连续记录,所以存取方式基本是顺序存取方式,不能如序存取方式,不能如RAMRAM那样随机访问。那样随机访问。p由于是连续记录,需要比较复杂的寻址定由于是连续记录,需要比较复杂的寻址定位系统。位系统。p由于在相对运动中进行读写,可靠性低于由于在相对运动中进行读写,可靠性低于半导体存储器,需要比较复杂的校验技术。半导体存
2、储器,需要比较复杂的校验技术。22.2.技术指标技术指标道密度:道密度:(1 1)记录密度)记录密度(2 2)存储容量)存储容量位密度:位密度:单位长度内的磁道数。单位长度内的磁道数。磁道上单位长度内的磁道上单位长度内的二进制代码数。二进制代码数。非格式化容量:非格式化容量:格式化容量:格式化容量:总位数总位数用位密度计算。用位密度计算。有效位数有效位数用扇区內的数据块用扇区內的数据块长度计算。长度计算。(3 3)速度指标)速度指标平均存取时间平均存取时间带:带:平均等待时间平均等待时间盘:盘:平均定位、平均旋转时间平均定位、平均旋转时间衡量查找速度衡量查找速度 msms数据传输率数据传输率衡
3、量读衡量读/写速度写速度 b/sb/s、B/sB/s3磁记录方式磁记录方式1.1.不归零不归零-1-1制制写写0 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;写写1 1时,写入电流方向翻转。时,写入电流方向翻转。2.2.调相制调相制u写写0 0,在位单元中间位置让写入电流负,在位单元中间位置让写入电流负跳变,由跳变,由+I+I-I-Iu写写1 1,在位单元中间位置让写入电流正,在位单元中间位置让写入电流正跳变,由跳变,由-I-I+4磁记录方式磁记录方式.调频制调频制u每个位单元起始处写入电流都改变一次方向,每个位单元起始处写入电流都改变一次方向,留下一个转变区,作为本位的同步信号
4、留下一个转变区,作为本位的同步信号u在位单元中间记录数据信息。如果写入,则在位单元中间记录数据信息。如果写入,则位单元中间不变;如果写入,则写入电流在位单元中间不变;如果写入,则写入电流在位单元中间改变一次方向位单元中间改变一次方向.改进型调频制改进型调频制u写时,在位单元中间改变写入电流方向;写时,在位单元中间改变写入电流方向;u写入两个以上时,在它们的交界处改变写入写入两个以上时,在它们的交界处改变写入电流方向。电流方向。54.3.2 4.3.2 磁盘存储器磁盘存储器适用于调用较频繁的场合,常作为主存的直适用于调用较频繁的场合,常作为主存的直接后援。接后援。磁盘磁盘磁盘控制器磁盘控制器磁盘
5、驱动器磁盘驱动器+接口接口磁盘适配器磁盘适配器盘片、磁头盘片、磁头定位系统、传动系统定位系统、传动系统1.1.组成组成(1 1)软盘信息分布与寻址信息)软盘信息分布与寻址信息1 1)信息分布)信息分布 盘片:盘片:单片,双面记录。单片,双面记录。磁道:磁道:盘片旋转一周,磁头的作用区域。盘片旋转一周,磁头的作用区域。扇区:扇区:磁道上长度相同的区段。磁道上长度相同的区段。存放数据块。存放数据块。各道容量相同各道容量相同,各道位密度不同各道位密度不同,内圈位密度最高。内圈位密度最高。6非格式化容量非格式化容量=内圈位密度内圈位密度内圈周长内圈周长道数道数/面面面数面数驱动器号、磁头号、磁道号、扇
6、区号、扇区数驱动器号、磁头号、磁道号、扇区号、扇区数2 2)寻址信息)寻址信息盘组:盘组:多个盘片,双面记录。多个盘片,双面记录。各记录面上相同序号的磁道构成一圆柱各记录面上相同序号的磁道构成一圆柱面。面。圆柱面:圆柱面:扇区(定长记录格式)扇区(定长记录格式)格式化容量格式化容量=字节数字节数/扇区扇区扇区数扇区数/道道道数道数/面面面数面数(2 2)硬盘信息分布与寻址信息)硬盘信息分布与寻址信息1 1)信息分布)信息分布(柱面数(柱面数=道数道数/面)面)数据块数据块记录块(不定长记录格式),记录块(不定长记录格式),无扇区划分。无扇区划分。7驱动器号、圆柱面号、磁头号、扇区号(记驱动器号
7、、圆柱面号、磁头号、扇区号(记录号)、交换量。录号)、交换量。2 2)寻址信息)寻址信息例:定长记录格式例:定长记录格式2.2.记录格式(磁道格式)记录格式(磁道格式)选择磁盘组选择磁盘组 选择盘面选择盘面 选择磁道选择磁道 选择起始扇区选择起始扇区 磁道时间磁道时间磁道磁道索引脉冲索引脉冲间隔间隔 扇区扇区1 1 扇区扇区2 2 扇区扇区n n 间隔间隔 扇区扇区i i 标志区:标志区:标志信息、标志信息、CRCCRC校验码校验码 数据区:数据区:标志信息、标志信息、CRCCRC、数据字段数据字段 3.3.磁盘基本操作磁盘基本操作寻址寻址操作操作寻道:寻道:磁头径向移动磁头径向移动 寻找扇区
8、:寻找扇区:盘片旋转盘片旋转 读读/写写操作操作串行读串行读/写写 DMADMA方式传送方式传送 (1 1)(2 2)扇区数扇区数 8磁表面存储器的校验磁表面存储器的校验海明校验海明校验将将代代码码按按照照一一定定规规律律组组织织为为若若干干小小组组,分分组组进进行行奇奇偶偶校校验验,各各组组的的检检错错信信息息组组成成一一个个指指误误字字,不不仅仅能能检检测测是是否否出出错错,而而且且在在只只有有一一位位出出错错的的情情况况下下可可指指出出是是哪一位错,从而将该位自动的变反纠错。哪一位错,从而将该位自动的变反纠错。92.2.循环校验码循环校验码CRCCRC校验规则校验规则:让校验码能为某一约
9、定:让校验码能为某一约定代码所除尽。如果除的尽,表明代代码所除尽。如果除的尽,表明代码正确;如果除不尽,余数将指明码正确;如果除不尽,余数将指明出错位所在位置。出错位所在位置。10光存储原理4.5.1光存储部件存储介质:存储介质:光盘片光盘片读读/写部件:写部件:光头光头(1 1)写入)写入 将需要写入的数据调制成记录码,形将需要写入的数据调制成记录码,形成相应的写入脉冲序列,送入光盘驱动器。成相应的写入脉冲序列,送入光盘驱动器。在驱动器中,写入脉冲经电流驱动电路变在驱动器中,写入脉冲经电流驱动电路变为电流信号,送入光头的半导体激光器。为电流信号,送入光头的半导体激光器。激光光速受写入数据代码
10、的调制,转换为激光光速受写入数据代码的调制,转换为光斑的有无,来表示写入光斑的有无,来表示写入1/01/011光存储原理4.5.1光存储部件(2 2)读出)读出读读出出时时,激激光光器器加加较较低低的的直直流流电电压压,输输出出一一小小功功率率的的连连续续激激光光束束。其其功功率率约约为为写写入入时时的的10%10%,因因此此不不会会破破坏坏光光盘盘上上已已经经写写入入的的信信息息。读读出出光光束束也也经经透透镜镜、分分离离器器等等,聚聚焦焦为为光光斑斑,扫扫描描光光盘盘。反反射射光光分分离离后后,经经数数据据光光检检测测器器将将光光信信号号转转变变为为电电信信号号,即即读出信号,译码出数据代
11、码。读出信号,译码出数据代码。124.5.24.5.2光存储原理光存储原理 光盘(高密度盘,光盘(高密度盘,Compact DiscCompact Disc,CDCD),采用聚焦的氢离子激光束处理记),采用聚焦的氢离子激光束处理记录介质的方法来存储和再生信息,因而录介质的方法来存储和再生信息,因而又称激光光盘。又称激光光盘。CD CD光盘的最大容量约为光盘的最大容量约为700MB700MB,DVDDVD盘片单面盘片单面4.7GB4.7GB,最多能刻录约,最多能刻录约4.38GB4.38GB的数据。蓝光(的数据。蓝光(BDBD)光盘则比较大。)光盘则比较大。13光盘的记录原理光盘的记录原理(1
12、1)只读型光盘)只读型光盘(2 2)可改写型光盘)可改写型光盘(3 3)磁光型光盘)磁光型光盘144.6.1高速缓冲存储器高速缓冲存储器1.1.地址映像地址映像(1 1)直接映像)直接映像 每个主存页面只能复制到某一固定的每个主存页面只能复制到某一固定的CacheCache页面中。页面中。当访问主存时,给出的当访问主存时,给出的2020位主存地址,其位主存地址,其中由高中由高1111位给出主存页号,低位给出主存页号,低9 9位给出页内地位给出页内地址。址。为了实现与为了实现与CacheCache间的地址映像和变换,将间的地址映像和变换,将高高1111位进一步分为两部分:高位进一步分为两部分:高
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