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(lèi)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(lái)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(lèi)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(zhǎng)期保存甚至可①速度②對(duì)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(duì)磁盤(pán)器來(lái)2、容定義：器所能的二進(jìn)制信息磁盤(pán)器有格式化和非格式化兩個(gè)高級(jí)格式化：清除硬盤(pán)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(pán)在出廠前都進(jìn)行了低級(jí)格式化。低級(jí)格式化是一種損耗性操作，對(duì)硬盤(pán)有一定的影響。3、尋址時(shí)磁盤(pán) 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(xiě)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(pán)例題1：某軟盤(pán)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(pán)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(zhǎng)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(pán)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(pán)中共有9個(gè)盤(pán)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(pán)的容量為(58)。磁盤(pán)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(pán)而2002年高程試假設(shè)一個(gè)3個(gè)盤(pán)片的硬盤(pán)，共4個(gè)記錄面轉(zhuǎn)速7200轉(zhuǎn)/分，盤(pán)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(pán)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(xiě)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)?；缀痛判圆牧隙紩?huì)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(hào)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(xiě)入電流和磁化硬磁 硬磁盤(pán)器的種類(lèi)及基本結(jié)構(gòu)硬磁盤(pán)器指的是記錄介質(zhì)為硬質(zhì)圓形盤(pán)片的輔助器系統(tǒng)。以1、根據(jù)磁頭 2、根據(jù)磁盤(pán)可換與否分 機(jī)保存，如現(xiàn)用的軟盤(pán)固定盤(pán)器是指磁盤(pán)不能從驅(qū)動(dòng)器儲(chǔ)器，采用的技術(shù)。3、硬磁盤(pán)的基本結(jié)硬盤(pán)由驅(qū)動(dòng)器（HDD）和（HDC）組成 硬盤(pán)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(guò)程控制器送來(lái)音圈電機(jī)推動(dòng)小車(chē)到預(yù)定位讀／寫(xiě)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(xiě)寫(xiě)入數(shù)b、根據(jù)控制器發(fā)來(lái)的寫(xiě)命令及CPUDR的數(shù)據(jù)開(kāi)始d、由檢測(cè)電路檢查是讀出數(shù)讀出電路接收磁盤(pán)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(shì)。c、讀放大器輸出送盤(pán)2、器有兩個(gè)接口，一個(gè)是與主機(jī)之間的接（系統(tǒng)級(jí)接口），另外一個(gè)是與設(shè)備的它們分別是IDE接口、SCSI磁盤(pán)控制器接①I(mǎi)DE即IntegratedDriveTechnologyAtta ② 磁盤(pán)1、基本概 線速度、采用磁盤(pán)cache2、磁盤(pán)cache的工作原緩存是硬盤(pán)與外部總線交換數(shù)據(jù)的場(chǎng)所。硬盤(pán)的讀數(shù)據(jù)的過(guò)程是將磁信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)后，通過(guò)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(duì)成階段的時(shí)候，緩存的大小與速度是直接關(guān)系到硬盤(pán)的傳輸速度的重要因素。目前主流硬盤(pán)的緩存主要有512K和2M等幾種。其類(lèi)型一般是EDO或M，目前一般以RM為主。根據(jù)寫(xiě)入方式的不同，有寫(xiě)通式和回寫(xiě)式兩種。寫(xiě)通式在讀硬盤(pán)數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)先檢查請(qǐng)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(guò)程稱(chēng)為命中。這樣系統(tǒng)就不必 硬盤(pán)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??；貙?xiě)式就是在寫(xiě)入硬盤(pán)數(shù)據(jù)時(shí)也在緩存中寫(xiě)，如果找到就由緩存就數(shù)據(jù)寫(xiě)入盤(pán)中，現(xiàn)在的多數(shù)硬盤(pán)都是采用的回寫(xiě)式硬盤(pán)，這樣就大大提高了性能。磁盤(pán)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(kāi)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(jí)別，不同的級(jí)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(pán)結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)磁盤(pán)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(lái)實(shí)WIN2000就含有軟件RAID的功能RAID0級(jí)(無(wú)冗余和無(wú)校驗(yàn)的數(shù)據(jù)分塊與其他級(jí)相比，具有最高的O性能和磁盤(pán)空間利用率，但無(wú)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(pán)系統(tǒng)。RAID1級(jí)(鏡像磁盤(pán)陣列由磁盤(pán)對(duì)組成，每一個(gè)工作盤(pán)都有對(duì)應(yīng)的鏡像盤(pán)，上面保存著與工作盤(pán)完全相同的數(shù)據(jù)，安全性高，但磁盤(pán)空間的利用率只有50%。RAID2級(jí)(具有糾錯(cuò)海明碼的磁盤(pán)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(pán)來(lái)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(pán)時(shí)，則所需的校驗(yàn)盤(pán)數(shù)C要滿足公式：2≥G+C+1，如果有10個(gè)數(shù)據(jù)盤(pán)，則需要4個(gè)校驗(yàn)盤(pán)。對(duì)數(shù)據(jù)的涉及到磁盤(pán)陣列中的每一個(gè)盤(pán)，對(duì)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(jí)(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(pán)就能糾正出錯(cuò)的數(shù)據(jù)，如果一個(gè)盤(pán)失效，可通過(guò)對(duì)剩下的盤(pán)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(xiě)要涉及整個(gè)盤(pán)組，對(duì)小數(shù)據(jù)量不利。計(jì)算也比較費(fèi)時(shí)。RAID5級(jí)(無(wú)校驗(yàn)盤(pán)的奇偶校驗(yàn)磁盤(pán)陣列)與RAID4級(jí)類(lèi)似，但無(wú)的校驗(yàn)盤(pán)，將校驗(yàn)信息分布到組內(nèi)所有盤(pán)上的讀寫(xiě)都有很好的性能，因而案RAID6級(jí)(采用分塊交叉技術(shù)和雙磁盤(pán)容錯(cuò)的有兩個(gè)磁盤(pán)器用于存放檢錯(cuò)、糾錯(cuò)冗余代碼，即使在雙磁盤(pán)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(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，要對(duì)3個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(一個(gè)數(shù)據(jù)盤(pán)和兩個(gè)校驗(yàn)盤(pán)驅(qū)動(dòng)器兩次。RAID7級(jí)(獨(dú)立接口的磁盤(pán)陣列每一個(gè)磁盤(pán)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(pán)陣列，因此主機(jī)可完全獨(dú)立地對(duì)每個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行。RAID10級(jí)(RAID0級(jí)+RAID1級(jí)由分塊和鏡像組成是所有ID中性能最好的磁盤(pán)陣列，但每次寫(xiě)入時(shí)要寫(xiě)兩個(gè)