第2章存储系统研究第三节

磁表面存储器是无源存储器，停电后所存的信息仍可保存。 但是应当保护存储元不受力、光或化学的作用改变磁层的物质 结构，也可不受磁的作用改变剩磁方向。
2. 数字磁记录格式
磁记录格式规定了一连串的二进制数字信息与磁层存储元 的相应磁化翻转形式(即对应的写入电流波形)互相转换的规则。 磁记录方式很多，图2.29是4种基本的记录方式。具体选择哪 一种记录方式，主要看这种记录方式能否达到以下几点。
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单位长度磁道所能记录的二进制信息的位数称为 位 密 度 或 线 密 度 ， 单 位 是 bpi(bits per inch) 或 bpm(位/mm)。磁带存储器主要用位密度来衡量，常用 的磁带有800bpi，1600bpi，6250bpi等。对于磁盘， 位密度Db按下式计算:Db=ft/πdmin
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。为了减少 出错率，要采用校验码。
在一般设备中，通常用奇偶校验码来发现1个或奇数个错误。 对磁表面存储器，由于介质表面的缺陷、尘埃等影响，可能会 出现多个错误，通常采用第2循章存环储系冗统余研究码第三来节发现并纠正错误。
(1)归零制(RZ)
这种方式是用写电流的正脉冲表示1，负脉冲表示0，使磁
层在记录“1”时从无磁性状态转变为向某个方向磁化状态，记
录“0”时从未磁化状态转变为另一方向的磁化状态。在两信息
之间，磁头线圈的写电流要回到零，这是归零制的特点。这种
方式简单易行，每一位记录信息本身包含有时钟脉冲信息，用
来作为读出时的同步控制时钟，提供自同步能力。但是，在写
ห้องสมุดไป่ตู้2. 3.1 辅助存储器的主要技术指标
1. 记录密度
磁盘、磁带、光盘、光磁盘等辅助存储器中的信息 被存储的位置轨迹称为道。每条道都有一定宽度，道 之间还有一定的间隙。从横向看，单位长度的道数， 称为道密度。道密度的单位是tpi(track per inch)或 tpm(道/mm)。道密度Dt在数值上等于道距P的倒数。
其中，ft为每道总位数，dmin为同心圆中的最小直 径。
5.25英寸磁盘的存储密度有如下几种：
➢单密度：位密度为2581bpi，道密度为48tpi。
➢倍密度：位密度为5876bpi，道密度为48tpi。
➢倍位倍道密度：位密度为5876bpi，道密度为 96tpi。
➢高密度：位密第度2章为存储9系6统4研6究b第p三i节，道密度为96tpi。
入信息前必须先让磁层去磁，存储一位信息要使磁层的状态变
4.数据传输率
数据传输率是指单位时间存储器读/写的二进制信息量。它 与存储密度和磁介质通过磁头的速度之间关系为：R=D·V
式中，R为数据传输率，单位为字节/秒或位/秒；D为存储 密度(磁盘为位密度，磁带为位密度与数据道数的乘积)；V为速 度(注意，速度、密度中的长度单位要一致)。
在计算一批数据的平均传输率时，还应考虑其他因素，如 磁盘应考虑换道寻址时间，磁带应考虑记录之间的间隙等。
2. 存储容量
存储容量是指存储设备所能存储的二进制信息总量，一般 以位(bit)或字节(byte)为单位。存储容量取决于盘面数、盘面 大小和存储密度。若一个磁盘组有n个盘面存储信息，每个盘面 有T条磁道，每条磁道分成S个扇段，每段存放B个字节，则存储 容量：C = n×T×S×B
磁盘有格式化容量和非格式化容量两个指标。非格式化容 量是磁表面可以利用的磁化单元总数。格式化容量是指按某种 特定的记录格式所能存储信息的总量，即用户可以使用容量， 它一般为非格式化容量的60%～70%左右。
2.3.2 磁表面存储原理
磁盘、磁带都是磁表面存储器。由于磁表面存储器的存储 容量大、位成本低、信息保存时间长、读出时不需要再生等， 目前在计算机辅助存储器中使用最为普遍。
1. 磁表面存储元
磁表面存储器中的信息存储在涂覆在载体表面的磁层中。 如图2.28所示，当具有很窄缝隙的磁头的写线圈中通过电流时， 其垂直下方的一个小区间会形成一个局部小磁环，称为存储元。 磁头的写线圈中的电流方向不同，存储元被磁化的磁极性方向 就不相同。也就是说，存储元记录了磁头写线圈中电流的方向。 让载磁体向一个方向运动，且磁头的写线圈中通过与某0，1信 息一致的脉冲电流时，如果速度匹配，就会在磁表面磁头下的 条线(称磁道)上的连续的存储元中，记录下相应的信息。若写 线圈中不通脉冲电流，让载磁体在磁头下运动时，存储元中的 剩磁便会在读出线圈中感应出脉冲电动势，经过读出放大器放 大鉴别，就可把所存的磁第2信章存息储系转统换研究成第三脉节冲电流读出。
自同步能力:只有读出脉冲序列呈周期性时，才可能从规定 的时间间隔——时钟窗口中提取时钟脉冲，提供自同步能力。
记录密度:磁记录密度主要由记录一位二进制信息的磁化翻 转次数决定，翻转次数多的磁记录密度就低。
记录信息的可靠性:可靠性与实现机构的复杂程度有关，如 看其是否能提供同步脉冲，信号频率是否过宽(过宽时，读出信 息必须采用直流放大形式第2)章等存因储系素统研. 究第三节
3.平均寻址时间
读/写头接到读/写命令从起始位置到达指定的位置，所需 的全部时间称为寻址时间，也称定位时间。寻址时间包括两部 分：一是将读/写头移动到指定的道的时间——找道时间Ts；二 是找到道后，读/写头要等待存储介质上的指定区段旋转到其下 方所需的等待时间Tw。这两部分都是随机的，故要取它们的平 均值：T=Tsa+Twa=(Tsma第x2+章T存s储m系in统)研/究2第+三(节Twmax+Twmin)/2
2.3 辅 助 存 储 器
2.3.1 辅助存储器的主要技术指标 2.3.2 磁表面存储原理 2.3.3 磁盘存储器 2.3.4 磁带存储器 2.3.5 光盘存储器 2.3.6 磁盘阵列RAID 2.3.7 闪速存储器
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辅助存储器是主存储器的后援存储设备，用以存放 当前暂时不用的程序或数据。对辅助存储器的基本要 求是：容量大、成本低、可以脱机保存信息。目前主 要有磁读写、光读写两类，如磁盘、磁带、光盘、光 磁盘等。