課件-組成原理電子教案第8章

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第八章輔 8.1輔 器的種類與技術(shù)指8.28.3硬磁 8.4軟磁 器（略講8.5光 8.6磁 器與光 器的比8.7固態(tài) 器用來放目前不使用的信息 器脫機(jī)后還能保存信息輔 器的種類與技術(shù)指輔 器的種 1、磁表 優(yōu)點(diǎn)①容量大，位價(jià)②記錄介質(zhì)可重③信息可長期保存甚至可①速度②對工作環(huán)境要求2、 缺點(diǎn)：速度輔 器的技術(shù)指 1 密所的二進(jìn)制信息量。對磁盤器來2、容定義：器所能的二進(jìn)制信息磁盤器有格式化和非格式化兩個(gè)高級格式化：清除硬盤上的數(shù)成引導(dǎo)信息，初始化FAT表，標(biāo)注邏輯道等工作，每塊硬盤在出廠前都進(jìn)行了低級格式化。低級格式化是一種損耗性操作，對硬盤有一定的影響。3、尋址時(shí)磁盤 器用直接存取方式，尋址時(shí)間包括兩部分：磁頭尋找目標(biāo)磁道所需的找道時(shí)間和找到磁道后磁頭等待所需要讀寫的區(qū)段旋轉(zhuǎn)到磁頭下方的等待時(shí)間。4、數(shù)據(jù)傳輸率（外部定義：磁表面 器的緩存在單位時(shí)間內(nèi)與主機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)的位數(shù)或字節(jié)數(shù)。單位bps。硬 數(shù)據(jù)傳輸率：磁頭與硬cache之間的數(shù)據(jù)傳輸率5、誤碼衡量磁表 器的出錯(cuò)概率，于出錯(cuò)信息的位數(shù)和讀出的總信息位數(shù)比盤例題1：某軟盤有兩個(gè)記錄面，每面有80個(gè)磁道，每個(gè)磁道分15個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)可記錄512字節(jié)的信息，轉(zhuǎn)速為360轉(zhuǎn)每分，求此盤的容量及平均等待時(shí)間。解：容量=512*15*80*旋轉(zhuǎn)一圈需要的時(shí)間為1/360=0.167∴平均等待時(shí)間為 共有多少 面可用共有多少柱面采用定長數(shù)據(jù)塊記錄格式，直接尋址地址？（每扇區(qū)1K） 率Dr，取決于硬盤的轉(zhuǎn)速和道容量。的容量為N個(gè)字節(jié)，則Dr=n*N，單位字2002年程某硬盤中共有9個(gè)盤片，16個(gè)記錄面，每個(gè)記錄面上有2100個(gè)磁道，每個(gè)磁道分為4個(gè)扇區(qū)，每扇區(qū)為512字節(jié)，則該硬盤的容量為(58)。磁盤的位密度隨著磁道從內(nèi)向外而(59)(58)A、590.6MBB、 C、D、(59)A、減B、不C、增D視磁盤而2002年高程試假設(shè)一個(gè)3個(gè)盤片的硬盤，共4個(gè)記錄面轉(zhuǎn)速7200轉(zhuǎn)/分，盤面有效記錄區(qū)域的外直徑為30cm，內(nèi)直徑為10cm，記錄位密度為250/mm，磁道密度為8道/mm，每磁道分16個(gè)扇區(qū)，每扇區(qū)512字節(jié)，則該硬盤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 圖8.1讀寫原1、2、磁記錄介質(zhì)1、磁記錄介根據(jù)記錄介質(zhì)的基體不同可分軟性介質(zhì)和硬性介質(zhì)。基底和磁性材料都會影響記錄介質(zhì)的性能。常用的磁性介質(zhì)是磁粉。不同的涂布工藝方式（平涂工藝和甩涂工藝）產(chǎn)生的記錄介質(zhì)的質(zhì)量也不同。2、磁磁頭是實(shí)現(xiàn)電磁相互轉(zhuǎn)換的裝感應(yīng)式磁采用電磁感應(yīng)原理讀記錄信號按工作方式分為接觸式磁頭和浮動(dòng)式磁頭。接觸式磁頭：磁頭與記錄介質(zhì)直接接觸。浮動(dòng)式磁頭：介質(zhì)高速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的氣流在磁頭與介質(zhì)表面之間形成一層空氣薄膜使磁頭與介質(zhì)表面脫MR磁 MR磁頭模磁記錄方律將一串二進(jìn)制數(shù)字信息變換成介常用的編碼方法有 調(diào)頻制 改進(jìn)調(diào)頻制磁記錄方式波形圖(寫入電流和磁化硬磁 硬磁盤器的種類及基本結(jié)構(gòu)硬磁盤器指的是記錄介質(zhì)為硬質(zhì)圓形盤片的輔助器系統(tǒng)。以1、根據(jù)磁頭 2、根據(jù)磁盤可換與否分 機(jī)保存，如現(xiàn)用的軟盤固定盤器是指磁盤不能從驅(qū)動(dòng)器儲器，采用的技術(shù)。3、硬磁盤的基本結(jié)硬盤由驅(qū)動(dòng)器（HDD）和（HDC）組成 硬盤基本結(jié)1、

HDD與①定位驅(qū)動(dòng)系音圈電機(jī)控制系工作過程控制器送來音圈電機(jī)推動(dòng)小車到預(yù)定位讀／寫電路框②主軸系③數(shù)據(jù)控制系作用是控制數(shù)據(jù)的讀寫寫入數(shù)b、根據(jù)控制器發(fā)來的寫命令及CPUDR的數(shù)據(jù)開始d、由檢測電路檢查是讀出數(shù)讀出電路接收磁盤表面的磁通變化，作為磁頭的激磁電壓，即在磁頭線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。c、讀放大器輸出送盤2、器有兩個(gè)接口，一個(gè)是與主機(jī)之間的接（系統(tǒng)級接口），另外一個(gè)是與設(shè)備的它們分別是IDE接口、SCSI磁盤控制器接①IDE即IntegratedDriveTechnologyAtta ② 磁盤1、基本概 線速度、采用磁盤cache2、磁盤cache的工作原緩存是硬盤與外部總線交換數(shù)據(jù)的場所。硬盤的讀數(shù)據(jù)的過程是將磁信號轉(zhuǎn)化為電信號后，通過緩存一次次地填充與清空，再填充，再清空，一步步按照I總重要的。在接術(shù)已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)相對成階段的時(shí)候，緩存的大小與速度是直接關(guān)系到硬盤的傳輸速度的重要因素。目前主流硬盤的緩存主要有512K和2M等幾種。其類型一般是EDO或M，目前一般以RM為主。根據(jù)寫入方式的不同，有寫通式和回寫式兩種。寫通式在讀硬盤數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)先檢查請求指令，看看所要的數(shù)據(jù)是否在緩存中，如果在的話就由緩存送出響應(yīng)的數(shù)據(jù)，這個(gè)過程稱為命中。這樣系統(tǒng)就不必 硬盤中的數(shù)據(jù)，由于的速度比磁介質(zhì)快很多，因此也就加快了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?。回寫式就是在寫入硬盤數(shù)據(jù)時(shí)也在緩存中寫，如果找到就由緩存就數(shù)據(jù)寫入盤中，現(xiàn)在的多數(shù)硬盤都是采用的回寫式硬盤，這樣就大大提高了性能。磁盤陣 由加州大學(xué)伯克利分校提出。數(shù)據(jù)的費(fèi)用，同時(shí)也希望采用冗余數(shù)據(jù)的受損失，從而開發(fā)出一定水1、RAID原2、RAID的工作原按照實(shí)現(xiàn)原理的不同分為不同的級別，不同的級別之間工作模式是有區(qū)別的。整個(gè)的結(jié)構(gòu)是一些磁盤結(jié)構(gòu)，通過對磁盤進(jìn)行組合達(dá)到提高效率，減少錯(cuò)誤的目的。3RAID的實(shí) 法是用軟件的方法來實(shí)WIN2000就含有軟件RAID的功能RAID0級(無冗余和無校驗(yàn)的數(shù)據(jù)分塊與其他級相比，具有最高的O性能和磁盤空間利用率，但無容錯(cuò)能力，增加了系統(tǒng)出故障的幾率，其安全性甚至低于常規(guī)的硬盤系統(tǒng)。RAID1級(鏡像磁盤陣列由磁盤對組成，每一個(gè)工作盤都有對應(yīng)的鏡像盤，上面保存著與工作盤完全相同的數(shù)據(jù)，安全性高，但磁盤空間的利用率只有50%。RAID2級(具有糾錯(cuò)海明碼的磁盤陣列采用海明碼糾錯(cuò)技術(shù)和位交叉技術(shù)，用戶需增加足夠的校驗(yàn)盤來提供單糾錯(cuò)和雙驗(yàn)錯(cuò)功能。當(dāng)陣列內(nèi)有G個(gè)數(shù)據(jù)盤時(shí)，則所需的校驗(yàn)盤數(shù)C要滿足公式：2≥G+C+1，如果有10個(gè)數(shù)據(jù)盤，則需要4個(gè)校驗(yàn)盤。對數(shù)據(jù)的涉及到磁盤陣列中的每一個(gè)盤，對大數(shù)據(jù)量傳送有較高性能，但不利于小數(shù)據(jù)量的傳送。AD2很少使用。RAID3級(采用奇偶和位交叉存取的磁。因此只需一個(gè)奇偶校驗(yàn)盤就能糾正出錯(cuò)的數(shù)據(jù)，如果一個(gè)盤失效，可通過對剩下的盤上的信息進(jìn)行“異或”運(yùn)算得到正確數(shù)據(jù)。但由于采用位交叉，每次讀寫要涉及整個(gè)盤組，對小數(shù)據(jù)量不利。計(jì)算也比較費(fèi)時(shí)。RAID5級(無校驗(yàn)盤的奇偶校驗(yàn)磁盤陣列)與RAID4級類似，但無的校驗(yàn)盤，將校驗(yàn)信息分布到組內(nèi)所有盤上的讀寫都有很好的性能，因而案RAID6級(采用分塊交叉技術(shù)和雙磁盤容錯(cuò)的有兩個(gè)磁盤器用于存放檢錯(cuò)、糾錯(cuò)冗余代碼，即使在雙磁盤出錯(cuò)的情況下，仍能保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性和有效性，但寫入數(shù)據(jù)時(shí)，要對3個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器(一個(gè)數(shù)據(jù)盤和兩個(gè)校驗(yàn)盤驅(qū)動(dòng)器兩次。RAID7級(獨(dú)立接口的磁盤陣列每一個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器與每一主機(jī)接口有獨(dú)立的控制和數(shù)據(jù)通道的磁盤陣列，因此主機(jī)可完全獨(dú)立地對每個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行。RAID10級(RAID0級+RAID1級由分塊和鏡像組成是所有ID中性能最好的磁盤陣列，但每次寫入時(shí)要寫兩個(gè)