磁表面存儲器的存儲原理

4.3磁表面存儲器4.3.1存儲原理與技術(shù)指標(biāo)1.讀寫原理

存儲介質(zhì):磁層

讀/寫部件:磁頭(如聚酯薄膜、鋁合金、陶瓷等覆蓋氧化鐵物質(zhì)等)

讀/寫過程:(1)寫入在磁頭線圈中加入磁化電流(寫電流),并使磁介質(zhì)移動,在磁層上形成連續(xù)的小段磁化區(qū)域(位單元)。被磁化的區(qū)域是存儲的信息;用不同磁化方向來表示二進(jìn)制信息“1”和“0”。I磁介質(zhì)運(yùn)動磁介質(zhì)(2)讀出磁頭線圈中不加電流,磁層移動。當(dāng)被磁化的記錄磁層(位單元)的轉(zhuǎn)變區(qū)經(jīng)過磁頭下方時(shí),在線圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)電勢。讀出信號磁通變化的區(qū)域轉(zhuǎn)變區(qū)感應(yīng)電勢e

–ddt2.技術(shù)指標(biāo)道密度：（1）記錄密度（2）存儲容量位密度：單位長度內(nèi)的磁道數(shù)。磁道上單位長度內(nèi)的二進(jìn)制代碼數(shù)。非格式化容量：格式化容量：總位數(shù)用位密度計(jì)算。有效位數(shù)用扇區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)塊長度計(jì)算。（3）速度指標(biāo)平均存取時(shí)間帶：平均等待時(shí)間盤：平均定位、平均旋轉(zhuǎn)時(shí)間衡量查找速度ms數(shù)據(jù)傳輸率衡量讀/寫速度b/s、B/s4.3.2磁盤存儲器適用于調(diào)用較頻繁的場合，常作為主存的直接后援。磁盤磁盤控制器磁盤驅(qū)動器+接口磁盤適配器盤片、磁頭定位系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)1.組成（1）軟盤信息分布與尋址信息1）信息分布

盤片：

單片，雙面記錄。

磁道：

盤片旋轉(zhuǎn)一周，磁頭的作用區(qū)域。

扇區(qū)：

磁道上長度相同的區(qū)段。存放數(shù)據(jù)塊。各道容量相同,各道位密度不同,內(nèi)圈位密度最高。磁道盤片旋轉(zhuǎn)一周的磁頭作用區(qū)最外層為0道。扇區(qū)注:各磁道容量相同,各道位密度不同,內(nèi)圈位密度最高。非格式化容量=內(nèi)圈位密度×內(nèi)圈周長×道數(shù)/面×面數(shù)驅(qū)動器號、磁頭號、磁道號、扇區(qū)號、扇區(qū)數(shù)2）尋址信息盤組：

多個盤片，雙面記錄。各記錄面上相同序號的磁道構(gòu)成一圓柱面。圓柱面：扇區(qū)（定長記錄格式）格式化容量=字節(jié)數(shù)/扇區(qū)×扇區(qū)數(shù)/道×道數(shù)/面×面數(shù)（2）硬盤信息分布與尋址信息1）信息分布（柱面數(shù)=道數(shù)/面）數(shù)據(jù)塊記錄塊（不定長記錄格式），無扇區(qū)劃分。小車驅(qū)動電機(jī)讀/寫臂主軸盤片圓柱面驅(qū)動器號、圓柱面號、磁頭號、扇區(qū)號（記錄號）、交換量。2）尋址信息例：定長記錄格式2.記錄格式（磁道格式）選擇磁盤組選擇盤面選擇磁道選擇起始扇區(qū)磁道時(shí)間磁道索引脈沖間隔扇區(qū)1扇區(qū)2扇區(qū)n間隔扇區(qū)i標(biāo)志區(qū)：標(biāo)志信息、CRC校驗(yàn)碼數(shù)據(jù)區(qū)：標(biāo)志信息、CRC、數(shù)據(jù)字段

3.磁盤基本操作尋址操作尋道：磁頭徑向移動尋找扇區(qū)：盤片旋轉(zhuǎn)讀/寫操作串行讀/寫DMA方式傳送（1）（2）扇區(qū)數(shù)4.3.3校驗(yàn)碼1.碼距的概念（1）碼距定義一種編碼體制中，各組合法代碼間的不同位數(shù)稱距離，其最小距離為該編碼的碼距。有效信息位+校驗(yàn)位衡量一種編碼查錯與糾錯的能力。校驗(yàn)碼例1.8421碼（2）碼距作用（3）查錯與糾錯的基本出發(fā)點(diǎn)1）約定某種規(guī)律，作為檢測的依據(jù)。譯碼檢測2）增大碼距，從信息量上提供指錯的可能。2.幾個例子碼距d=1無查錯、糾錯能力。有效信息位+1位校驗(yàn)位校驗(yàn)碼例2.奇偶校驗(yàn)碼如：偶校驗(yàn)檢測依據(jù)（編碼規(guī)則）：碼距d=2通過統(tǒng)計(jì)校驗(yàn)碼中1的個數(shù)是否為偶數(shù)來查錯。10110010可檢測一位錯，約定校驗(yàn)碼中1的個數(shù)為奇數(shù)/偶數(shù)。1011011

1不能糾錯。用于主存校驗(yàn)。例3.海明校驗(yàn)碼檢測依據(jù)：多重奇偶校驗(yàn)。代碼分組各組進(jìn)行奇偶校驗(yàn)形成多位指誤字=全0無錯≠全0有錯指誤字狀態(tài)對應(yīng)出錯位序號，將出錯位變反糾錯。3.循環(huán)校驗(yàn)碼（CRC）設(shè)有效信息為A，約定代碼為G。A校驗(yàn)碼能被某代碼除盡。余數(shù)校驗(yàn)碼例.有效信息A=1100，約定代碼G=10111）A左移r位（1）約定規(guī)律G

=

Q

+

RGA-RG

=

Q

（2）編碼方法將有效信息與余數(shù)拼在一起形成校驗(yàn)碼Krn有效信息位數(shù)K：r：n：余數(shù)位數(shù)校驗(yàn)碼位數(shù)（r=3）：11000002）求余數(shù)：11000001011=1110+0101011余數(shù)約定代碼3）形成校驗(yàn)碼（3）譯碼與糾錯循環(huán)校驗(yàn)碼余數(shù)為0，無錯K=4（7，4）碼n=7余數(shù)非0，有錯不同余數(shù)對應(yīng)不同出錯數(shù)位1100000+010=1100010生成多項(xiàng)式利用余數(shù)循環(huán)的特點(diǎn)，將出錯位移至校驗(yàn)碼最高位，變反糾錯。節(jié)省硬件。（4）生成多項(xiàng)式滿足三個條件出錯，余數(shù)不為0。不同出錯位對應(yīng)不同余數(shù)。余數(shù)循環(huán)?？刹楸慝@得生成多項(xiàng)式第四章復(fù)習(xí)提綱1.半導(dǎo)體存儲器邏輯設(shè)計(jì)(地址分配、片選邏輯、框圖)。3.磁盤信息分布、尋址信息、指標(biāo)(速度、容量)。2.動態(tài)刷新(定義、刷新方式)。4.基本概念如：隨機(jī)存取、順序存取、直接存取、靜態(tài)M的存儲原理、動態(tài)M的存儲原理…等。第四章作業(yè)

設(shè)計(jì)一半導(dǎo)體存儲器，其中ROM區(qū)4KB，選用ROM芯片（4K×4位/片）；RAM區(qū)3KB，