磁盘控制系统
win7磁盘管理
win7磁盘管理Windows 7 作为 Windows系统家族中的一员,具备了强大的系统管理能力。
其中,磁盘管理工具就是协助我们管理硬盘的一项重要工具。
使用磁盘管理功能,可以对硬盘进行格式化、分区、扩容等操作,还可以在需要时将磁盘分配成不同的驱动器号。
下面,我们将详细介绍 Windows 7 中的磁盘管理功能。
一、启动磁盘管理工具启动磁盘管理工具的方法有多种,这里列举两种方式:1. 从“计算机管理”中启动:右键单击“计算机”图标,选择“管理”,在打开的窗口中,单击“磁盘管理”。
2. 从“控制面板”中启动:打开“控制面板”,在“系统与安全”下找到“管理工具”,单击“计算机管理”,选择“磁盘管理”。
二、查看磁盘信息当进入磁盘管理工具后,我们可以看到所有硬盘和分区的信息。
每个磁盘和分区都会显示分区类型、状态、容量、磁盘卷标、分配的驱动器号和文件系统等信息,如下图所示:<img src="1.jpg" alt="Windows 7磁盘管理截图">三、分区及格式化硬盘1. 分区:如果硬盘已经初始化,但是没有被分区,我们可以使用“新建简单卷”功能来分区。
具体操作步骤如下:先右键单击未分区的硬盘或空间要求更高的分区(如:小于 1GB),选择“新建简单卷”。
然后单击“下一步”,按照向导的提示来操作即可。
2. 格式化硬盘:使用“格式化”功能可将文件系统应用到新分区上,也可以移除分区上的文件系统。
具体操作步骤如下:先右键单击要格式化的分区,选择“格式化”。
在弹出的窗口中选择格式化选项,注意选择的文件系统会影响分区在系统中的使用范围。
四、扩容和压缩分区1. 扩容分区:使用“扩展卷”功能来扩大分区,减少剩余空间。
具体操作步骤如下:先右键单击要扩容的分区,选择“扩展卷”。
在弹出的窗口中按照向导的提示来操作即可。
2. 压缩分区:使用“压缩卷”功能来缩小分区,减少已用的空间。
了解计算机文件系统的类型和特点
了解计算机文件系统的类型和特点计算机文件系统是计算机中用于管理和组织文件的软件系统。
它定义了文件和目录的结构,以及文件如何存储和访问。
文件系统的类型和特点直接影响着文件的组织方式和存储效率。
本文将重点探讨计算机文件系统的类型和特点。
一、磁盘文件系统磁盘文件系统是最常见的文件系统类型之一。
它使用硬盘来存储和管理文件。
磁盘文件系统以块的形式组织文件数据,每个块通常包含固定数量的字节。
这种文件系统的特点包括:1. 块存储:磁盘文件系统将文件分割成多个块,并将这些块存储在硬盘上。
这种方式可以提高存储效率和访问速度。
2. 随机访问:磁盘文件系统允许随机读取和写入文件数据,即可以直接访问文件中的任意位置。
3. 文件分配表:磁盘文件系统使用文件分配表(File Allocation Table,FAT)来记录文件的存储位置和状态。
通过FAT,系统可以快速查找文件的块位置,实现文件的读写操作。
二、网络文件系统网络文件系统是一种基于网络的分布式文件系统,允许用户通过网络访问远程计算机上的文件。
网络文件系统的特点包括:1. 文件共享:网络文件系统允许多个用户同时访问和共享远程计算机上的文件。
用户可以像访问本地文件一样访问远程文件。
2. 远程访问:用户可以通过网络连接远程计算机,访问和操作远程文件。
这种方式提供了跨地域的文件共享和协作功能。
3. 安全性:网络文件系统通常提供访问权限控制和数据加密等安全机制,确保文件的保密性和完整性。
三、日志文件系统日志文件系统是一种通过记录变更操作来提高文件系统性能和可靠性的文件系统。
它的特点包括:1. 事务性操作:日志文件系统通过记录文件的变更操作(如增加、删除、修改),将磁盘上的数据与内存中的数据保持一致。
这样可以提高系统的可靠性,即使系统在崩溃或断电后也能恢复数据。
2. 写入顺序:日志文件系统将写入操作的顺序记录在日志中,而不是直接写入磁盘。
这种写入方式减少了磁盘的随机读写操作,提高了写入性能。
2.1DOS磁盘操作系统
盘片磁道与扇区 的划分
双面高密度 3.25 英寸软磁盘的容量参数:
每扇区字节数:512字节
每磁道扇区数:18扇区
每磁面磁道数:80磁道
每盘片磁面数:2面
一个扇区
磁道
扇区
硬磁盘的结构
扇区
磁头
柱面
磁道
各盘片上同一位置的磁道构成一个柱面。
2.1.4
文件
DOS 文件 DOS 文件名 DOS 约定的文件扩 展名 DOS 的设备文件 DOS 文件的通配符
2.1.1
DOS 的组成
什么是操作系统
操作系统(Operating System,缩写为OS)是一种 系统软件。它是安装在硬件平台之上的系统软件其作用 有以下几个方面:
操作系统管理计算机的资源(硬件资源和软件资
源),也可以实现这些资源的多用户共享; 为用户提供方便的使用接口,用户无需了解硬件的 特性; 为用户提供良好的运行环境。
件的管理,也可扩大磁盘所能保存的文件数目。
DOS 目录及有关概念
所谓磁盘目录,就是通过 DOS 操作系统,在不同 的层次上开辟的文件存储空间。最高层的目录是在作磁 盘格式化时确定的,称为根目录。根目录以下各个层次
上的目录都称为子目录,由 DOS 用户根据自己的需要
创建。任意目录下都可以存贮文件或建立新目录。在一 张软盘或一个硬盘分区上,目录的结构为一树形结构, 树根即为该盘的根目录。 子目录在Windows 操作系统下被称为文件夹。
A:\PROG\FORTRAN\FOR1.FOR A:FILES.TXT
2.1.6
DOS 常用控制键
控制键
说
明
Ctrl+Alt+Del Pause
磁盘管理权限
磁盘管理权限磁盘管理权限是指在计算机系统中对磁盘或存储设备进行管理和操作的权限。
这些权限通常由操作系统和文件系统来管理,并根据用户或用户组的设置进行控制。
以下是常见的磁盘管理权限:1.读取权限(Read):允许用户查看磁盘上的文件和文件夹的内容。
用户可以读取文件的内容,但不能修改或删除文件。
2.写入权限(Write):允许用户向磁盘上的文件和文件夹写入数据或创建新文件。
用户可以修改、删除和新增文件。
3.执行权限(Execute):通常用于可执行文件或脚本文件,允许用户运行该文件。
对于Windows系统,这类权限通常不是在磁盘级别设置,而是针对可执行文件的属性。
4.创建权限(Create):允许用户在磁盘上创建新的文件和文件夹。
这包括在磁盘根目录或指定目录中创建新文件夹或文件。
5.修改权限(Modify):允许用户修改文件的内容,但不能删除或重命名文件。
这通常包括编辑文本文件或修改其他类型文件的内容。
6.删除权限(Delete):允许用户删除磁盘上的文件和文件夹。
这包括从文件系统中永久移除文件,无法通过回收站或垃圾箱进行恢复。
7.重命名权限(Rename):允许用户修改文件或文件夹的名称。
这个权限通常与写入权限相关联。
8.管理权限(Manage):允许用户对磁盘进行高级管理操作,如格式化磁盘、调整磁盘分区、更改磁盘权限设置等。
这些权限通常只分配给系统管理员或具有高级权限的用户。
在Unix/Linux系统中,这些权限通常使用权限位(如rwxr-xr-x)来表示,分别代表文件所有者、文件所属组和其他用户的权限。
在Windows系统中,这些权限通常通过安全描述符和访问控制列表(ACL)进行管理。
有效的磁盘管理权限可以保护用户数据的安全性,并确保系统的稳定和运行。
操作系统磁盘管理
扫描算法是先将磁头移动到一端,然后顺序访问该方向的请求,直到遇到一个 逆向的请求时,再将磁头移动到另一端,然后顺序访问该方向的请求。
循环扫描算法(C-SCAN)
总结词
改进版的SCAN算法,当磁头移动到一端时,不再立即返回另一端,而是继续向后扫描,直到遇到一 个逆向的请求为止。
详细描述
循环扫描算法是SCAN算法的改进版,当磁头移动到一端时,不再立即返回另一端,而是继续向后扫 描,直到遇到一个逆向的请求为止。这样可以减少磁头的移动次数,提高磁盘的访问效率。
文件系统
Windows支持多种文件系统,如FAT16、FAT32、NTFS 等,其中NTFS是Windows NT及后续版本的默认文件系 统,具有更高的安全性和性能。
Linux操作系统磁盘管理
分区类型
Linux支持主分区、扩展分区和逻辑分区。与Windows不同 的是,Linux不允许在逻辑分区上创建扩展分区。
NTFS
适用于大型磁盘分区,支 持大文件和文件夹,安全 性较高,支持加密和压缩 。
EXT4
Linux操作系统中的主流 文件系统,支持大文件和 文件夹,具有很高的可靠 性和性能。
HFS+
macOS中的默认文件系统 ,支持大文件和文件夹, 具有较好的稳定性和性能 。
文件系统结构与组织
01 根目录
文件系统的入口点,包含其他目录和文件。
03 混合硬盘 (SSHD)
结合了HDD和SSD的特点,既有较高的存储容量 ,也有较快的读写速度。
磁盘分区与格式化
分区
将一个物理磁盘划分为多个逻辑分区,每个分区可以独立管理。
格式化
将分区中的数据按照特定的文件系统结构进行组织,以便于操作系统进行读写操作。
了解电脑的文件系统与磁盘管理
了解电脑的文件系统与磁盘管理电脑文件系统是操作系统中负责管理和组织文件的一部分,而磁盘管理则是操作系统对于磁盘存储空间的分配和控制。
本文将详细介绍电脑文件系统与磁盘管理的基本概念、功能以及常见的文件系统和磁盘管理方式。
一、文件系统的概念与功能1. 文件系统的概念电脑文件系统是指操作系统通过管理和组织文件来提供数据存储和访问的一种机制。
它将磁盘上的数据分成文件,并为用户提供了对于这些文件的操作和管理方式。
2. 文件系统的功能文件系统的功能主要包括数据存储、数据组织和数据访问等方面。
它可以实现数据的存储和读写、文件的创建和删除、文件夹的创建和管理等操作。
二、常见的文件系统1. FAT文件系统FAT(File Allocation Table)文件系统是一种最早被广泛应用的文件系统。
它通过记录文件的分配情况来管理磁盘空间,具有兼容性好、存储效率高等特点。
然而,FAT文件系统不支持大容量磁盘和文件,逐渐被新一代文件系统所取代。
2. NTFS文件系统NTFS(New Technology File System)文件系统是被Windows操作系统广泛采用的一种文件系统。
它支持大容量磁盘和文件,具有更好的安全性和稳定性,支持文件和文件夹的权限控制,能够有效防止数据丢失和损坏。
3. EXT文件系统EXT(Extended File System)是Linux操作系统中常用的文件系统类型,目前已经发展到第四个版本(EXT4)。
EXT文件系统具有较好的性能和稳定性,支持大容量磁盘和文件,同时也支持文件和文件夹的权限控制。
三、磁盘管理的概念与方式1. 磁盘管理的概念磁盘管理是指操作系统对于磁盘存储空间的分配和控制。
它负责将磁盘分成若干个逻辑分区,并为每个分区分配一个文件系统,以方便用户对磁盘上的数据进行存储和读写。
2. 基本磁盘管理方式(1)磁盘分区:将磁盘划分为几个逻辑分区,每个分区相当于一个独立的磁盘,可以独立进行格式化和管理。
磁盘控制器驱动集成方略
磁盘控制器驱动集成方略第一章、关于磁盘控制器Skyfree我在之前不少的教程中都提到过有关这方面的内容,不过由于之前技术水平有限,不能较为完整详细的解释这方面的内容,所以一直感到惭愧。
现今,经过了相当长一段时间的学习与实践,我想现在的我应该可以把有关磁盘控制器驱动集成原理的部分较为明了的解释一下了。
一、正确理解磁盘控制器驱动的含义很多朋友将“SATA硬盘驱动”这个词经常挂在嘴边,Skyfree我当年也是这个样子。
其实这种说法是一种从表象上看问题的说法,所以有不少的偏差。
好吧,现在我要将一个概念深入人心,即“磁盘控制器与磁盘类型没有直接的关系”。
当然,或许这个说法也有部分偏差,有兴趣的朋友可以更为深入的研究,并可以找我讨论。
“磁盘控制器驱动”是针对磁盘控制器的(似乎是废话),而不是针对磁盘(硬盘以及相关类似的存储介质,狭义的可以认为磁盘就是指的硬盘)的。
磁盘控制器有主板芯片组自带的,有主板集成的第三方的,也有独立的磁盘控制器卡。
磁盘控制器,就像是磁盘到计算机的一个中间介质,简单说,系统是通过磁盘控制器认识磁盘的。
所以,如果系统里没有和磁盘控制器匹配的磁盘控制器驱动,是无法识别磁盘的。
如果对这个不好理解,可以这样来想,例如我们当年的98系统,98系统里没有常用的USB控制器驱动,所以我们的U盘插上后系统识别不出来,而我们现在最常用的XP中包含了大量常用的USB控制器驱动,所以基本上所有的U盘插上后会自动识别出来。
这里,你可以把USB控制器看做磁盘控制器,U盘控制器驱动看做磁盘控制器驱动,U盘看做磁盘。
USB控制器驱动是为USB控制器装的,而不是为U盘装的。
说到这里,我们来看一下我们最常见的两种磁盘控制器:1、并行磁盘控制器,或者叫做ATA(PATA)磁盘控制器。
基本上来说,这种磁盘控制器都是为IDE接口的磁盘准备的,而并行磁盘控制器也一般只有并行工作模式。
所以,一般来说,并口磁盘所使用的磁盘控制器都是工作在并行模式的并行磁盘控制器。
win7磁盘管理
win7磁盘管理随着Windows 7的推出,该操作系统的许多新功能变得更加人性化,其中一个极为重要的功能是磁盘管理。
磁盘管理是管理硬盘分区和文件系统的一种方式,它能让用户轻松地处理各种磁盘问题。
本文旨在介绍如何在Windows 7中使用磁盘管理来调整硬盘分区和文件系统。
1. 打开磁盘管理在窗口开始菜单中,打开“计算机”选项,然后右键单击要管理的磁盘。
从此处可以选择打开磁盘管理。
也可以在控制面板中找到“管理工具”并打开“计算机管理”,在设备管理器下找到磁盘管理。
一旦打开,磁盘管理会显示计算机上所有硬盘的分区情况。
2. 改变分区大小如果要改变硬盘的大小,可以使用Windows 7的内置磁盘管理程序来实现。
首先,打开磁盘管理,右键单击要更改大小的分区,然后选择缩小卷或扩展卷选项。
在缩减卷中,可以输入要将分区减小的空间大小(MB或GB),默认情况下,Windows将使用磁盘中未分配的任何可用空间。
在扩展音中,可以指定要将分区扩展的大小,但是,此选项仅在分区右侧有未分配的磁盘空间时才可用。
3. 创建分区要创建新分区,右键单击未分配的空间,然后选择“新卷”。
从此处可以选择将新空间分配为主分区或扩展分区。
接下来,就可以定义文件系统、分配驱动器字母和设置标签。
然后,可以选择格式化磁盘(NTFS或FAT32),并设置默认大小和分配单位大小。
4. 删除分区如果需要删除分区,可以右键单击要删除的分区,然后选择“删除卷”。
在弹出的对话框中,可以选择是否要将删除的分区合并到磁盘上的另一个分区。
注意:此操作会删除分区中的所有数据,请务必备份所有重要数据。
5. 更改驱动器字母和路径要更改驱动器字母或路径,可以右键单击要更改的驱动器,然后选择“更改驱动器字母和路径”。
在弹出的对话框中,可以选择新的驱动器字母或路径。
注意:更改驱动器字母或路径可能会导致某些应用程序无法正常工作,请谨慎操作。
6. 分区操作的注意事项在进行这些操作之前,请务必备份所有重要数据。
linux磁盘写入流程
linux磁盘写入流程在Linux系统中,磁盘写入的过程涉及文件系统、磁盘驱动、硬件层等多个组件。
下面是一个简化的Linux磁盘写入的基本流程:1.文件系统缓存:•当用户或应用程序通过系统调用写入数据时,数据首先被缓存在文件系统的缓存中,而不是直接写入磁盘。
2.页面缓存和Dirty Pages:•内核使用页面缓存(page cache)来存储文件数据。
当数据被写入页面缓存后,这些页面标记为"脏页"(dirty pages),表示它们的内容已经改变。
3.同步和异步写入:•内核有两种方式进行磁盘写入:同步和异步。
•同步写入:数据被写入缓存后立即同步写入到磁盘。
这确保了写入操作的可靠性,但可能会导致性能下降,因为写入操作需要等待磁盘的确认。
•异步写入:内核将数据写入缓存,并定期将脏页异步写入到磁盘。
这提高了性能,但可能在极端情况下导致数据丢失。
4.写入到磁盘控制器:•缓存中的数据最终会被写入磁盘控制器。
磁盘控制器负责管理磁盘的I/O操作。
5.磁盘调度器:•操作系统的磁盘调度器负责将数据块以最优的方式写入磁盘。
这可以通过选择合适的磁盘扇区、轨道等来提高性能。
6.磁盘驱动程序:•磁盘驱动程序是硬件和操作系统之间的接口。
它将数据从缓存传递到磁盘,并管理磁盘的读写操作。
7.硬盘控制器和磁盘操作:•硬盘控制器接收到来自磁盘驱动程序的命令,将数据写入到磁盘的指定位置。
这可能涉及寻道、旋转、写入等多个步骤。
8.确认写入:•硬盘驱动程序向操作系统发送写入成功的确认信号,表示数据已经成功写入磁盘。
9.文件系统元数据更新:•操作系统更新文件系统的元数据,例如inode中的文件修改时间、文件大小等信息。
需要注意的是,上述流程是一个高层次的概括,实际情况中可能涉及到更多的细节和优化。
磁盘写入的性能和可靠性是操作系统和硬件共同协作的结果。
磁盘工作原理
磁盘工作原理
磁盘是一种数据存储设备,它的工作原理是基于磁性材料的物理性质。
磁盘由一个或多个盘片组成,每个盘片分为许多同心圆的磁道,并在每个磁道上划分成若干个扇区。
磁盘的工作原理主要包括以下几个部分:
1. 磁头:磁头是用来读取和写入数据的设备,它位于盘片的上方和下方,可以在盘片上移动。
磁头通过接触盘片表面上的磁道来读取或写入数据。
2. 磁性材料:盘片是由磁性材料制成的,常见的磁性材料包括铁氧体。
磁性材料在受到磁场的作用时可以保持磁化状态,用来存储数据。
3. 磁场:磁盘驱动器中的电磁线圈可以产生一个磁场,磁场的方向和强度可以控制磁头的位置和状态。
通过改变磁头的位置和磁化方向,可以实现数据的读写操作。
4. 控制系统:磁盘驱动器中还包括一个控制系统,用来控制磁头的移动、磁场的产生和数据的读写。
控制系统可以根据计算机的指令和操作系统的控制,准确地将磁头定位到指定的磁道,并将数据读取或写入到指定的扇区中。
当计算机需要读取或写入数据时,控制系统会将磁头移动到指
定的磁道上,并将磁头放置在指定的扇区之上。
然后,磁盘驱动器会产生一个磁场,改变磁道上的磁化状态,从而实现数据的读取或写入操作。
数据读取时,磁头会感应到磁盘上的磁场变化,并将其转换成电信号送回计算机进行处理。
数据写入时,磁头会产生一个磁场改变磁盘上的磁化状态,用来存储新的数据。
总的来说,磁盘通过控制磁头的位置和磁场的作用来读取和写入数据,实现数据的存储和访问。
这种利用磁性材料和磁场的工作原理使得磁盘具有较大的容量和较快的读写速度,成为计算机中常用的存储设备之一。
一种linux系统下磁盘控制器盘符与物理槽位绑定方法
一种linux系统下磁盘控制器盘符与物理槽位绑定方法在Linux系统中,磁盘控制器的盘符与物理槽位可以通过以下方法绑定:1. 使用UDEV规则:UDEV是Linux系统中用于设备管理的工具,可以通过创建UDEV规则将磁盘控制器的盘符与物理槽位绑定起来。
你可以通过以下步骤实现绑定:a. 打开终端,使用文本编辑器(如vi或nano)创建一个新的UDEV规则文件,例如/etc/udev/rules.d/99-disk.rules。
b. 在规则文件中,使用SUBSYSTEM属性指定要匹配的设备类型,例如block(块设备)。
使用ATTRS属性指定要匹配的设备属性,例如ID_SERIAL属性可以指代磁盘的序列号(可以使用udevadm命令查看设备属性)。
使用SYMLINK 属性为设备创建一个符号链接(即盘符),如将/dev/sdb绑定到磁盘槽位1:SUBSYSTEM=="block",ATTRS{ID_SERIAL}=="xxx", SYMLINK+="sdb"c. 保存并关闭规则文件。
d. 重启udev服务,以加载新的规则:sudo systemctl restart udev 或 sudo service udev restarte. 确认符号链接是否成功创建:ls -l /dev/sdb2. 利用UUID或LABEL:可以使用磁盘分区的UUID或LABEL属性来绑定盘符与槽位。
每个分区都有一个唯一的UUID和一个可自定义的LABEL。
你可以通过以下步骤实现绑定:a. 找到磁盘分区的UUID或LABEL:使用lsblk命令查看分区列表,找到分区的UUID或LABEL值。
b. 打开终端,编辑/etc/fstab文件:sudo vi /etc/fstabc. 在fstab文件中,使用UUID或LABEL属性指定要挂载的分区,并指定挂载点和文件系统类型,例如:UUID=xxx/mnt/data ext4 defaults 0 0d. 保存并关闭fstab文件。
磁盘权限解除方法
磁盘权限解除方法正文:磁盘权限是计算机操作系统中的一项重要功能,它可以限制用户对磁盘文件的访问和操作权限。
然而,有时候我们需要解除某些磁盘的权限限制,以便更灵活地管理和处理文件。
下面将介绍一些常用的磁盘权限解除方法。
1. 使用管理员身份运行在Windows操作系统中,管理员账户被赋予了最高的权限,可以对系统中的所有文件和文件夹进行访问和操作。
因此,如果您想解除某个磁盘的权限限制,可以尝试以管理员身份运行相关操作。
首先,找到需要解除权限限制的磁盘所在的文件夹,右键点击该文件夹,并选择“以管理员身份运行”选项。
随后,系统可能会询问您是否授予程序管理员权限,您需要点击“是”来确认。
接下来,您便可以自由地对该磁盘中的文件进行访问和操作。
2. 修改安全设置除了使用管理员身份运行外,另一种解除磁盘权限限制的方法是修改磁盘的安全设置。
在Windows操作系统中,每个文件和文件夹都有相应的安全设置,可以控制谁可以访问和操作它们。
通过修改安全设置,您可以解除对某个磁盘的权限限制。
首先,找到需要解除权限限制的磁盘所在的文件夹,右键点击该文件夹,并选择“属性”选项。
在弹出的窗口中,点击“安全”选项卡。
接下来,您会看到一个名为“用户和组”或“选定用户或组”的列表,点击“编辑”或“更改权限”按钮。
在编辑权限或更改权限的窗口中,您可以添加或移除用户或组,并设置对应的权限。
如果您想解除对某个特定用户或用户组的权限限制,可以选择对其操作并将权限设置为“完全控制”。
完成后,点击“确定”保存设置。
3. 使用专业工具除了以上两种方法外,还有一些专业的工具可以帮助您解除磁盘权限限制。
这些工具通常具有更高级的功能和操作选项,可以更灵活地管理和处理文件。
例如,DiskGenius是一款功能强大的磁盘管理和数据恢复工具,它提供了解除磁盘权限限制的功能。
您只需要下载并安装DiskGenius,并打开需要解除权限限制的磁盘所在文件夹,然后选择相应的权限解除选项即可。
自动控制原理磁盘读取系统
的变量是安装在滑动簧片上的磁头位置。
硬盘驱动读写系统初步控制方案
系统设计要求为:单位阶跃响应超调量 % 5%
单位阶跃响应调节时间 ts 50ms( 2%) 单位阶跃扰动作用下的最大响应 5.2103
二、系统数学模型的建立
1、系统三阶模型的建立 暂时不考虑扰动的影响,假定簧片是完全刚性的,不会出现明显弯
5000
V (s) s(s 20)(s 1000 )
当考虑干扰影响时,系统框图如下:
磁盘驱动读写系统三阶模型框图
2、系统近似二阶模型的建立
三阶模型还可以写为 G(s) Km / fR
s(TLs 1)(Ts 1)
,其中
TL J / f
50ms
T L / R 1ms。由于 T TL ,
(1)电枢回路电压平衡方程:
v(t
)
L
dia (t dt
)
R.ia
(t
)
Ea
(2)电动机轴上的转矩平衡方程: J
dwm (t) dt
f
wm (t) M m (t) M c (t)
(3)电量与机械量联系方程: Ea Ce wm
M m K mia (t)
在空载情况下,并考虑 Ce 0,则有
1、当 Ns ,0 R(s) 1 s 时:
开环传递函数
Wk
(s)
KaG(s)
5Ka s(s 20)
闭环传递函数
(s)
C(s) R(s)
s2
5K a 20s
5K a
输入信号作用下: (1)稳定性分析;
(2) 和 n确定;
, 分 (3)动态性能分析; 析 (4)稳态性能分析。 过 程
干扰信号作用下:(1)动态性能分析。
基于AT89C2051的数据库磁盘阵列智能保护控制系统的设计
( 接 第 1 1页 ) 上 6
Байду номын сангаас
即在数据库磁盘阵列机房分别采样几个 点, 如数据库磁盘 阵列 柜摆放密集 的地方 ,以及 P c机密集地方等 。分别测量这几 点 温度 , 然后单片机控制多路开关分别采集这几 点的温度 , 然后 与设定 的温度数值进行 比较 , 再输 出控制信 号, 这样 并不会增 加单片机 的运算负荷 。 电网停 电当电网断 电时,接在 电网中的继电器 触点活动, 给单片机一个高 电平信号 , 单片机检测到 电平信号 ,启动执行 机构 ,关 闭主机 同时关 闭主从数据库磁盘 阵列 电源 。
( )控 制 软件 四
系 统的控制软 件包括计 算机管理控 制中心 的温 度管理 和 储存软件 、单片机测控系 统运 行软件,以及 R  ̄ 8 S 4 5通讯软件
等。
计 算机管理控 制中心 的温 度管理和 储存软件 可 以使用 户 在 计算机机上 方便地对测 量温度数值 和设定温度 数值进行 管 理 、查看和储存 ; 单片机测控系统运行软件是烧录在单 片机程 序存储器 中,控 制单 片机运行 的程序 ,它包括初始化子程序、 中断子程序 、 量子程序 和比较 子程序 等 :S4 5 测 R 一 8 通讯软件 是 使上位机与 下位机进 行串行数据 交换需要编写的软件, 符合标
m o u ai n c m m u i ai n s s m , I EE Tr n Cic i y I d lt o o n c to y t e ” E a . rut S s , s
.
[ 作者简介] 宋国栋 ( 9 9 ),男 ,籍贯 :安徽省宿州市 。 18 一 西南大 学电子信 息工程学院,大学本科。
软 件 设 计 开 发
磁盘驱动器磁头控制系统
硬盘驱动读写系统采用永磁直流电机驱动读写手臂的转动。磁头安装在一个与手臂相连的簧片上,磁头读取磁盘上各点处不同的磁通量,并将信号提供给放大器,弹性金属制成的簧片保证磁头以小于100nm的间隙悬浮于磁盘之上。
根轨迹分析
系统特征方程为s(s+20)(s+1000)+5000Ka=S^3+1020S^2+20000S+5000Ka=0劳斯表为 S^3 1 20000 S^2 1020 5000Ka S^1 20000-5000Ka/1020 S^0 5000Ka20000-5000Ka/1020>0且5000Ka>0时,即0<Ka<4080时,系统是稳定的。
利用matlab仿真,绘制出Ka=10,50,100,250,1000时的阶跃响应曲线
结论:当放大系数处于10≤Ka≤1000时,随着Ka的增大,系统的振荡加剧,Ka=10时,响应速度很慢;Ka=100时有振荡;Ka=50时,响应时间稍慢当Ka=100时,近似为二阶系统,计算出动态系数超调量pos = 0.218上升时间tr = 0.10s峰值时间tp = 0.15s调节时间ts = 0.37s
The end
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硬盘驱动读写系统控制方案
我们假定磁头足够精确,传感器环节的传递函数为 H(s)=1,
作为足够精确的近似,我们用给出的电枢控制直流电机模型(Kb=0 )来对永磁直流电机建模
直流电机模型
电机传递函数
由此可得到系统框图
硬磁盘驱动器和控制器
7.4.4 磁盘上信息的分布
盘片的上下两面都能记录信息,通常把磁盘片表面称为记录面。记录面上一系列 同心圆称为磁道。每个盘片表面通常有几十到几百个磁道,每个磁道又分为若干 个扇区。如下图所示。
磁道的编址是从外向内依次编号,最外一个同心圆叫0磁道,最里面的一个同心 圆叫n磁道,n磁道里面的圆面积并不用来记录信息。扇区的编号有多种方法,可 以连续编号,也可间隔编号。磁盘记录面经这样编址后,就可用n磁道m扇区的磁 盘地址找到实际磁盘上与之相对应的记录区。除了磁道号和扇区号之外,还有记 录面的面号,以说明本次处理是在哪一个记录面上。例如对活动头磁盘组来说, 磁盘地址是由记录面号(也称磁头号)
在可移动磁头的磁盘驱动器中,驱动磁头沿盘面径向位置运动以寻找目标磁道 位置的机构叫磁头定位驱动系统,它由驱动部件、传动部件、运载部件(磁头 小车)组成。当磁盘存取数据时,磁头小车的平移运动驱动磁头进入指定磁道 的中心位置,并精确地跟踪该磁道。目前磁头小车的驱动方式主要采用步进电 机和音圈电机两种。步进电机靠脉冲信号驱动,控制简单,整个驱动定位系统 是开环控制,因此定位精度较低,一般用于软磁盘驱动器和道密度不高的硬磁 盘驱动器。音圈电机是线性电机,可以直接驱动磁头作直线运动,整个驱动定 位系统是一个带有速度和位置反馈的闭环控制系统,驱动速度快,定位精度高, 因此用于较先进的磁盘驱动器。
在磁道上,信息是按区存放的,每个区中存放一定数量的字或字节,各个区存放的 字或字节数是相同的。为进行读/
位置称为“索引”。索引标志在传感器检索下可产生脉冲信号,再通过磁 盘控制器处理,便可定出磁道起始位置。
磁盘存储器的每个扇区记录定长的数据,因此读/写操作是以扇区为单位 一位一位串行进行的。每一个扇区记录一个记录块。数据在磁盘上的记录 格式如下图所示。
Windows操作系统的磁盘管理
Windows操作系统的磁盘管理随着计算机技术不断进步,人们对于计算机硬件和操作系统的要求也越来越高。
虽然计算机已经成为人们生活和工作中必不可少的设备,但是对于普通用户来说,要了解一些基本的计算机操作知识仍然是必要的。
本文将介绍Windows操作系统的磁盘管理,帮助读者更好地管理计算机硬件。
一、磁盘的概念首先,我们需要先了解什么是磁盘。
磁盘是一种用于存储数据的设备。
它由盘片、磁头和驱动器等组成。
盘片是磁盘的主体,由一种类似于铝材料的合金制成。
盘片上有许多小环状路径,称之为“磁道”。
用户可以在这些磁道上存储和读取数据。
磁头是一种读写设备,负责将数据写入磁盘和读取磁盘中的数据。
驱动器则是磁头的控制中心,控制磁头的移动和磁盘盘面的旋转速度。
二、磁盘的分区为了更好地管理磁盘,我们需要将一个磁盘划分成若干个分区。
磁盘分区可以将不同的数据放在不同的地方,从而实现有效地管理和保护数据。
在Windows操作系统中,我们可以通过磁盘管理工具进行分区操作。
打开磁盘管理工具有两种方式:一种是通过“我的电脑”图标右键菜单中的“管理”,另一种是通过控制面板中的“管理工具”找到“计算机管理”,然后点击“存储”中的“磁盘管理”。
在磁盘管理工具中,我们可以看到计算机所有的磁盘信息,包括磁盘的容量、使用情况等。
如果我们需要对磁盘进行分区操作,可以右键磁盘选择“新建简单卷”或“新建分区”。
分区后,我们可以将数据分类存放,更方便地管理和使用。
三、磁盘的格式化在进行磁盘分区后,我们需要对其进行格式化操作,使得磁盘能够正常工作。
格式化是指将磁盘清空并为其分配一个文件系统。
在Windows操作系统中,有FAT32、NTFS等多种文件系统可供选择。
一般来说,NTFS文件系统可以支持更大的单个文件和更高的安全性,里面可以存放大于4GB的单个文件,同时还支持文件访问权限等功能。
在磁盘管理工具中,格式化磁盘也非常简单。
首先,我们选择需要格式化的磁盘,右键点击后选择“格式化”。
磁盘io控制
磁盘io控制磁盘IO控制是计算机系统中非常重要的一部分,它负责管理计算机与磁盘之间的数据传输。
磁盘IO控制的性能直接影响着计算机系统的整体性能和响应速度。
在本文中,我们将探讨磁盘IO控制的原理、优化方法以及其在计算机系统中的重要性。
磁盘IO控制的原理主要涉及到磁盘的读写操作。
当计算机需要从磁盘中读取数据时,磁盘IO控制器会发送读取请求给磁盘驱动器,然后磁盘驱动器会将数据从磁盘中读取出来,并通过磁盘IO控制器传输给计算机。
当计算机需要将数据写入磁盘时,磁盘IO控制器会发送写入请求给磁盘驱动器,然后磁盘驱动器将数据写入磁盘中。
这个过程中,磁盘IO控制器需要管理磁盘的读写队列,以及处理磁盘的错误和异常情况。
为了提高磁盘IO控制的性能,我们可以采取一些优化方法。
首先,可以通过合理的磁盘分区和文件系统的选择来提高磁盘IO的效率。
合理的磁盘分区可以使得磁盘的读写操作更加高效,而选择合适的文件系统可以提供更好的文件管理和数据存储性能。
其次,可以通过使用缓存技术来减少磁盘IO的次数。
缓存技术可以将磁盘中的数据缓存在内存中,当计算机需要读取数据时,可以首先从缓存中读取,而不是直接从磁盘中读取,从而提高读取速度。
此外,还可以通过使用磁盘阵列技术来提高磁盘IO的并发性和容错性。
磁盘阵列可以将多个磁盘组合成一个逻辑磁盘,从而提供更高的读写性能和更好的数据保护。
磁盘IO控制在计算机系统中的重要性不言而喻。
首先,磁盘IO控制的性能直接影响着计算机系统的整体性能和响应速度。
如果磁盘IO 控制的性能较差,那么计算机系统的响应速度将会变慢,用户体验将会受到影响。
其次,磁盘IO控制还涉及到数据的安全性和可靠性。
磁盘IO控制需要处理磁盘的错误和异常情况,以保证数据的完整性和可靠性。
如果磁盘IO控制的性能较差,那么数据的安全性和可靠性将会受到威胁。
因此,磁盘IO控制在计算机系统中的重要性不可忽视。
综上所述,磁盘IO控制是计算机系统中非常重要的一部分。
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在转子载流导体上作用垂直于磁通方向的力,电流的大小和磁感应强度及导体长度成正比,在磁场中每一根导体都对总的合力提供一个分量。由于转子的结构决定了力矢量作用于转子半径的力臂上,因而形成电磁转矩。由假定的激磁磁通保持常数,所以电磁转矩与电枢电流成正比,即
(2-6)式中 ——直流电动机转矩系数
磁盘驱动器读写系统的原理如图1所示。
图1磁盘驱动器读写系统原理图
通过查找相关资料可知:磁头的定位过程主要是由磁盘中的音圈电机(VCM)来完成的。它接受主机发出的读写数据命令,快速的将磁头从当前磁道移动到数据所在的目标磁道上。详细的过程如下:首先音圈电机分析目标磁道和当前磁道的距离,主要是根据磁道号和磁道宽来确定。磁道号通过读取刻录在磁盘上的伺服信息中的磁道号获得然后决定是向内径还是外径移动,这个过程称为寻道。当到达目标磁道后,磁头再紧紧跟随目标磁道,跟随过程通过读取刻录在磁盘上的伺服信息中的位置误差信号来实现。伺服控制机构通过获取磁头相对于当前磁道的位置信息,及时调整磁头的位置,使磁头始终能够准确定位在磁道的中心位置,并能够有效的克服噪音干扰和机械扰动造成的磁头偏离当前磁道的问题,这个过程称为跟随。这两个过程都是由音圈电机带动滑块来完成的。通过以上分析我们知道,音圈电机(VCM)的运行性能是决定磁头准确定位的关键。在实际中,由于干扰因素,音圈电机并不能运行在理想的状态,而是会出现振荡或不稳定的情况,这样不仅不利于磁头的准确定位,还有可能损坏整个磁盘。因此需要设计控制器来改善其动态性能,本设计主要讨论PID控制方法器为
为了消除PD控制器新增闭环零点 的不利影响,将前置滤波器取为
系统的仿真框图为
然后,对所设计的系统进行仿真测试。
无前置滤波器时单位阶跃输入响应,如图所示,仿真表明,闭环零点可以提升系统的上升时间,但恶化了系统的超调量;
转子中产生的机械功率为: (2-7)
产生的功率本该一部分消耗于电动机中转子的风阻,机械摩擦和转子铁芯中的磁滞和涡流损耗,另一部分储存于转子功能,因而
但是此处我们不考虑损耗,因而
根据速度和位移的关系,我们可以得出
式中: —摩擦损耗所需的转矩,包括摩擦,风损和铁损
—负载转矩
—粘滞阻尼分量
—粘滞摩擦系数
—转子的转动惯量
化简得 ,其中 ,
(忽略 )
因此,该系统的音圈电机的传函为 ,为二阶系统。
仿真设计
一、模拟PID控制
我们知道,一个好的控制系统,应该具有快速的动态响应,并且具有最小的超调量。最小节拍响应是指以最小的超调量快速达到并保持在稳态响应允许波动范围内的时间响应。因此,为了满足设计要求,可以尝试设计最小节拍控制系统,来达到最优的设计目标。
方案概述
图3给出了该系统的初步方案,其闭环系统利用电机驱动磁头臂达到预期的位置。图中的偏差信号是在磁头读取磁盘上预先录制索引磁道时产生的。
图3磁盘驱动读写系统初步方案
假定磁头足够精确,取传感器环节的传递函数 ,同时采用电枢控制直流电机模型来建模,如图4所示。
图4建模框图
电机的具体建模过程如下:电枢控制直流电机的模型如下图5所示,电枢被模拟为一个线性电阻 与电枢绕组电感 相串联,而电压源 表示电枢中产生的电压。磁激用绕组用线性电阻 和线性电感 表示, 表示气隙磁通(以下我们均不考虑摩擦,风损和铁损,负载转矩带来的损耗等)。
磁盘控制系统
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要求和目标
磁盘驱动器作为一种存储数据信息的设备,在目前的计算机系统中起着不可替代的作用。如今,磁盘技术的发展日趋成熟,而其中又以读写磁头的定位控制为核心技术。
公式(2-1),(2-5),(2-6),(2-8)构成模拟直流电动机的基本方程组,从其中可以求出直流电动机在不同工作方式下的传递函数。
对基本方程组进行拉普拉斯变换后可得到:
(2-9)
上述基本方程组的方块图如下图所示:
所以根据上图,我们得到音圈电机的传递函数模型为:
代入参数 , , , , ,得到电机传函
当忽略电机磁场影响时,具有PD控制器的磁盘驱动系统如图6所示。(在PID控制器的选择过程中,由于音圈电机的传函模型中已经有了一个积分环节,所以PID控制器只需要PD控制就能达到目标,积分环节基本上没什么影响)
图6加前置滤波器的PD控制框图
为了消除PD控制形成的零点因式 对闭环动态性能的不利影响,系统配置了前置滤波器 。
0.89%
4.81
5
2.70
4.90
5.40
3.40
1.29%
5.43
6
3.15
6.50
8.70
7.55
4.05
1.63%
6.04
表中标准化调节时间应为
根据设计指标要求, 应有 ,于是可取 ,其对应的调节时间 可以满足设计要求。
这样,二阶最小节拍系统的标准化闭环传递函数为
令实际闭环传递函数与标准化闭环传递函数分母相等,有
图5 直流电机模型图
电流电动机的电压平衡方程式为:
根据法拉第电磁感应定律,在恒定的磁场中转动的导电元件产生的感应电压为:
式中 ——线圈的磁链
在旋转的直流电机中,转子上每一个闭合的导体通路中都有(2-2)给出的电压。已知 正比于气隙磁通和角速度,即
所以电枢感应电压为:
假定激磁不变并忽略电枢电压和其他次要因素引起的激磁磁通的变化,则激磁磁通 为定值,式(2-4)可改写为(2-5)
当不考虑 时,系统开环传递函数为
相应的闭环传递函数为
由表1可知,二阶最小节拍响应系统的标准化闭环传递函数为
表1最小节拍系统的标准化传递函数的典型系数和响应性能指标
系统阶数
闭环传递函数
系数
超调量
调节时间
α
β
γ
δ
ε
2
1.82
0.10%
4.82
3
1.90
2.20
1.65%
4.04
4
2.20
3.50
2.80
如图2所示,磁盘驱动器由磁头驱动机构(包括音圈电机、悬架、磁头、轴承),硬盘碟片和主轴组成。磁盘驱动器读取系统设计的目标是将磁头准确定位,以便正确读取磁盘上磁道的信息,因而需要进行精确控制的变量是安装在滑动簧片上的磁头位置。磁头位置精度要求为1µm,且磁头由磁道a移动到磁道b的时间小于50ms。
图2磁盘驱动器结构示意图