勘察儀器與原理第五章第一節(jié)第二節(jié)ok

1、勘勘 查查 儀儀 器器 原原 理理教師：教師： 王旭王旭Email： 第五章第五章 數(shù)據(jù)的記錄與顯示數(shù)據(jù)的記錄與顯示 第四章學(xué)習(xí)了數(shù)據(jù)的傳輸?shù)谒恼聦W(xué)習(xí)了數(shù)據(jù)的傳輸, ,知道了采集數(shù)據(jù)知道了采集數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街鳈C(jī)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街鳈C(jī), ,接下來就該記錄這些數(shù)據(jù)接下來就該記錄這些數(shù)據(jù). .地震數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)的作用是將野外采集到的地地震數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)的作用是將野外采集到的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母袷骄幣耪饠?shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母袷骄幣? ,然后送往數(shù)字磁帶然后送往數(shù)字磁帶機(jī)進(jìn)行記錄。機(jī)進(jìn)行記錄。 為了監(jiān)視每張地震記錄的記錄質(zhì)量為了監(jiān)視每張地震記錄的記錄質(zhì)量, ,及時(shí)發(fā)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正影響記錄質(zhì)量的因素現(xiàn)和糾正影響記錄

2、質(zhì)量的因素, ,地震儀有一個(gè)將地震儀有一個(gè)將磁帶記錄回放顯示的電路系統(tǒng)磁帶記錄回放顯示的電路系統(tǒng)-監(jiān)視系統(tǒng)監(jiān)視系統(tǒng), ,也就是顯示系統(tǒng)。也就是顯示系統(tǒng)。 另外另外, ,數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)既是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的重?cái)?shù)據(jù)記錄系統(tǒng)既是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的重要組成部分要組成部分, ,也是計(jì)算機(jī)的重要外設(shè)。隨著數(shù)據(jù)量的也是計(jì)算機(jī)的重要外設(shè)。隨著數(shù)據(jù)量的增大增大, ,現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器都采用了分級(jí)結(jié)構(gòu)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器都采用了分級(jí)結(jié)構(gòu): : 速度快速度快, ,容量小的內(nèi)存儲(chǔ)器；容量小的內(nèi)存儲(chǔ)器；容量大容量大, ,速度慢的外存儲(chǔ)器。速度慢的外存儲(chǔ)器。 內(nèi)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)材料為半導(dǎo)體材料內(nèi)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)材料為半導(dǎo)體材料, ,

3、一般為雙極一般為雙極型型, ,MOS型；外存儲(chǔ)器就是就是我們常見的磁盤、磁型；外存儲(chǔ)器就是就是我們常見的磁盤、磁帶、活動(dòng)硬盤、帶、活動(dòng)硬盤、U盤、光盤等盤、光盤等, ,它們的讀寫速度較低它們的讀寫速度較低, ,但存儲(chǔ)容量大但存儲(chǔ)容量大, ,造價(jià)低造價(jià)低, ,可脫機(jī)存儲(chǔ)?？擅摍C(jī)存儲(chǔ)。 本章我們主要學(xué)習(xí)本章我們主要學(xué)習(xí)磁記錄原理磁記錄原理, ,磁記錄方式磁記錄方式, ,記錄記錄格式及數(shù)據(jù)回放。格式及數(shù)據(jù)回放。第一節(jié)第一節(jié) 磁記錄原理磁記錄原理 實(shí)驗(yàn)表明，任何物質(zhì)在外磁場(chǎng)中都能夠或多或少地實(shí)驗(yàn)表明，任何物質(zhì)在外磁場(chǎng)中都能夠或多或少地被磁化，只是磁化的程度不同。根據(jù)物質(zhì)在外磁場(chǎng)被磁化，只是磁化的程度不

4、同。根據(jù)物質(zhì)在外磁場(chǎng)中表現(xiàn)出的特性，物質(zhì)可粗略地分為三類：中表現(xiàn)出的特性，物質(zhì)可粗略地分為三類： 順磁性物質(zhì)順磁性物質(zhì) 抗磁性物質(zhì)抗磁性物質(zhì) 鐵磁性物質(zhì)鐵磁性物質(zhì)鐵磁性材料鐵磁性材料及其特性：及其特性：B磁滯回線磁滯回線SBcHcHHrB剩磁剩磁矯頑磁力矯頑磁力磁滯回線是磁場(chǎng)強(qiáng)度（磁滯回線是磁場(chǎng)強(qiáng)度（H）與磁感應(yīng)）與磁感應(yīng)強(qiáng)度（強(qiáng)度（B）平面上的一條閉合曲線，）平面上的一條閉合曲線，如左圖所示，它的存在使如左圖所示，它的存在使H和和B失去失去單值對(duì)應(yīng)關(guān)系，單值對(duì)應(yīng)關(guān)系，B的大小不僅與的大小不僅與H的的即時(shí)值即時(shí)值有關(guān)，而且與有關(guān)，而且與H的變化的變化歷程和歷程和歷史歷史有關(guān)。有關(guān)。起始磁起始磁

5、化曲線化曲線當(dāng)外加磁場(chǎng)當(dāng)外加磁場(chǎng)H由零增加時(shí)，鐵磁性物由零增加時(shí)，鐵磁性物質(zhì)的磁感應(yīng)強(qiáng)度質(zhì)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨隨H增加而增加，按增加而增加，按0Bs（圖中藍(lán)線）曲線上升。當(dāng)（圖中藍(lán)線）曲線上升。當(dāng)H增增加到加到 Hm時(shí)，時(shí)，B達(dá)到絕對(duì)值達(dá)到絕對(duì)值Bs。此后，。此后，即使即使H再增加，再增加，B值也基本不再增加，值也基本不再增加，因此稱因此稱Bs為絕對(duì)磁感為絕對(duì)磁感 。如果這時(shí)減小。如果這時(shí)減小外加磁場(chǎng)外加磁場(chǎng)H，B并不沿著原路變化，而并不沿著原路變化，而沿著另一曲線沿著另一曲線BsBr變化。變化。 0Hm 鐵磁性物質(zhì)具有良好的導(dǎo)磁鐵磁性物質(zhì)具有良好的導(dǎo)磁性能，在外加磁場(chǎng)的作用下能產(chǎn)性能，在外加磁場(chǎng)

6、的作用下能產(chǎn)生很強(qiáng)的與外加磁場(chǎng)同向的磁感生很強(qiáng)的與外加磁場(chǎng)同向的磁感應(yīng)強(qiáng)度；當(dāng)外加磁場(chǎng)除去后，仍應(yīng)強(qiáng)度；當(dāng)外加磁場(chǎng)除去后，仍保留磁性保留磁性剩磁剩磁。 當(dāng)外加磁場(chǎng)當(dāng)外加磁場(chǎng)H減小到零減小到零時(shí)，鐵磁體的磁化狀態(tài)并不時(shí)，鐵磁體的磁化狀態(tài)并不恢復(fù)到零，而是保留一個(gè)剩恢復(fù)到零，而是保留一個(gè)剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br值，這種值，這種現(xiàn)象稱為現(xiàn)象稱為磁滯現(xiàn)象磁滯現(xiàn)象。 當(dāng)當(dāng)B值降到零時(shí)的外值降到零時(shí)的外加磁場(chǎng)強(qiáng)度（加磁場(chǎng)強(qiáng)度（Hc）稱為）稱為矯頑磁場(chǎng)強(qiáng)度矯頑磁場(chǎng)強(qiáng)度。（簡稱簡稱矯頑磁力矯頑磁力) )硬磁性材料：硬磁性材料：剩磁和矯頑剩磁和矯頑力都比較大，磁滯回線所力都比較大，磁滯回線所圍的面積大。如

7、鎢鋼，碳圍的面積大。如鎢鋼，碳鋼，鋁鎳鈷合金等。適合鋼，鋁鎳鈷合金等。適合作磁帶、磁盤等磁記錄和作磁帶、磁盤等磁記錄和永久磁鐵。永久磁鐵。軟磁性材料：軟磁性材料：易磁化、易退易磁化、易退磁。如磁。如純鐵，硅鋼坡莫合金，純鐵，硅鋼坡莫合金，鐵氧體等。適宜制造電磁鐵、鐵氧體等。適宜制造電磁鐵、變壓器、交流發(fā)電機(jī)、繼電變壓器、交流發(fā)電機(jī)、繼電器、電機(jī)、以及各種高頻電器、電機(jī)、以及各種高頻電磁元件的磁芯、磁棒、磁頭磁元件的磁芯、磁棒、磁頭等。等。BHoBHo 如果規(guī)定用如果規(guī)定用+Br狀態(tài)表示代碼狀態(tài)表示代碼1，-Br狀態(tài)表示狀態(tài)表示代碼代碼0，那么要使磁性材料記憶，那么要使磁性材料記憶1，就要加正向

8、脈沖，就要加正向脈沖電流，使磁性材料電流，使磁性材料正向磁化正向磁化；要使磁性材料記憶；要使磁性材料記憶0，則要加負(fù)向脈沖電流，使磁性材料則要加負(fù)向脈沖電流，使磁性材料反向磁化反向磁化。磁性。磁性材料上呈現(xiàn)剩磁狀態(tài)的地方形成了一個(gè)磁化元或存材料上呈現(xiàn)剩磁狀態(tài)的地方形成了一個(gè)磁化元或存儲(chǔ)元，它是記錄一個(gè)儲(chǔ)元，它是記錄一個(gè)二進(jìn)制二進(jìn)制信息位的最小單位。信息位的最小單位。 5.1.1磁記錄原理磁記錄原理1、記錄介質(zhì)、記錄介質(zhì) 在磁表面存儲(chǔ)器中，信息是記錄在一薄層磁性在磁表面存儲(chǔ)器中，信息是記錄在一薄層磁性材料的表面上，這個(gè)薄層稱為材料的表面上，這個(gè)薄層稱為磁層磁層。磁層與所附著。磁層與所附著的載體被

9、稱為記錄介質(zhì)或記錄媒體。的載體被稱為記錄介質(zhì)或記錄媒體。2、磁頭、磁頭 磁頭是磁記錄設(shè)備的關(guān)鍵部件之一，它是一種磁頭是磁記錄設(shè)備的關(guān)鍵部件之一，它是一種電磁轉(zhuǎn)換電磁轉(zhuǎn)換元件，能把電脈沖表示的二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換元件，能把電脈沖表示的二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換成磁記錄介質(zhì)上的磁化狀態(tài)，即成磁記錄介質(zhì)上的磁化狀態(tài)，即電磁電磁轉(zhuǎn)換；反過轉(zhuǎn)換；反過來，能把磁記錄介質(zhì)上的磁化狀態(tài)轉(zhuǎn)換成電脈沖，來，能把磁記錄介質(zhì)上的磁化狀態(tài)轉(zhuǎn)換成電脈沖，即即磁電磁電轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。 磁頭縫隙通常用玻璃等非磁性材料填充磁頭縫隙通常用玻璃等非磁性材料填充,新研制的新研制的磁頭尺寸在磁頭尺寸在3050nm范圍范圍,是人發(fā)絲寬度的是人發(fā)絲寬度的1/2

10、000。前間隙前間隙后間隙后間隙鐵氧體鐵氧體線圈線圈電流電流磁記錄介質(zhì)磁記錄介質(zhì)磁頭，軟磁材料磁頭，軟磁材料導(dǎo)磁率高，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度大導(dǎo)磁率高，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度大矯頑力小，剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度小矯頑力小，剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度小 磁記錄材料，硬磁材料磁記錄材料，硬磁材料記錄密度高，記錄信息時(shí)間記錄密度高，記錄信息時(shí)間長輸出信號(hào)幅度大，噪聲低長輸出信號(hào)幅度大，噪聲低表面組織緊密、光滑、無麻表面組織緊密、光滑、無麻點(diǎn)、薄厚均勻，溫度、濕度點(diǎn)、薄厚均勻，溫度、濕度影響小影響小3、寫入過程、寫入過程 在寫磁頭線圈中通以一定方向的寫電流，于是在寫磁頭線圈中通以一定方向的寫電流，于是在磁頭下方的一個(gè)局部區(qū)域被磁化，形成一

11、個(gè)磁化在磁頭下方的一個(gè)局部區(qū)域被磁化，形成一個(gè)磁化單元或稱記錄單元。當(dāng)這部分介質(zhì)移出磁頭作用區(qū)單元或稱記錄單元。當(dāng)這部分介質(zhì)移出磁頭作用區(qū)后，仍將留下足夠強(qiáng)的剩磁。在寫磁頭中通以正、后，仍將留下足夠強(qiáng)的剩磁。在寫磁頭中通以正、負(fù)兩個(gè)不同方向的寫電流，就會(huì)產(chǎn)生兩種不同的剩負(fù)兩個(gè)不同方向的寫電流，就會(huì)產(chǎn)生兩種不同的剩磁狀態(tài)，正好對(duì)應(yīng)二進(jìn)制信息的磁狀態(tài)，正好對(duì)應(yīng)二進(jìn)制信息的“1”和和“0”。寫入：寫入：局部磁化單元局部磁化單元載磁體載磁體寫線圈寫線圈SNI局部磁化單元局部磁化單元寫線圈寫線圈SN鐵芯鐵芯磁通磁通磁層磁層寫入寫入“0”寫入寫入“1”I 4、讀出過程、讀出過程 讀出時(shí)，讀出線圈不外加電流

12、。當(dāng)某一磁化讀出時(shí)，讀出線圈不外加電流。當(dāng)某一磁化單元運(yùn)動(dòng)到讀磁頭下方時(shí)，使得磁頭中流過的磁單元運(yùn)動(dòng)到讀磁頭下方時(shí)，使得磁頭中流過的磁通有很大的變化，于是在讀出線圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)通有很大的變化，于是在讀出線圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)E。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E經(jīng)放大、檢波、限幅、整經(jīng)放大、檢波、限幅、整形和選通后，獲得符合要求的信號(hào)。形和選通后，獲得符合要求的信號(hào)。N讀線圈讀線圈S讀線圈讀線圈SN鐵芯鐵芯磁通磁通磁層磁層運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)方向ssttffee讀出讀出 “0”讀出讀出 “1”讀出：讀出：寫線圈寫線圈讀線圈讀線圈載磁體載磁體磁層磁層運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)方向S-NN-S局部磁化單元局

13、部磁化單元 在讀寫過程中，記錄介質(zhì)與磁頭之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在讀寫過程中，記錄介質(zhì)與磁頭之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，一般是記錄介質(zhì)運(yùn)動(dòng)而磁頭不動(dòng)。一般是記錄介質(zhì)運(yùn)動(dòng)而磁頭不動(dòng)。工作工作縫隙縫隙磁頭鐵芯磁頭鐵芯磁帶介紹磁帶介紹: :磁帶存儲(chǔ)信息采用的是離線硬拷磁帶存儲(chǔ)信息采用的是離線硬拷貝方式貝方式, ,其存儲(chǔ)信息可靠性高其存儲(chǔ)信息可靠性高, ,實(shí)踐證明實(shí)踐證明, ,一一盒磁帶上的數(shù)據(jù)可以保存盒磁帶上的數(shù)據(jù)可以保存30年以上年以上, ,容量極容量極大大, ,如如428XL所用所用3592磁帶機(jī)磁帶機(jī), ,單盒磁帶記單盒磁帶記錄容量錄容量60G, ,若進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮若進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮, ,可記錄可記錄180G, ,甚至有的

14、磁帶機(jī)達(dá)到甚至有的磁帶機(jī)達(dá)到900G. .且且, ,磁帶存儲(chǔ)信磁帶存儲(chǔ)信息成本最低息成本最低, ,標(biāo)準(zhǔn)化程度最高標(biāo)準(zhǔn)化程度最高, ,易于保存，易于保存，是地震勘探野外常用的存儲(chǔ)介質(zhì)。是地震勘探野外常用的存儲(chǔ)介質(zhì)。5.1.2評(píng)價(jià)磁表面存儲(chǔ)器的主要指標(biāo)評(píng)價(jià)磁表面存儲(chǔ)器的主要指標(biāo)1、記錄密度、記錄密度 記錄密度是指磁表面存儲(chǔ)器單位長度或單位面積記錄密度是指磁表面存儲(chǔ)器單位長度或單位面積磁層表面所能存儲(chǔ)的二進(jìn)制信息量。通常以道密度和磁層表面所能存儲(chǔ)的二進(jìn)制信息量。通常以道密度和位密度表示，也可用兩者的乘積面密度來表示。位密度表示，也可用兩者的乘積面密度來表示。道密度道密度 道密度又叫橫向密度，是指垂直

15、于磁道方向上單道密度又叫橫向密度，是指垂直于磁道方向上單位長度中的磁道數(shù)目，道密度的單位是道位長度中的磁道數(shù)目，道密度的單位是道/英寸（英寸（TPI）或道或道/毫米（毫米（TPM）。）。 磁道指的是磁頭寫入磁場(chǎng)在記錄介質(zhì)表面上形成磁道指的是磁頭寫入磁場(chǎng)在記錄介質(zhì)表面上形成的磁化軌跡。的磁化軌跡。位密度位密度 位密度又叫縱向密度，是指位密度又叫縱向密度，是指沿磁道方向上單沿磁道方向上單位長度中所能記錄的二進(jìn)制信息的位數(shù)位長度中所能記錄的二進(jìn)制信息的位數(shù)，位密度，位密度的單位為位的單位為位/英寸（英寸（bpi）或位）或位/毫米（毫米（bpm）。）。2、存儲(chǔ)容量、存儲(chǔ)容量 存儲(chǔ)容量是指整個(gè)磁表面存儲(chǔ)

16、器所能存儲(chǔ)的二進(jìn)存儲(chǔ)容量是指整個(gè)磁表面存儲(chǔ)器所能存儲(chǔ)的二進(jìn)制信息的總量，一般用位或字節(jié)為單位表示，它與存制信息的總量，一般用位或字節(jié)為單位表示，它與存儲(chǔ)介質(zhì)尺寸和記錄密度直接相關(guān)。儲(chǔ)介質(zhì)尺寸和記錄密度直接相關(guān)。 磁表面存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量有非格式化容量和格磁表面存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量有非格式化容量和格式化容量兩種指標(biāo)。非格式化容量是指磁記錄表面上式化容量兩種指標(biāo)。非格式化容量是指磁記錄表面上可全部利用的磁化單元數(shù)；可全部利用的磁化單元數(shù)；格式化容量是指用戶實(shí)際格式化容量是指用戶實(shí)際可以使用的存儲(chǔ)容量可以使用的存儲(chǔ)容量。格式化容量一般約為非格式化。格式化容量一般約為非格式化容量的容量的6070左右。左右。

17、3、平均存取時(shí)間、平均存取時(shí)間 當(dāng)磁頭接到讀當(dāng)磁頭接到讀/寫命令，從原來的位置移動(dòng)到指定寫命令，從原來的位置移動(dòng)到指定位置，并完成讀位置，并完成讀/寫操作的時(shí)間叫存取時(shí)間。對(duì)于磁盤寫操作的時(shí)間叫存取時(shí)間。對(duì)于磁盤存儲(chǔ)器來說，存取時(shí)間主要包括兩部分：一部分是指存儲(chǔ)器來說，存取時(shí)間主要包括兩部分：一部分是指磁頭從原先位置移動(dòng)到目的磁道所需要的時(shí)間，稱為磁頭從原先位置移動(dòng)到目的磁道所需要的時(shí)間，稱為定位時(shí)間或找道時(shí)間；另一部分是指在到達(dá)目的磁道定位時(shí)間或找道時(shí)間；另一部分是指在到達(dá)目的磁道以后，等待被訪問的記錄區(qū)旋轉(zhuǎn)到磁頭下方所等待的以后，等待被訪問的記錄區(qū)旋轉(zhuǎn)到磁頭下方所等待的時(shí)間。時(shí)間。 平均存

18、取時(shí)間還應(yīng)當(dāng)包括信息的讀平均存取時(shí)間還應(yīng)當(dāng)包括信息的讀/寫操作時(shí)間，寫操作時(shí)間，但這一時(shí)間相對(duì)平均找道時(shí)間和平均等待時(shí)間來說可但這一時(shí)間相對(duì)平均找道時(shí)間和平均等待時(shí)間來說可以忽略不計(jì)。所以磁盤的平均存取時(shí)間以忽略不計(jì)。所以磁盤的平均存取時(shí)間Ta ，由平均，由平均找道時(shí)間找道時(shí)間Ts 和平均等待時(shí)間和平均等待時(shí)間Tw 組成：組成： 4、數(shù)據(jù)傳送率、數(shù)據(jù)傳送率 磁表面存儲(chǔ)器在單位時(shí)間內(nèi)向主機(jī)傳送數(shù)據(jù)的磁表面存儲(chǔ)器在單位時(shí)間內(nèi)向主機(jī)傳送數(shù)據(jù)的位數(shù)或字節(jié)數(shù)，稱為數(shù)據(jù)傳送率位數(shù)或字節(jié)數(shù)，稱為數(shù)據(jù)傳送率Dr ，單位為位，單位為位/秒秒或字節(jié)或字節(jié)/秒。秒。5、誤碼率、誤碼率 誤碼率是衡量磁表面存儲(chǔ)器出錯(cuò)概

19、率的參數(shù)，誤碼率是衡量磁表面存儲(chǔ)器出錯(cuò)概率的參數(shù)，它等于讀出的出錯(cuò)信息位數(shù)和讀出總的信息位數(shù)之它等于讀出的出錯(cuò)信息位數(shù)和讀出總的信息位數(shù)之比。比。 Ta=Ts+Tw=Tsmax+Tsmin 2Twmax+Twmin 2+6 6、編碼效率、編碼效率 指一次磁化狀態(tài)翻轉(zhuǎn)所能存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)位的個(gè)數(shù)。指一次磁化狀態(tài)翻轉(zhuǎn)所能存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)位的個(gè)數(shù)。可用百分比來表示可用百分比來表示, ,即即 編碼效率編碼效率= =記錄記錄1 1位位/ /最大磁化翻轉(zhuǎn)次數(shù)最大磁化翻轉(zhuǎn)次數(shù)編碼效率越高編碼效率越高, ,說明存儲(chǔ)相同數(shù)據(jù)位時(shí)磁化狀態(tài)翻轉(zhuǎn)的說明存儲(chǔ)相同數(shù)據(jù)位時(shí)磁化狀態(tài)翻轉(zhuǎn)的次數(shù)越少。次數(shù)越少。7 7、自同步能力、自同步能

20、力 是指從單個(gè)磁道讀出脈沖序列中提取同步時(shí)鐘的是指從單個(gè)磁道讀出脈沖序列中提取同步時(shí)鐘的難易程度。它是衡量編碼性能的重要指標(biāo)。難易程度。它是衡量編碼性能的重要指標(biāo)。8 8、帶寬、帶寬 帶寬越窄的碼型抗干擾能力越強(qiáng)帶寬越窄的碼型抗干擾能力越強(qiáng), ,越易于濾波處越易于濾波處理理, ,電路易于實(shí)現(xiàn)。電路易于實(shí)現(xiàn)。9 9、讀出分辨率、讀出分辨率 是讀出可靠性的指標(biāo)。是讀出可靠性的指標(biāo)。1010、信息獨(dú)立性、信息獨(dú)立性 讀出時(shí)讀出時(shí), ,某一位數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤碼不會(huì)影響后續(xù)的其某一位數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤碼不會(huì)影響后續(xù)的其它位數(shù)據(jù)的正確性它位數(shù)據(jù)的正確性, ,即誤碼傳輸受限即誤碼傳輸受限, ,檢讀時(shí)當(dāng)前信息檢讀時(shí)當(dāng)前信息

21、位與前、后狀態(tài)無關(guān)。位與前、后狀態(tài)無關(guān)。1）非破壞性讀出。）非破壞性讀出。2）記錄信息永久性存儲(chǔ)。）記錄信息永久性存儲(chǔ)。3）可多次重寫。）可多次重寫。4）數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式可為順序存儲(chǔ)（磁帶），也）數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式可為順序存儲(chǔ)（磁帶），也可為直接存儲(chǔ)方式（磁盤）。可為直接存儲(chǔ)方式（磁盤）。5）在機(jī)械運(yùn)動(dòng)中讀寫，速度較慢。）在機(jī)械運(yùn)動(dòng)中讀寫，速度較慢。6）記錄密度高、容量大、價(jià)格低。）記錄密度高、容量大、價(jià)格低。5.1.3磁表面存儲(chǔ)器的特點(diǎn)磁表面存儲(chǔ)器的特點(diǎn)第二節(jié)第二節(jié) 磁記錄方式磁記錄方式 全稱是數(shù)字磁記錄編碼方式，簡稱磁記全稱是數(shù)字磁記錄編碼方式，簡稱磁記錄方式。它是一種編碼方式，指的是按照某錄方

22、式。它是一種編碼方式，指的是按照某種規(guī)律將一連串二進(jìn)制數(shù)字信息變換成存儲(chǔ)種規(guī)律將一連串二進(jìn)制數(shù)字信息變換成存儲(chǔ)介質(zhì)磁層中的相應(yīng)磁化翻轉(zhuǎn)形式，并經(jīng)讀寫介質(zhì)磁層中的相應(yīng)磁化翻轉(zhuǎn)形式，并經(jīng)讀寫控制電路實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。為什么要進(jìn)行編碼？控制電路實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。為什么要進(jìn)行編碼？是為了是為了提高記錄密度提高記錄密度和和增加記錄的可靠性增加記錄的可靠性。在磁表面存儲(chǔ)器中，由于寫入電流的幅度、在磁表面存儲(chǔ)器中，由于寫入電流的幅度、相位、頻率變化不同，從而形成了不同的記相位、頻率變化不同，從而形成了不同的記錄方式。錄方式。5.2.1直接記錄方式直接記錄方式 當(dāng)記錄密度較低時(shí)，可以不編碼，直接按記錄信當(dāng)記錄密度較低

23、時(shí)，可以不編碼，直接按記錄信息的息的“0”、“1”排序記錄。這類方式有：排序記錄。這類方式有：1、歸零制（、歸零制（RZ）特點(diǎn)：特點(diǎn)：正脈沖電流表示正脈沖電流表示“1”，負(fù)脈沖電流表示，負(fù)脈沖電流表示“0”；不論記錄不論記錄“0”或或“1”，在記錄下一個(gè)信息前，記錄，在記錄下一個(gè)信息前，記錄電流恢復(fù)到電流恢復(fù)到零電流零電流；簡單易行，記錄密度低，改寫磁層上的記錄比較困簡單易行，記錄密度低，改寫磁層上的記錄比較困難，一般是先去磁后寫入；難，一般是先去磁后寫入；具有自同步能力（能從磁頭讀出信號(hào)中分離并獲得具有自同步能力（能從磁頭讀出信號(hào)中分離并獲得同步信號(hào)）。同步信號(hào)）。位周期位周期 T數(shù)據(jù)序列數(shù)

24、據(jù)序列RZ011100010零電流零電流2、不歸零制（、不歸零制（NRZ） 在記錄信息時(shí)，磁頭線圈里如果沒有正向電流就在記錄信息時(shí)，磁頭線圈里如果沒有正向電流就必有反向電流，而沒有必有反向電流，而沒有無電流無電流的狀態(tài)，為不歸零制。的狀態(tài)，為不歸零制。特點(diǎn)是磁頭線圈中始終有電流，不是正向電流特點(diǎn)是磁頭線圈中始終有電流，不是正向電流(代表代表1)就是反向電流就是反向電流(代表代表0)，因此不歸零制記錄方式的抗干，因此不歸零制記錄方式的抗干擾性能較好。對(duì)連續(xù)記錄的擾性能較好。對(duì)連續(xù)記錄的“1”和和“0”，寫電流的方，寫電流的方向是不改變的。向是不改變的。 無自同步能力。無自同步能力。 011100

25、010NRZ的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)簡單簡單帶寬利用率高帶寬利用率高NRZ的缺點(diǎn)的缺點(diǎn)存有直流分量存有直流分量缺少同步能力缺少同步能力 零零電電流流3、見、見“1”就翻的不歸零制就翻的不歸零制(NRZI) 和不歸零制一樣，記錄信息時(shí)，磁頭線圈中始終和不歸零制一樣，記錄信息時(shí)，磁頭線圈中始終有電流通過。不同之處在于，流過磁頭的電流只有在有電流通過。不同之處在于，流過磁頭的電流只有在記錄記錄“1”時(shí)變化方向，使磁層磁化方向翻轉(zhuǎn)；記錄時(shí)變化方向，使磁層磁化方向翻轉(zhuǎn)；記錄“0”時(shí)，電流方向不變，磁層保持原來的磁化方向。時(shí)，電流方向不變，磁層保持原來的磁化方向。數(shù)據(jù)序列數(shù)據(jù)序列0 1 0 0 1 1 0 0 0 1

26、 1 以上各種記錄方式，目前已很少應(yīng)用，但不歸以上各種記錄方式，目前已很少應(yīng)用，但不歸零制是編碼方式的基礎(chǔ)，無論哪一種編碼方式，只零制是編碼方式的基礎(chǔ)，無論哪一種編碼方式，只要數(shù)據(jù)序列變換成記錄序列之后，均按照要數(shù)據(jù)序列變換成記錄序列之后，均按照NRZ-I制制規(guī)則記錄到磁層上。規(guī)則記錄到磁層上。數(shù)據(jù)序列數(shù)據(jù)序列000011111RZNRZNRZ-IT05.2.2按位編碼記錄方式按位編碼記錄方式這種記錄方式常用于磁帶機(jī)中。這種記錄方式常用于磁帶機(jī)中。 1、調(diào)相制、調(diào)相制(PM) 調(diào)相制又稱相位編碼調(diào)相制又稱相位編碼(PE)，它是利用兩個(gè)相位相，它是利用兩個(gè)相位相差差180的磁化翻轉(zhuǎn)方向代表數(shù)據(jù)的

27、磁化翻轉(zhuǎn)方向代表數(shù)據(jù)“0”和和“1”。位周期位周期TPM111110000 記錄數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)“0”時(shí)，規(guī)定磁化翻轉(zhuǎn)的方向由負(fù)變?yōu)闀r(shí)，規(guī)定磁化翻轉(zhuǎn)的方向由負(fù)變?yōu)檎?；記錄?shù)據(jù)正；記錄數(shù)據(jù)“1”時(shí)從正變?yōu)樨?fù)，且每個(gè)數(shù)據(jù)位的寫時(shí)從正變?yōu)樨?fù)，且每個(gè)數(shù)據(jù)位的寫入是在它的中間位置上。當(dāng)連續(xù)出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上入是在它的中間位置上。當(dāng)連續(xù)出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上“1”或或“0”時(shí)，為了維持上述原則，在時(shí)，為了維持上述原則，在位周期起始處位周期起始處也要翻轉(zhuǎn)一次。也要翻轉(zhuǎn)一次。數(shù)據(jù)序列數(shù)據(jù)序列2、調(diào)頻制、調(diào)頻制(FM) 調(diào)頻制的記錄規(guī)則是，記錄調(diào)頻制的記錄規(guī)則是，記錄“1”時(shí)，不僅在位周期時(shí)，不僅在位周期的的中心中心產(chǎn)

28、生磁化翻轉(zhuǎn)，而且在產(chǎn)生磁化翻轉(zhuǎn)，而且在位與位位與位之間也必須翻轉(zhuǎn)。之間也必須翻轉(zhuǎn)。記錄記錄“0”時(shí)，位周期中心不產(chǎn)生磁化翻轉(zhuǎn)，但位與位之時(shí)，位周期中心不產(chǎn)生磁化翻轉(zhuǎn)，但位與位之間的邊界處要翻轉(zhuǎn)一次。由于記錄數(shù)據(jù)間的邊界處要翻轉(zhuǎn)一次。由于記錄數(shù)據(jù)“1”時(shí)磁化翻轉(zhuǎn)時(shí)磁化翻轉(zhuǎn)的頻率為記錄數(shù)據(jù)的頻率為記錄數(shù)據(jù)“0”時(shí)的兩倍，因此又稱時(shí)的兩倍，因此又稱“倍頻制倍頻制”。位周期位周期T數(shù)據(jù)序列數(shù)據(jù)序列FM1011110003、改進(jìn)調(diào)頻制、改進(jìn)調(diào)頻制(MFM) 這種記錄方式基本上與調(diào)頻制相同，即記錄數(shù)據(jù)這種記錄方式基本上與調(diào)頻制相同，即記錄數(shù)據(jù)“1”時(shí)在時(shí)在位周期中心位周期中心磁化翻轉(zhuǎn)一次，記錄數(shù)據(jù)磁化翻轉(zhuǎn)

29、一次，記錄數(shù)據(jù)“0”時(shí)不時(shí)不翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)。區(qū)別區(qū)別在于只有在于只有連續(xù)記錄兩個(gè)或兩個(gè)以上連續(xù)記錄兩個(gè)或兩個(gè)以上“0”時(shí)，時(shí)，才在位周期的起始位置翻轉(zhuǎn)一次才在位周期的起始位置翻轉(zhuǎn)一次，而不是在每個(gè)位周期，而不是在每個(gè)位周期的起始處都翻轉(zhuǎn)。的起始處都翻轉(zhuǎn)。數(shù)據(jù)序列數(shù)據(jù)序列位周期位周期TMFM1111100004、改進(jìn)的改進(jìn)型調(diào)頻制（、改進(jìn)的改進(jìn)型調(diào)頻制（M2FM） M2FM制的編碼規(guī)則為：記錄制的編碼規(guī)則為：記錄“1”時(shí)，寫電流時(shí)，寫電流在位周期中間改變方向，產(chǎn)生磁化翻轉(zhuǎn)；記錄獨(dú)立在位周期中間改變方向，產(chǎn)生磁化翻轉(zhuǎn)；記錄獨(dú)立的一個(gè)的一個(gè)“0”，寫電流不改變方向，不產(chǎn)生磁化翻轉(zhuǎn)；，寫電流不改變方向，不

30、產(chǎn)生磁化翻轉(zhuǎn)；記錄連續(xù)的兩個(gè)記錄連續(xù)的兩個(gè)“0”，寫電流在位周期邊界處改變，寫電流在位周期邊界處改變方向，產(chǎn)生磁化翻轉(zhuǎn)；記錄連續(xù)兩個(gè)以上的方向，產(chǎn)生磁化翻轉(zhuǎn)；記錄連續(xù)兩個(gè)以上的“0”，寫電流在前兩個(gè)寫電流在前兩個(gè)“0”的位周期邊界處改變方向，產(chǎn)的位周期邊界處改變方向，產(chǎn)生磁化翻轉(zhuǎn)，以后每隔兩個(gè)生磁化翻轉(zhuǎn)，以后每隔兩個(gè)“0”的位周期邊界處，的位周期邊界處，寫電流再改變一次方向，產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)。寫電流再改變一次方向，產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)。 改進(jìn)的改進(jìn)型調(diào)頻制的磁化翻轉(zhuǎn)間距有四種：改進(jìn)的改進(jìn)型調(diào)頻制的磁化翻轉(zhuǎn)間距有四種：T0、1.5T0、2T0、2.5T0，對(duì)應(yīng)于四種不同的頻率，對(duì)應(yīng)于四種不同的頻率，所以又稱

31、為四頻制。所以又稱為四頻制。 數(shù)據(jù)序列數(shù)據(jù)序列000011111FMMFMM2FMT0PE常用磁記錄方式波形圖常用磁記錄方式波形圖NRZNRZ1PMFMMFM位信息位信息 1 0 1 1 1 0 0 0 1位周期位周期RZ無電流、空白，密度低無電流、空白，密度低見變就翻見變就翻見見1就翻就翻在在每每一一位位的的起起點(diǎn)點(diǎn)電電流流都都反反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)只有在連續(xù)多個(gè)只有在連續(xù)多個(gè)“0”時(shí)，起點(diǎn)電流才反轉(zhuǎn)，密度高。時(shí)，起點(diǎn)電流才反轉(zhuǎn)，密度高。5.2.3成組編碼方式成組編碼方式GCR(4/5制制) 成組編碼成組編碼的原理是把數(shù)據(jù)序列按幾位編成一組，對(duì)應(yīng)每一的原理是把數(shù)據(jù)序列按幾位編成一組，對(duì)應(yīng)每一種組成就有一種記錄序列。種組成就有一種記錄序列。 GCR(4/5)編碼編碼是把數(shù)據(jù)按是把數(shù)據(jù)按4 4位編成一組，與之對(duì)應(yīng)，位編成一組，與之對(duì)應(yīng)，再變換成再變換成5 5位的記錄序列，一組一組對(duì)應(yīng)，位的記錄序列，一組一組對(duì)應(yīng)，每組以及各組記每組以及各組記錄連接后的序列中不允許出現(xiàn)兩個(gè)以上的連續(xù)錄連接后的序列中不允許出現(xiàn)兩個(gè)以上的連續(xù)0 0。 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 11 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1GCR(4/5)編碼編