第八章 辅助存储器
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8：辅助存储器
典型RAID的容量
8.3.5 硬磁盘驱动器的发展动向 (1) 采用浮动磁头，降低浮动高度。 (2) 采用伺服机构，提高磁道密度。 (3) 采用温彻斯特技术。 (4) 采用特殊工艺，提高信号噪音(S/N)比。 (5) 改进存储介质和盘基，提高记录密度。 (6) 缩短平均存取时间，提高数据传输率。 (7) HDD的微小型化。
3. 寻址时间 磁盘存储器采取直接存取方式，寻址时间包括 两部分： 一是磁头寻找目标磁道所需的找道时间ts； 二是找到磁道以后，磁头等待所需要读写的区段旋 转到它的下方所需要的等待时间tw。由于寻找相邻 磁道和从最外面磁道找到最里面磁道所需的时间不 同，磁头等待不同区段所花的时间也不同，因此， 取它们的平均值，称作平均寻址时间Ta，它由平均 找道时间tsa和平均等待时间twa组成： Ta＝Tsa+Twa＝(tsmax+tsmin)/2+(twmax+twmin)/2 平均寻址时间是磁盘存储器的一个重要指标。
• Raid5 RAID5提供了对数据奇偶 校验的分布存储。它可以在提 高数据访问速度的同时实现数 据冗余性。RAID5将数据交错 存储在多个磁盘上（类似 RAID0），同时维护着一个奇 偶校验块（parity blocks）系统， 由此使整个阵列清楚每一个物 理磁盘上所存储的数据，即使 某个磁盘出现了故障也不会对 访问产生影响。 • Raid10/ Raid01 对Raid0和Raid1的组合处 理。
第8章 辅助存储器
辅助存储器的种类与技术指标 磁记录原理与记录方式 硬磁盘存储器 软磁盘存储器 磁带存储器 光盘存储器 硬盘、软盘、磁带和光盘存储器的综合比较
8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7
8.1 辅助存储器的种类与技术指标
第八章 辅助存储器
第八章
辅助存储器
1
8.1
外存储器概述
主存的后备和扩充，也称外存。 主存的后备和扩充，也称外存。 特点:容量大,可靠性高,单位存储容量价格低, 特点:容量大,可靠性高,单位存储容量价格低, 在掉电情况下能长期保存信息。 在掉电情况下能长期保存信息。
磁芯 磁表面存储器 光存储器 磁盘 磁带
2
辅助存储器的主要技术指标
3
2.存储容量 2.存储容量
指磁表面存储器所能存储的二进制信息总量（B）。 指磁表面存储器所能存储的二进制信息总量（ 存储容量有格式化容量 非格式化容量两个指标 格式化容量和 两个指标。 存储容量有格式化容量和非格式化容量两个指标。
格式化容量： 格式化容量：指按照某种特定的记录格式所能存储的信息总 也就是用户真正可以使用的容量。 量，也就是用户真正可以使用的容量。 非格式化容量：是磁记录表面可以利用的磁化元总数。 非格式化容量：是磁记录表面可以利用的磁化元总数。
10
解：1、有效存储区域长度=33/2-22/2=5.5（cm） 有效存储区域长度=33/2-22/2=5.5（cm） =33/2 道数=5.5 40=220道 =5.5× 220个柱面 个柱面。 道数=5.5×40=220道，即220个柱面。 内层磁道周长=2 11=69.08（cm） 2、内层磁道周长=2 × 3.14 × 11=69.08（cm） 每道信息量=400 69.08=27632位=3454（ 每道信息量=400 ×69.08=27632位=3454（B） 盘组总容量=3454 10=7598800（ 盘组总容量=3454 ×220 ×10=7598800（B） 数据传输率=2400/60 3454=13816（B/秒 3、数据传输率=2400/60 ×3454=13816（B/秒） 平均等待时间= 60/2400） 1/2）=12.5（ms） 4、平均等待时间=（60/2400）×（1/2）=12.5（ms） 最小单位是一个扇区，其编址方式可为如下格式： 5、最小单位是一个扇区，其编址方式可为如下格式：
辅助存储器
1
8.1
外存储器概述
主存的后备和扩充，也称外存。 主存的后备和扩充，也称外存。 特点:容量大,可靠性高,单位存储容量价格低, 特点:容量大,可靠性高,单位存储容量价格低, 在掉电情况下能长期保存信息。 在掉电情况下能长期保存信息。
磁芯 磁表面存储器 光存储器 磁盘 磁带
2
辅助存储器的主要技术指标
3
2.存储容量 2.存储容量
指磁表面存储器所能存储的二进制信息总量（B）。 指磁表面存储器所能存储的二进制信息总量（ 存储容量有格式化容量 非格式化容量两个指标 格式化容量和 两个指标。 存储容量有格式化容量和非格式化容量两个指标。
格式化容量： 格式化容量：指按照某种特定的记录格式所能存储的信息总 也就是用户真正可以使用的容量。 量，也就是用户真正可以使用的容量。 非格式化容量：是磁记录表面可以利用的磁化元总数。 非格式化容量：是磁记录表面可以利用的磁化元总数。
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解：1、有效存储区域长度=33/2-22/2=5.5（cm） 有效存储区域长度=33/2-22/2=5.5（cm） =33/2 道数=5.5 40=220道 =5.5× 220个柱面 个柱面。 道数=5.5×40=220道，即220个柱面。 内层磁道周长=2 11=69.08（cm） 2、内层磁道周长=2 × 3.14 × 11=69.08（cm） 每道信息量=400 69.08=27632位=3454（ 每道信息量=400 ×69.08=27632位=3454（B） 盘组总容量=3454 10=7598800（ 盘组总容量=3454 ×220 ×10=7598800（B） 数据传输率=2400/60 3454=13816（B/秒 3、数据传输率=2400/60 ×3454=13816（B/秒） 平均等待时间= 60/2400） 1/2）=12.5（ms） 4、平均等待时间=（60/2400）×（1/2）=12.5（ms） 最小单位是一个扇区，其编址方式可为如下格式： 5、最小单位是一个扇区，其编址方式可为如下格式：
【计算机组成原理讲义】第8章 辅助存储器
保存信息，并目可以作为不同系统之间信息交换的手段、因此又 称为磁记录媒体。
2、 感应式磁头
• 磁头是实现电一磁转换的装置，用电脉冲表示的二进制代码，
通过磁头转换成磁记录介质上的磁化格式；而介质上的磁化信息 又要通过磁头转换成电脉冲。介质上信息的清除，则是通过磁头 将介质上磁层向某一方向饱和磁化或去磁而得到。因此磁头的性 能对读写、清除、记录密度和读出速度等均有影响。
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。
n
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） 0
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。
（ 1 ） 磁记录原理
后间隙 铁氧体
磁头，软磁材料 导磁率高，饱和磁感应强度大 矫顽力小，剩余磁感应强度小
线圈 前间隙
电流
磁记录材料，硬磁材料 记录密度高，记录信息时间长
输出信号幅度大，噪声低
表面组织紧密、光滑、无麻点
薄厚均匀，温度、湿度影响小
磁记录介质
e = -n* d/dt = -n* d /dl* dl /dt = -nv d /dl
• 自同步能力是指从读出数据（脉冲序列）中自 动提取同步信号（时间基准信号）的能力。例如 NRZ1没有自同步能力，而PM、FM、MFM记 录方式具有自同步能力。其中FM方式的最大磁 化翻转间隔是位周期T,而最小磁化翻转间隔是
T/2,因此自同步能力R=T/2/T=0.5。
2、 感应式磁头
• 磁头是实现电一磁转换的装置，用电脉冲表示的二进制代码，
通过磁头转换成磁记录介质上的磁化格式；而介质上的磁化信息 又要通过磁头转换成电脉冲。介质上信息的清除，则是通过磁头 将介质上磁层向某一方向饱和磁化或去磁而得到。因此磁头的性 能对读写、清除、记录密度和读出速度等均有影响。
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。
n
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） 0
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。
（ 1 ） 磁记录原理
后间隙 铁氧体
磁头，软磁材料 导磁率高，饱和磁感应强度大 矫顽力小，剩余磁感应强度小
线圈 前间隙
电流
磁记录材料，硬磁材料 记录密度高，记录信息时间长
输出信号幅度大，噪声低
表面组织紧密、光滑、无麻点
薄厚均匀，温度、湿度影响小
磁记录介质
e = -n* d/dt = -n* d /dl* dl /dt = -nv d /dl
• 自同步能力是指从读出数据（脉冲序列）中自 动提取同步信号（时间基准信号）的能力。例如 NRZ1没有自同步能力，而PM、FM、MFM记 录方式具有自同步能力。其中FM方式的最大磁 化翻转间隔是位周期T,而最小磁化翻转间隔是
T/2,因此自同步能力R=T/2/T=0.5。
计算机组成原理-辅助存储器
❖ 不归零制（NRZ），见188页图8.5(a)。 ❖ 不归零-1制（NRZ1） ，见188页图8.5(b)。 ❖ 改进调频制（MFM） ，见188页图8.5(c)。
记录方式的性能指标
❖ 自同步能力
从单个磁道读出的脉冲序列中提取同步时钟脉冲的难易程度。 NRZ、NRZ1没有自同步能力；PM、FM、MFM具有自同步能力。 自同步：能直接从磁盘读出的信号中提取同步信号。
第8章 辅助存储器
❖ 计算机中的存储器分有主存储器和辅助存储 器两大类。
主存储器用来存放需立即使用的程序和数据,要 求存取速度快,通常由半导体存储器构成。
辅助存储器用于存放当前不需立即使用的信息, 一旦需要,再和主存成批地交换数据。它作为主存 的后备和补充,是主机的外部设备,因此又称为外 存储器。
辅助存储器的特点是容量大,成本低,通常在断电 后仍能保存信息,是“非易失性”存储器,其中大 部分存储介质还能脱机保存信息。
在一个记录单元的中间点，记录1时改变电流方向，产生磁化翻 转，记录0时不改变电流方向，不产生磁化翻转。
❖ 不同记录方式的写入电流波形图见P268的图8.4。
不同磁记录方式写入电流波形图
位周期
T 数据序列 1 0 1 1 1
00
01
RZ
NRZ
NRZ1
PM
FM
MFM
读出信号的形成
❖ 当记录介质在磁头下匀速通过时，如磁层的磁化 强度发生变化，将在磁头的读出线圈中感应出电 压。
辅助存储器的种类
❖ 磁表面存储器
将磁性材料沉积在盘片（或带子）表面的基体上 形成记录介质，以绕有线圈的磁头与记录介质的 相对运动来读/写信息。
❖ 光存储器
利用激光束在具有感光特性的表面上存储信息。
记录方式的性能指标
❖ 自同步能力
从单个磁道读出的脉冲序列中提取同步时钟脉冲的难易程度。 NRZ、NRZ1没有自同步能力；PM、FM、MFM具有自同步能力。 自同步：能直接从磁盘读出的信号中提取同步信号。
第8章 辅助存储器
❖ 计算机中的存储器分有主存储器和辅助存储 器两大类。
主存储器用来存放需立即使用的程序和数据,要 求存取速度快,通常由半导体存储器构成。
辅助存储器用于存放当前不需立即使用的信息, 一旦需要,再和主存成批地交换数据。它作为主存 的后备和补充,是主机的外部设备,因此又称为外 存储器。
辅助存储器的特点是容量大,成本低,通常在断电 后仍能保存信息,是“非易失性”存储器,其中大 部分存储介质还能脱机保存信息。
在一个记录单元的中间点，记录1时改变电流方向，产生磁化翻 转，记录0时不改变电流方向，不产生磁化翻转。
❖ 不同记录方式的写入电流波形图见P268的图8.4。
不同磁记录方式写入电流波形图
位周期
T 数据序列 1 0 1 1 1
00
01
RZ
NRZ
NRZ1
PM
FM
MFM
读出信号的形成
❖ 当记录介质在磁头下匀速通过时，如磁层的磁化 强度发生变化，将在磁头的读出线圈中感应出电 压。
辅助存储器的种类
❖ 磁表面存储器
将磁性材料沉积在盘片（或带子）表面的基体上 形成记录介质，以绕有线圈的磁头与记录介质的 相对运动来读/写信息。
❖ 光存储器
利用激光束在具有感光特性的表面上存储信息。
辅助存储器
（2）存储容量非格式化容量 = 位密度 × 内圈磁道周长 × 磁道总数格式化容量 = 扇区容量 × 每道扇区数 × 磁道总数（3）平均寻址时间寻道时间： 与磁头径向移动速度有关旋转等待时间：与磁盘旋转速度有关（4）数据传输率数据传输率(B/s) = 扇区内字节数 × 每道扇区数× 磁盘转速主要技术指标：1、自同步能力从单个磁道读出的脉冲序列中提取同步时钟脉冲的难易程度。
● 外同步、内同步R = 最小磁化翻转间隔/ 最大磁化翻转间隔2、编码效率（记录密度）位密度与最大磁化翻转密度之比。
编码效率= 位密度/ 最大磁化翻转密度• 读分辨率、信息相关性、信道带宽、抗干扰能力…另外：•“游程（run length)”的概念写入电流在某个方向持续的位数。
• 游程长度受限码（RLLC 或 RLL）如：FM、MFM、PM等均为RLLNRZ为非RLL• 成组编码记录（Group Coded Recording,GCR） 如：GCR（5，4）• 记录方式的实现四、硬磁盘存储器 —— p267, 8.31、硬磁盘存储器的种类•磁头的工作方式固定磁头移动磁头• 盘片可换与否固定盘存储器可换盘存储器�温彻斯特磁盘（简称 温盘）2、硬磁盘存储器的基本结构磁盘存储器由驱动器（Hard Disk Drive, HDD）和控制器（Hard Disk Controller, HDC）组成。
• 盘组• 磁头定位驱动系统• 主轴系统与数据控制系统• 磁盘控制器柱面号 ：磁头号 ：扇区号。
第08章 辅助存储器
8.3 硬磁盘存储器 — 结构图
1. 硬磁盘结构
– 磁盘组
– 磁头与盘面
– 磁道与柱面
– 扇区Sector
• 磁盘最小物 理寻址单位
• 每扇区一般 存储512字 节有效数据
– 驱动电机
– 伺服机构
侧视图 俯视图 硬盘结构图
计算机组成与结构 第八章 辅助存储器
2021年4月24日星期六
8
8.3 硬磁盘存储器 — 技术参数
个磁盘失效时可以恢复数据。 • 与大型磁盘存储器相比，RIAD速度快、容量大、
功耗低、价格便宜、容易扩展存储容量。
计算机组成与结构 第八章 辅助存储器
2021年4月24日星期六
12
8.3 硬磁盘存储器 — 磁盘阵列RAID
4. 廉价磁盘冗余阵列RAID – RAID主要技术：
• 分块技术：把需要写到磁盘上的数据分成多个块， 分布存放到阵列中的多个磁盘上。
– 磁光M-O存储原理
• 利用激光在磁性薄膜上产生热磁效应来记录信息， 称为磁光存储。
• 应用于可擦写光盘。
计算机组成与结构 第八章 辅助存储器
28.4 光盘存储器 — 种类
2. 光盘存储器种类 – 只读型光盘CD-ROM
• 光盘盘片由生产厂家预先写入数据或程序，出厂后用户只能 读取，不能写入。
– 数字式磁记录存储器 – 模拟式磁记录存储器
• 光存储器
– 利用激光束在具有感光特性的表面上存储信息，并根据 激光束的反射读出信息。
• Flash Memory存储器：固态盘
计算机组成与结构 第八章 辅助存储器
2021年4月24日星期六
2
8.1 辅存的种类与技术指标 — 技术指标
2. 辅存技术指标 – 存储密度
第8章 辅助存储器
磁盘总容量 = 759880B×10 = 7598800 B
(3) 磁盘数据传输率Dr = rN N为每条磁道容量，N=3454B
r为磁盘转速，r=2400转/60秒 = 40转/秒
∴ Dr = rN = 40转/秒×3454B /转= 13816 B/S
计算机学院
例1
(4) 活动头磁盘组的编址方式可用如下格式： 17 16 15 4 3 0 台 号 柱面(磁道)号 盘面(磁头)号
1 写入电流波形 0 0 1 0 1 1 1
记录介质磁化状态 读出信号 e e=－dф /dt 整形 选通信号 T 输出信号 D
－Br
＋Br
－Br
＋Br
－Br ＋Br
有脉冲为 1；无脉冲为 0。
(无自同步能力)
调相制记录方式的信息还原过程
1 写入电流波形 +Br -Br +Br -Br +Br -Br +Br -Br +Br–Br+Br -Br 0 0 1 0 1 1
体上涂敷薄薄的一层磁性材料而形成的，读取信息是
靠磁头，磁头用铁磁性材料作磁芯，上面绕有读／写 线圈。工作时，磁头位于贴近磁表面的上方，载体相
对磁头作匀速运动，磁头上开有一条很窄的缝隙,如
P257图所示。
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8.1 磁记录原理
1.磁表面存储器的读写原理
写入原理：写“1”和写“0”时分别在读写线圈中通以不同
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2. 硬磁盘驱动器
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8.2 硬盘存储器
3.硬盘的信息分布
在硬盘中信息分布是按记录面、圆柱面、磁道、扇区层次安排的 。 (1)基本概念 ① 记录面: 磁盘片表面称为记录面。 ② 磁道: 记录面上一系列同心圆称为磁道。 ③ 柱面：所有记录块上半径相等的磁道的集合称为圆柱面。圆柱 面数=记录面上的磁道数。 ④ 扇区：将每一个磁道分成若干个段，每段称为一个扇区。
第8章辅助存储器
第八章
辅助存储器
8.1 外存储器概述
• 主存的后备和扩充，也称外存。 • 特点:容量大,可靠性高,单位存储容量价格低,在掉 电情况下能长期保存信息。
磁表面存储器 光存储器 磁芯 磁盘 磁带
• 辅助存储器的主要技术指标是存储密度、存储容量、寻 址时间等 1.存储密度。 – 道密度(TPI)：磁盘半径方向单位长度包含的磁道数。 – 位密度(BPI)：在每一个磁道内单位长度内所能记录 的二进制信息数。
3、 MR磁头 •
随着计算机对大容量硬盘驱动器的需求，促进高密度磁以录 技术的发展。MR磁头是专用于读出的磁头，即它不能完成写人 工作，但它具有高的输出灵敏度和与磁盘转速无关的输出特性， 所以需要与专用的写人磁头配合使用。MR磁头以应用在大容量 的硬盘驱动器中，但其价格较贵。
铁芯
读线圈 N S S N 写线圈
8.2 磁记录原理与记录方式 • 本节将讨论磁表面存储技术的基础——信息的存取原 理、磁记录介质、磁头以及磁记录的编码方式。在此只 作一般原理性的介绍。 • 磁盘存储是用某些磁性材料薄薄地涂在金属铝或塑料 表面作载磁体来存储信息。 8.2.1 磁记录原理
– 写入：将计算机并行数据进行并-串变换，然后一位一位的 由写电流驱动器将交变信号电流通过磁头线圈，使磁体内的 磁通量发生变化，交变磁场从缝隙中漏出，使匀速转动的磁 盘表面磁化。根据写入电流的方向决定是写“1”还是写“0”。 当载磁体相对于磁头运动时，就可以连续写入一连串的二进 制信息。 – 读出：磁盘匀速转动，磁化点顺序经过磁头，在磁头线圈中 感应出相应的电动势，经过放大检测等一定的处理后，还原 成原来存入的数据信号。由于数据是一位一位串行读出的， 故要经串-并变换后，在将并行信号送至计算机。
（5） 调频制（FM）
辅助存储器
8.1 外存储器概述
• 主存的后备和扩充，也称外存。 • 特点:容量大,可靠性高,单位存储容量价格低,在掉 电情况下能长期保存信息。
磁表面存储器 光存储器 磁芯 磁盘 磁带
• 辅助存储器的主要技术指标是存储密度、存储容量、寻 址时间等 1.存储密度。 – 道密度(TPI)：磁盘半径方向单位长度包含的磁道数。 – 位密度(BPI)：在每一个磁道内单位长度内所能记录 的二进制信息数。
3、 MR磁头 •
随着计算机对大容量硬盘驱动器的需求，促进高密度磁以录 技术的发展。MR磁头是专用于读出的磁头，即它不能完成写人 工作，但它具有高的输出灵敏度和与磁盘转速无关的输出特性， 所以需要与专用的写人磁头配合使用。MR磁头以应用在大容量 的硬盘驱动器中，但其价格较贵。
铁芯
读线圈 N S S N 写线圈
8.2 磁记录原理与记录方式 • 本节将讨论磁表面存储技术的基础——信息的存取原 理、磁记录介质、磁头以及磁记录的编码方式。在此只 作一般原理性的介绍。 • 磁盘存储是用某些磁性材料薄薄地涂在金属铝或塑料 表面作载磁体来存储信息。 8.2.1 磁记录原理
– 写入：将计算机并行数据进行并-串变换，然后一位一位的 由写电流驱动器将交变信号电流通过磁头线圈，使磁体内的 磁通量发生变化，交变磁场从缝隙中漏出，使匀速转动的磁 盘表面磁化。根据写入电流的方向决定是写“1”还是写“0”。 当载磁体相对于磁头运动时，就可以连续写入一连串的二进 制信息。 – 读出：磁盘匀速转动，磁化点顺序经过磁头，在磁头线圈中 感应出相应的电动势，经过放大检测等一定的处理后，还原 成原来存入的数据信号。由于数据是一位一位串行读出的， 故要经串-并变换后，在将并行信号送至计算机。
（5） 调频制（FM）
第8章 辅助存储器_修改过
表8.1 GCR(5.4)变换规则表
信息组
D1 0 0 0 0 0 0 D2 0 0 0 0 1 1 D3 0 0 1 1 0 0 D4 0 1 0 1 0 1 C1 1 1 1 1 1 1 C2 1 1 0 0 1 0
图8.1 读写原理
8.2.2 磁记录介质与磁头 1. 磁记录介质 • 磁记录介质指的是涂有薄层磁性材料的信息载体。 可以脱机保存信息，并且可以作为不同系统之间信 息交换的手段。因此又称为磁记录媒体。 • 根据记录介质的基底不同，主要有软性介质(磁带 和软磁盘片)和硬性介质(硬磁盘片)两种。 • 最常用的磁性材料是γ-Fe2O3针状颗粒材料，称为 磁粉，采用涂布工艺将其涂敷在基体上，形成记录 介质。
存储容量（续）
格式化存储容量是指在磁盘中写入 了各种附加信息后用户实际可用的 存储容量，可用下式计算 C=n*k*l*m 式中：l——每条磁道的扇区数； m——每个扇区的字节数。 通常：格式化容量只有未格式化容 量的60％一70%。
寻址时间
磁盘存储器采取直接存取方式，寻址时间包括两部分： 磁头从某一起始位置移动到目标磁道所需的找道 时间ts。 找到磁道后，磁头等待要读写的扇区旋转到它下 方所需要的等待时间tw。 各种环境下，这两个时间各不相同，所以分别取它们 的平均值，称为平均寻址时间Ta，它由平均找道时间 Ts和平均等待时间Tw组成： Ta=Ts+Tw=(tsmax+tsmin)/2+(twmax+twmin)/2 找道时间的长短与磁头的起始位置及所要寻找的磁道 等有关，目前硬磁盘的Ts在10ms左右。平均等待时 间和磁盘的转速有关，它用磁盘旋转一周所需时间的 一半来表示。 磁带存储器采取顺序存取方式，不需要寻找磁道， 但需要考虑磁头寻找记录区的等待时间。实际磁头不 动，磁带移动，所以寻址时间指的是磁带空移到磁头 应访问记录区所在位置的时间，它比硬盘的寻址时间 长得多。
第八章辅助存储器
8.1辅助存储器的种类与技术
一、种类：磁表面存储器和光表面存储器
1、磁表面存储器：
是将磁性材料沉积在盘片(或带)的基体上形成记录介质，并以绕有线圈 的磁头与记录介质的相对运动来写入或读出信息。
2、光表面存储器：
利用激光束在具有感光特性的表面上存储信息的。光盘的容量比磁盘的 容量大，是很有发展前途的新型辅助存储器。
平均等待时间=磁盘旋转一周所需时间的一半 ✓ 平均存取时间=寻道时间+等待时间
4、数据传输速率:
磁表面存储器在单位时间向主机传送数据的字节数。 若磁盘的旋转速度为每秒n转，每条磁道的容量为N个字节，则数 据传输速率Dr=nN
8.2 磁记录原理与记录方式
一、磁记录原理：
磁表面存储器通过磁头和记录介质的相对运动完成写入和读出， 磁表面存储器中信息的写入和读出过程就是电和磁之间的转换过程。
2、存储容量
外存储设备所能容纳的二进制信息的总量及存储容量。
✓ 非格式化容量：是磁记录表面可利用的磁化单元总数。 非格式化容量=纪录面数*每面的磁道数*磁道容量，单位为KB或MB
✓ 格式化容量：是可按照某个特定记录格式利用的磁化单元数，也是 真正可利用的容量。
格式化容量=纪录面*每面的磁道数*扇区数*纪录块的字节数，单位 为KB或MB 举例8.1.1 若某磁盘有两个纪录面,每面80个磁道,每磁道18扇区,每扇区存512字 节,试计算该磁盘的容量为多少? 解:磁盘容量为 512B*18*80*2=1440KB
8.4 软磁盘存储器
8.5 磁带存储器
8.6 光盘存储器
8.7 硬盘、软盘、磁带盒光盘的综合比较
思考题
1、设磁盘组有11个盘片，每片有两个记录面；存储区域内直径 2.36英寸，外直径5.00英寸；道密度为1 250TPI，内层位密度52 400bpi，转速为2 400rpm。问：(TPI表示每英寸磁道数，bpi表 示每英寸位数)
一、种类：磁表面存储器和光表面存储器
1、磁表面存储器：
是将磁性材料沉积在盘片(或带)的基体上形成记录介质，并以绕有线圈 的磁头与记录介质的相对运动来写入或读出信息。
2、光表面存储器：
利用激光束在具有感光特性的表面上存储信息的。光盘的容量比磁盘的 容量大，是很有发展前途的新型辅助存储器。
平均等待时间=磁盘旋转一周所需时间的一半 ✓ 平均存取时间=寻道时间+等待时间
4、数据传输速率:
磁表面存储器在单位时间向主机传送数据的字节数。 若磁盘的旋转速度为每秒n转，每条磁道的容量为N个字节，则数 据传输速率Dr=nN
8.2 磁记录原理与记录方式
一、磁记录原理：
磁表面存储器通过磁头和记录介质的相对运动完成写入和读出， 磁表面存储器中信息的写入和读出过程就是电和磁之间的转换过程。
2、存储容量
外存储设备所能容纳的二进制信息的总量及存储容量。
✓ 非格式化容量：是磁记录表面可利用的磁化单元总数。 非格式化容量=纪录面数*每面的磁道数*磁道容量，单位为KB或MB
✓ 格式化容量：是可按照某个特定记录格式利用的磁化单元数，也是 真正可利用的容量。
格式化容量=纪录面*每面的磁道数*扇区数*纪录块的字节数，单位 为KB或MB 举例8.1.1 若某磁盘有两个纪录面,每面80个磁道,每磁道18扇区,每扇区存512字 节,试计算该磁盘的容量为多少? 解:磁盘容量为 512B*18*80*2=1440KB
8.4 软磁盘存储器
8.5 磁带存储器
8.6 光盘存储器
8.7 硬盘、软盘、磁带盒光盘的综合比较
思考题
1、设磁盘组有11个盘片，每片有两个记录面；存储区域内直径 2.36英寸，外直径5.00英寸；道密度为1 250TPI，内层位密度52 400bpi，转速为2 400rpm。问：(TPI表示每英寸磁道数，bpi表 示每英寸位数)
第8章 辅助存储器
寻址时间
磁盘的寻址时间由寻道时间Ts+等待时间Tw构成 磁带的寻址时间：磁带转到记录区的等待时间
数据传输率Dr
磁表面存储器在单位时间内与主机之间传送数据的位数或
字节数。
误码率、价格
磁记录原理
磁表面存储器通过磁头和记录介质的相对运动完成写入和读出
磁记录介质：
涂有薄层磁材料的信息载体。-Fe2O3针状颗粒材料-磁粉。
GCR码：Group Coded Recording—成组编码， 也是一种RLL码。编码规则：
把输入信息序列按4位长度分组，然后按变换规则把4位
信息码变换成5位编码，最后再把编码序列用逢1变化不 归零制规则调制。
见书表8-1。
记录方式的性能指标
自同步能力
从单个磁道读出的脉冲序列中提取同步时钟脉冲的难易程度。 NRZ、NRZ1没有自同步能力；PM、FM、MFM、GCR、RLL码具
3、磁盘数据传输率=转数r*道容量N
=（2400转/60秒）*3454B=40*3454=13816B/S=13.492K/S 4、最小单位是一个记录块（一个扇区），其编址方式可为如下格式：
台号
柱面号
盘面号
扇区号
5、记录在同一个柱面上，因为不需要重新找道，数据读写速度快。
磁带和磁盘的区别
盒式磁带的记录介质是涂上磁粉的薄塑料带。硬盘的磁记录 介质是一层高精密度的铝片或者玻璃盘片。 在磁带上，读写某点信息要进行快进或者倒转。在硬盘上， 可以随机快速读写某点信息 磁带读/写时，磁头会直接接触到磁带。硬盘读/写时， 磁
根据磁盘可换与否分类： 可换盘存储器 固定盘存储器
磁盘的工作原理（1）
第八章 辅助存储器
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磁带存贮器
磁带存贮器由磁带机和磁带组成，简称磁带机。
磁带有多种，按磁带宽度分，有1/4英寸、1/2英寸、1英寸和3英 寸几种。按磁带种类分，有开盘式磁带和盒式磁带两种。按记录 密度分，有800BPI、1600BPI、6250BPI等几种。按磁带表面并 行记录信息的道数来分，有7道、9道、16道等几种。在现代计算 机中，普遍采用1/2英寸开盘式磁带和1/4英寸盒式磁带着两种标准 磁带。
的反射信号相反，很容易经过光检测器识别。
检测器所得到的信息只是光盘上凹凸点的排列
方式，驱动器中有专门的部件把它转换并进行
校验，然后我们才能得到实际数据。光盘在光
驱中高速的转动，激光头在司服电机的控制下
前后移动读取数据。
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光盘 CD-ROM是只能读出而不能写入的光盘，由于声音、视
为BPI。
3. 记录间隙 :指相邻两记录块间的间隔距离，单位是英寸或毫米。
4. 反绕时间 :只一定长度的满盘磁带的反绕时间，以秒为单位。
5. 带宽及磁道数: 只磁带横向宽度和该宽度上的磁道数。
6. 记录方式 :指不归零-1制（NRZ1）、调相制（PE）、成组编码记录方
式（GCR编码）。
7. 读/写访问时间: 指从控制器发出命令到读出（或写入）一个字节数所
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盘阵列（RAID）
盘 阵 列 (RAID ， 即 Redundant Array of Inexpensive Disks)，即 廉价磁盘冗余阵列，简 称盘阵列技术。
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盘阵列（RAID）
计算机组成与结构课件全第8章辅助存储器
第8章 辅助存储器
8.1 辅助存储器的种类与技术指标 8.2 磁记录原理与记录方式 8.3 硬磁盘存储器 8.4 软磁盘存储器 8.5 磁带存储器 8.6 光盘存储器 8.7 硬盘、软盘、磁带和光盘存储器的综合比较 习题
• 计算机中的存储器分为主存储器和辅助存储器两大 类。主存储器用来存放需立即使用的程序和数据， 要求存取速度快，通常由半导体存储器构成。辅助 存储器用于存放当前不需立即使用的信息，一旦需 要，再和主存成批地交换数据。它作为主存的后备 和补充，是主机的外部设备，因此又称为外存储器。
• 磁表面存储器是历史最久、应用最广的辅助存储器， 而且存储信息的位价格(存储1位二进制信息的价格) 低。
• 用于计算机系统的光存储器主要是光盘(optical disk)。光盘的记录原理不同于磁盘，它是利用激光 束在具有感光特性的表面上存储信息的。光盘的容 量比磁盘的容量大，是很有发展前途的新型辅助存 储器。
• 在一个具有缝隙的环形导磁体上绕上线圈，就构成 了磁头。图8.1中可见磁头的导磁体用两半环对接 而成，存在着前后两个间隙。后间隙的存在增大了 导磁体的磁阻，因此后间隙做得很小很小。前间隙 在磁头极尖处，信息的读写均要通过它，因此又称 为工作间隙。工作间隙一般装有非磁性材料，如云 母、玻璃或二氧化矽等以增大磁阻，使导磁体的磁 力线绕过工作间隙形成漏磁场，从而可以磁化记录 介质而存储信息。间隙越大，漏磁通就越多，记录 的信息越可靠。但间隙过大，磁化单元面积大，又 将影响记录密度。
• 磁头的形式很多。从工作方式来看，可以分为接触 式磁头和浮动式磁头两种。接触式磁头在读／写时， 磁头与记录介质直接相接触。它常常用于磁带机和 软磁盘机中，其结构简单，但磁头极尖区和介质易 受到磨损，磨损程度与介质相对于磁头的移动速度、 极尖的几何形状，磁性材料的硬度、头面的接触力， 介质表面质量等因素有关。浮动式磁头是由介质高 速运动时产生的气流，在磁头与介质表面之间形成 一层极薄的空气薄膜(气垫)，故使磁头与介质表面 脱离接触而浮动。
8.1 辅助存储器的种类与技术指标 8.2 磁记录原理与记录方式 8.3 硬磁盘存储器 8.4 软磁盘存储器 8.5 磁带存储器 8.6 光盘存储器 8.7 硬盘、软盘、磁带和光盘存储器的综合比较 习题
• 计算机中的存储器分为主存储器和辅助存储器两大 类。主存储器用来存放需立即使用的程序和数据， 要求存取速度快，通常由半导体存储器构成。辅助 存储器用于存放当前不需立即使用的信息，一旦需 要，再和主存成批地交换数据。它作为主存的后备 和补充，是主机的外部设备，因此又称为外存储器。
• 磁表面存储器是历史最久、应用最广的辅助存储器， 而且存储信息的位价格(存储1位二进制信息的价格) 低。
• 用于计算机系统的光存储器主要是光盘(optical disk)。光盘的记录原理不同于磁盘，它是利用激光 束在具有感光特性的表面上存储信息的。光盘的容 量比磁盘的容量大，是很有发展前途的新型辅助存 储器。
• 在一个具有缝隙的环形导磁体上绕上线圈，就构成 了磁头。图8.1中可见磁头的导磁体用两半环对接 而成，存在着前后两个间隙。后间隙的存在增大了 导磁体的磁阻，因此后间隙做得很小很小。前间隙 在磁头极尖处，信息的读写均要通过它，因此又称 为工作间隙。工作间隙一般装有非磁性材料，如云 母、玻璃或二氧化矽等以增大磁阻，使导磁体的磁 力线绕过工作间隙形成漏磁场，从而可以磁化记录 介质而存储信息。间隙越大，漏磁通就越多，记录 的信息越可靠。但间隙过大，磁化单元面积大，又 将影响记录密度。
• 磁头的形式很多。从工作方式来看，可以分为接触 式磁头和浮动式磁头两种。接触式磁头在读／写时， 磁头与记录介质直接相接触。它常常用于磁带机和 软磁盘机中，其结构简单，但磁头极尖区和介质易 受到磨损，磨损程度与介质相对于磁头的移动速度、 极尖的几何形状，磁性材料的硬度、头面的接触力， 介质表面质量等因素有关。浮动式磁头是由介质高 速运动时产生的气流，在磁头与介质表面之间形成 一层极薄的空气薄膜(气垫)，故使磁头与介质表面 脱离接触而浮动。
计算机组成以及结构课件第八章辅助存储器
4、数据传输率（外部） 定义：磁表面存储器的缓存在单位时 间内与主机之间传送数据的位数或字节数。 单位bps。 硬盘内部数据传输率：磁头与硬盘 cache之间的数据传输率。 5、误码率 衡量磁表面存储器的出错概率，等 于出错信息的位数和读出的总信息位数比。
计算机组：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。
计算机组成以及结构课件第八章辅助存储 器
三种文件系统：FAT、FAT32和NTFS。 ① FAT：文件分配表（ Table），是 硬盘对其上文件分配管理的一种系统，它 记录着硬盘的容量，文件配置的情况，哪 些扇区己被数据占用，哪些扇区没有被数 据占用 。 FAT适用范围：DOS、WIN3.X 。 WIN95使用的是扩展文件分配表 (VFAT)，支持长文件名。
位密度：单位长度磁道能记录的二进制 信息的位数，又叫线密度。单位是位/英寸 或位/毫米。
计算机组成以及结构课件第八章辅助存储 器
2、存储容量 定义：存储器所能存储的二进制信息 总量。一般以字节为单位。 磁盘存储器有格式化和非格式化两个 容量，格式化容量指的是用户可以使用的 容量，一般为非格式化容量的80%。 格式化分高级格式化和低级格式化。 高级格式化：清除硬盘上的数据，生 成引导信息，初始化FAT表，标注逻辑坏 道等。
计算机组成以及结构课件第八章辅助存储 器
优点： ①容量大，位价低 ②记录介质可重复使用 ③信息可长期保存甚至可脱机保存 ④非破坏性读出
缺点： ①速度慢 ②对工作环境要求高
计算机组成以及结构课件第八章辅助存储 器
2、光存储器 记录原理：用激光在具有感光特性 的介质上非接触地记录高密度信息，以 介质材料的光学性质的变化来表示0或1。 优点：容量大。 缺点：速度慢。
第8章辅助存储器
固定盘存储器是指磁盘不能从驱动器中取
出，更换时要把整个“头盘组合体”一起更
换。这种结构的磁盘存储器称为温彻斯特磁 盘(WinchesterDisk)。
所谓温彻斯特磁盘实际上是一种技术，这
种技术是由IBM公司位于美国加州坎贝尔市 温彻斯特大街的研究所研制的，它于1973年 首先应用于IBM3340硬磁盘存储器中，因此 将这种技术称作温彻斯特技术。
作为主机与驱动器之间交接部件的控制
器，需要有两个接口，一个是与主机的接口 ，控制辅存与主机总线之间交换数据；另一 个是与设备的接口，根据主机的命令控制设 备的操作。前者称为系统级接口，后者称为 设备级接口。
主机与磁盘驱动器交换数据的控制逻辑如图
8．12所示。
控制器和驱动器之间的交界面可以设在图8．12的A处， 驱动器只完成读写和放大，数据分离和以后的控制逻辑构成 磁盘控制器。ST506／412接口就是这种方式。 如果将交界面设在B处，则在驱动器上要完成数据分离和编 码译码操作，然后再将数据传到控制器。磁盘控制器由串／ 并转换、格式控制和DMA控制等逻辑构成。属于这种方式 的接口有增强型小型设备接口ESDI等。 第三种方式是将接口的交界面设在C处；磁盘控制器的功能 转移到设备中，主机与设备之间采用标准的通用接口。小型 计算机系统接口SCSI接口就是这种形式。现在的趋势是增强 设备(磁盘驱动器)的功能，以使设备相对独立。
高速缓存利用了被访问数据的空间局部性和时
从磁表面存储器读出信号时，为了分离出数 据信息必须要有时间基准信号，称为同步信 号。
同步信号可以从专门设置用来记录同步信号 的磁道中取得，这种方法称为外同步。
但对于高密度的记录系统来说，还希望能直 接从磁盘读出的信号中提取同步信号，这种 方法称为自同步。如果说某种编码方法具有 自同步能力，就是指能从读出数据(脉冲序列) 中提取同步信号。
第8章 辅助存储器
磁带存储器
磁带机的结构
开盘式启停磁带机 数据流磁带机
种类：1/2英寸开盘式和1/4英寸盒式两种。
记录方式
开盘式磁带
数据流磁带
CRC校验 磁带机的发展方向
磁带和磁盘的区别
盒式磁带的记录介质是涂上磁粉的薄塑料带。硬 盘的磁记录介质是一层高精密度的铝片或者玻璃 盘片。 在磁带上，读写某点信息要进行快进或者倒转。 在硬盘上，可以随机快速读写某点信息 磁带读/写时，磁头会直接接触到磁带。硬盘读/ 写时， 磁头飞过磁碟，不会接触到盘片。 盒式磁带的磁带每秒大约移动2英寸（大约 5.08cm)；而硬盘的碟片每秒移动大约3,000 英寸（大约170mph)。 硬盘与磁带相比，它的信息存储在相当小的磁区 域。
流由负到正表示记录信息0，由正到负表示记录信息1。两者的 相位相差180度。当二进制信息中出现连续两个1或连续两个0时， 为了维持上述规则，在两个记录单元的交界处也要发生翻转。
调频制（FM）
在记录单元起始处不论是记录0还是1，都要改变电流方向，产
生翻转；在一个记录单元中间点，记录1时改变电流方向，产生 翻转，记录0时不改变电流方向，不产生翻转。这样记录1的频 率是记录0的频率的2倍。
第8章 辅助存储器
计算机中的存储器分有主存储器和辅助存储 器两大类。
主存储器用来存放需立即使用的程序和数据,要
求存取速度快,通常由半导体存储器构成。 辅助存储器用于存放当前不需立即使用的信息, 一旦需要,再和主存成批地交换数据。它作为主存 的后备和补充,是主机的外部设备,因此又称为外 存储器。 辅助存储器的特点是容量大,成本低,通常在断电 后仍能保存信息,是“非易失性”存储器,其中大 部分存储介质还能脱机保存信息。
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8.1 辅助存储器的种类与技术指标
5、误码率
误码率是衡量磁表面存储器出错概率的参数。它等于从辅存读
出时，出错信息位数和读出的总信息位数之比。 6、价格
通常用位价格来比较各种存储器。位价格是设备价格除以容量
，在所有存储设备中，磁表面存储器和光盘存储器的位价格是 很低的。
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8.1 辅助存储器的种类与技术指标
干扰、能够进行非接触读写和高速随机存取。
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8.1 辅助存储器的种类与技术指标
只读式光盘 只读式光盘（Read Only）：盘片由厂家预先写入数据或程
序，出厂后用户只能读取，不能写入和修改。 只写一次光盘 只写一次光盘（Write Once Only）：可以由用户写入信息 ，不过只能写一次，写入后不能修改，可以多次读出，相当 于PROM。在盘片上留有空白区，可以把要修改和重写的的数 据追记在空白区内。 可檫写式光盘 可檫写式光盘（Rewriteable）：利用磁光效应存取信息， 采用特殊的磁性薄膜作记录介质，用激光束来记录、再现和 删除信息，又称为磁光盘，类似于磁盘，可以重复读写。
（6）改进调频制（MFM）Modified Frequency Modulation 记录数据“1”时在位周期中心磁化翻转一次，记录数据
“0”时不翻转。 连续两个或两个以上“0”时，在位周期的起始位置翻转一 次，而不是在每个位周期的起始处都翻转。 具有自同步能力。
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8.2 磁记录原理与记录方式
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8.2 磁记录原理与记录方式
（3）见“1”就翻的不归零制（NRZ1）NonReturn to Zero Change
On One
磁头线圈始终有电流通过。 在记录“1”时，电流改变方向，写“0”电流保持不变。 不具备自同步能力，需要引用外同步信号 （4）调相制（PM： Phase Mudulation ）又称相位编码 记录数据“0”时，规定磁化翻转的方向由负变为正，记录
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8.1 辅助存储器的种类与技术指标
平均寻址时间是磁盘存储器的一个重要指标。硬磁盘存储器比
软磁盘存储器的平均寻址时间短。
磁带存储器采取顺序存取方式，不需要寻找磁道，但需要考虑
磁头寻找记录区的等待时间，实际上磁头不动，磁带移动，所 以寻址时间指的是磁带空转到磁头应访问记录区所在位置的时 间。
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8.1 辅助存储器的种类与技术指标
2、存储容量
存储容量指磁表面存储器所能存储的二进制信息总量。一般用
字节为单位。
磁盘存储器有格式化容量和非格式化容量两个指标。格式化容
量指按照某种特定的记录格式所能存储信息的总量，也就是用 户真正可以使用的容量。非格式化容量是磁记录表面可以利用 的磁化单元总数。将磁盘存储器用于计算机系统中，必须首先 进行格式化操作，然后才能供用户记录信息，格式化容量一般 约为非格式化容量的60％～70％。
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8.2 磁记录原理与记录方式
图8.1 读写原理
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8.2 磁记录原理与记录方式
写入原理：写“1”和写“0”时分别在读写线圈中通以不同方向
的电流，当磁头相对磁层运动时就在磁层的表面留下不同方向 的磁化单元，分别代表“1”和“0”。
读出原理：当磁头相对磁层运动时，磁层表面不同方式的磁化
数据“1”时从正变为负 “0”，“1”的读出信号相位不同，抗干扰能力强（磁带多 用此）。 具有自同步能力
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8.2 磁记录原理与记录方式
（5）调频制（FM）Frequency Modulation 记录“1”时，不仅在位周期的中心产生磁化翻转，而且在
位与位之间的边界处要翻转一次。记录“0”时，位周期中 心不产生磁化翻转，但位与位之间的边界处要翻转一次。 具有自同步能力。
《计算机组成与结构》
——本科生课程教学
《计算机组成原理》 课程组
计算机组成与结构
本课程主要讲授计算机系统的硬件和软件构成方法，包括
硬件系统中运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设 备和总线系统的构成原理等；并与当代先进的计算机技术 相结合。是计算机科学与技术本科专业核心课程。
本课程着重计算机系统组成与结构方面的教学和研究。
单元在读写线圈感应出不同方式的感应电动势，分别记为“1” 和“0”。感应电动势的大小与线圈匝数n、运动的相对速度v、 和磁通变化率成正比：
d d dl d e n n nv dt dl dt dt
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8.2 磁记录原理与记录方式
以环形磁头边缘磁场的水平分量在介质上写入信息的方式称为
储器两大类。
磁表面存储器是将磁性材料沉积在盘片(或带)的基体上形
成记录介质，并以绕有线圈的磁头与记录介质的相对运动 来写入或读出信息。
现代计算机系统中所使用的磁表面存储器又有数字式磁记
录和模拟式磁记录两种：数字式磁记录主要有硬盘、软盘 和磁带。
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8.1 辅助存储器的种类与技术指标
光盘（Optical Disk）是利用光学原理读写信息的存储器。 典型特点是：容量大、速度快、密度高、介质寿命长、不易受
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8.1 辅助存储器的种类与技术指标
3、寻址时间
磁盘存储器采取直接存取方式，寻址时间包括两部分：一是磁
头寻找目标磁道所需的找道时间ts；二是找到磁道以后，磁头 等待所需要读写的区段旋转到它的下方所需要的等待时间tw。
由于寻找相邻磁道和从最外面磁道找到最里面磁道所需的时间
不同，磁头等待不同区段所花的时间也不同，因此，取它们的 平均值，称作平均寻址时间Ta，它由平均找道时间tsa和平均等 待时间twa组成：
计算机结构定义为系统程序员所能见到的计算机硬件特性； 计算机组成是指计算机硬件的具体实现。
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第八章 辅助存储器
辅助存储器的种类与技术指标 磁记录原理与记录方式 硬盘存储器 磁带存储器 光盘存储器
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8.1 辅助存储器的种类与技术指标
一、辅助存储器的种类
当前市场上流行的辅助存储器主要有磁表面存储器和光存
数据读出时，当记录介质在磁头下匀速运动时，磁层的磁化强
度发生变化，将在磁头的读出线圈中产生感应电压，不同记录 方式的磁化强度和读出信号波形如下：
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8.2 磁记录原理与记录方式
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8.2 磁记录原理与记录方式
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8.2 磁记录原理与记录方式
不同的磁记录方式特点不同，性能各异。评定一种记录方式的
相应位置所记录的理想磁化状态或磁化强度。
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8.2 磁记录原理与记录方式
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8.2 磁记录原理与记录方式
（1）归零制（RZ）Return to Zero 正脉冲电流表示“1”，负脉冲电流表示“0”； 不论记录“0”或“1”，在记录下一信息前，记录电流恢复
到零电流 简单易行，记录密度低，改写磁层上的记录比较困难，一般 是先去磁后写入。 具有自同步能力（能从磁头读出信号中分离获得同步/选通 信号） （2）不归零制（NRZ）NonReturn to Zero Change 磁头线圈始终有电流 对连续记录的“1”和“0”，写电流的方向是不改变的。 无自同步能力。
磁头是实现电一磁转换的装置。 在一个具有缝隙的环形导磁体上绕上线圈，就构成了磁头。图8
．1中可见磁头的导磁体用两半环对接而成，存在着前后两个间 隙。
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8.2 磁记录原理与记录方式
磁头的环形导磁体材料要求导磁率高，饱和磁感应强度大，矫
顽力小， 为此磁头通常用软磁材料做成。
常用的软磁材料有两种：一种是金属软磁材料。另一种是铁氧
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8.1 辅助存储器的种类与技术指标
4、数据传输率
磁表面存储器在单位时间内与主机之间传送数据的位数或字节
数，叫数据传输率Dr。
为确保主机与磁表面存储器之间传输信息不丢失，传输率与存
储设备和主机接口逻辑两者有关。从设备方面考虑．传输率等 于记录密度D和记录介质的运动速度V的乘积。从主机接口逻辑 考虑，应有足够快的传送速度接收／发送信息，以便主机与辅 存之间的传输正确无误。
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8.1 辅助存储器的种类与技术指标
二、辅助存储器的技术指标
辅助存储器的主要技术指标是存储密度、存储容量、寻址时间
等。 ห้องสมุดไป่ตู้、存储密度
存储密度是指单位长度或单位面积磁层表面所存储的二进制信
息量。对于磁盘存储器，用道密度和位密度表示，也可以用两 者的乘积——面密度表示，对于磁带存储器，则主要用位密度 表示。 磁道指的是存储在介质表面上的信息的磁化轨迹，磁盘与磁带 的磁化轨迹是不同的。
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8.2 磁记录原理与记录方式
三、磁记录方式
磁记录方式是一种编码方法，指的是按照某种规律将一连串二
进制数字信息变换成存储介质磁层的相应磁化翻转形式，并经 读写控制电路实现这种转换规律。采用高效可靠的记录方式， 是提高记录密度的有效途径之一。
下图给出几种常见的磁记录方式的写入电流波形，也是磁层上
磁性材料也有颗粒材料和连续材料两类。
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8.2 磁记录原理与记录方式
最常用的磁性材料是γ -Fe2O3针状颗粒材料，称为磁粉，采用涂
布工艺将其涂敷在基体上，形成记录介质。按照涂布工艺方式 的不同可以分成两种： (1)平涂工艺 利用涂布机在带基上涂敷磁浆。 (2)甩涂工艺 也称离心涂敷，这种工艺可以在铝 合金盘基上制造硬磁盘，也可以在柔性片基上制造软磁盘。 2、感应式磁头
优劣标准主要是编码效率、自同步能力等。
自同步能力 自同步能力是指从单个磁道读出的脉冲序列中提取同步时钟脉