B08第7章外部設備-計算機組成與結構-教學課件

第7章外部設備7.1外部設備概述7.2磁記錄原理與記錄方式7.3硬磁盤存儲器7.4光盤存儲器1第7章外部設備7.1外部設備概述17.1外部設備概述計算機的外部設備是除主機（CPU與主存儲器）以外的所有硬設備的統(tǒng)稱。7.1.1外部設備的分類按照在計算機組成系統(tǒng)中的功能、用途分五類：輸入設備輸出設備輔助存儲器數(shù)據(jù)通信設備和終端其他廣義外部設備

27.1外部設備概述計算機的外部設備是除主機（CPU與主存輔助存儲器可視為存儲系統(tǒng)的一部分，也可視為外部設備。輔助存儲器用于存儲指令和數(shù)據(jù)。從多級存儲體系的各級分工角度，輔存在功能上是主存的后援和補充，用來存儲需聯(lián)機存儲但暫不運行的程序和數(shù)據(jù)，外存中的程序和數(shù)據(jù)只有在調(diào)入主存后才能被CPU所運行。與主機的連接方式和信息交換方式如同外部設備。

輔助存儲器（磁表面存儲器、光盤存儲器）3輔助存儲器可視為存儲系統(tǒng)的一部分，也可視為外部設備。輔助存7.1.2外部設備的作用人機對話的通道完成數(shù)據(jù)媒體變換的設備計算機系統(tǒng)軟件和信息的駐在地計算機在各領域應用的橋梁47.1.2外部設備的作用人機對話的通道47.2磁記錄原理與記錄方式7.2.1磁表面存儲器的讀/寫磁表面存儲器，是在磁頭和磁記錄介質(zhì)之間有相對運動時，通過一個電磁轉換完成讀寫操作的。軟磁盤存儲器（軟質(zhì)載體）硬磁盤存儲器

（硬質(zhì)載體）磁帶存儲器感應式磁頭檢測磁通量的變化率

磁層、載體MR磁頭

檢測磁通量，利用磁阻效應（磁通量的大小改變檢測元件的電阻值），適合小盤徑下高密度的磁信號檢測。MR磁頭只能做讀出磁頭用，寫入還要用感應式磁頭。

GMR、OAW（光學輔助溫式技術）57.2磁記錄原理與記錄方式7.2.1磁表面存儲器的讀1）寫入過程以電脈沖表示的二進制數(shù)字序列轉換為介質(zhì)表面的磁化單元序列。用于存儲信息的磁性材料是一種具有矩形磁滯回線特性的磁性材料。61）寫入過程以電脈沖表示的二進制數(shù)字序列轉換為介質(zhì)表面的磁化2）讀出過程將介質(zhì)上記錄好的磁化單元序列還原為電脈沖序列的過程。n：磁頭讀出線圈的匝數(shù)Φ：耦合進入磁頭的磁通量l：沿介質(zhì)表面運動的距離v：磁頭和介質(zhì)運動的相對速度72）讀出過程將介質(zhì)上記錄好的磁化單元序列還原為電脈沖序列的過7.2.2磁表面存儲器的技術指標1）存儲密度

常以道密度和位密度來表示，也可用兩者的乘積——面密度來表示。磁盤徑向單位長度上的磁道數(shù)稱為道密度，單位為tpi(道/英寸)。單位長度磁道所能記錄的二進制信息位數(shù)稱為位密度或線密度，單位是bpi(位/英寸)。87.2.2磁表面存儲器的技術指標1）存儲密度

常以道密度2）存儲容量格式化容量按照某種特定的記錄格式所能夠存儲信息的總量，也就是用戶真正可以使用的容量。非格式化容量磁記錄表面可以利用的磁化單元總數(shù)。92）存儲容量93）平均存取時間（平均尋址時間）包括兩個部分：尋道時間：磁頭沿磁盤的徑向運動到目標磁道的時間（又稱驅動定位時間）等待時間：在目標磁道上等待磁盤被讀寫區(qū)段旋轉到磁頭下面的時間在可動頭磁盤驅動器中，磁頭移動一道所需要的最小尋道時間和磁頭移動最大磁道數(shù)所需要的最大尋道時間的平均值稱為平均尋道時間。103）平均存取時間（平均尋址時間）包括兩個部分：10平均存取時間：ts為尋道時間，tw為等待時間11平均存取時間：ts為尋道時間，tw為等待時間114）數(shù)據(jù)傳輸率（傳送速率）單位時間內(nèi)可以向主機傳送數(shù)據(jù)的數(shù)量，用二進制數(shù)的位數(shù)或字節(jié)數(shù)表示。磁盤存儲器的數(shù)據(jù)傳輸率正比于記錄密度和磁盤面通過磁頭縫隙處速度。

Dr=D×υ5）誤碼率124）數(shù)據(jù)傳輸率（傳送速率）127.2.3數(shù)據(jù)磁記錄方式磁記錄方式：是一種編碼方法，即按什么方案，把一連串的二進制信息變換成存儲介質(zhì)磁層中的一個序列的磁化翻轉形式，并且可以容易、可靠地用讀寫控制電路實現(xiàn)這一轉換過程。常用磁記錄方式：

歸零制（RZ)、不歸零制（NRZ)、

不歸零---1制（NRZ---1)、調(diào)相制（PE）、

調(diào)頻制（FM）、改進調(diào)頻制（MFM）、

改進的改進調(diào)頻制（M2FM）

群碼制（GCR）、游程長度受限碼（RLLC）137.2.3數(shù)據(jù)磁記錄方式磁記錄方式：是一種編碼方法，即按不歸零---1制（NRZ---1）在記錄數(shù)據(jù)時，遇到0不翻轉，遇到1就翻轉。14不歸零---1制（NRZ---1）在記錄數(shù)據(jù)時，遇到0不翻①不論記錄0還是記錄1，在兩個數(shù)據(jù)之間的邊界上(即兩個位元的交界面上)，磁頭線圈的電流一定改變一次方向；②在記錄1時磁頭線圈中的電流在整個數(shù)據(jù)位周期中心還要改變一次方向。調(diào)頻制（FM）15①不論記錄0還是記錄1，在兩個數(shù)據(jù)之間的邊界上(即兩個位元的改進調(diào)頻制（MFM）①記錄0信息時，不改變磁頭線圈電流的方向，但是，在連續(xù)兩個0信息之間使磁層翻轉一次；②記錄1信息時，在1信息寬度的中間位置使磁層翻轉。16改進調(diào)頻制（MFM）①記錄0信息時，不改變磁頭線圈電流的方向編碼前的一串數(shù)據(jù)稱為數(shù)據(jù)序列，表示它們的編碼叫記錄序列。GCR（4/5）把數(shù)據(jù)序列中數(shù)據(jù)每4位編成一組，用5位編碼來表示。記錄序列中不會出現(xiàn)3個或更多的連續(xù)“0”。記錄序列按不歸零---1制翻轉。群碼制GCR（4/5）17編碼前的一串數(shù)據(jù)稱為數(shù)據(jù)序列，表示它們的編碼叫記錄序列。群碼游程長度受限碼（RLLC）將計算機輸出的數(shù)據(jù)序列轉換成具有一定磁化翻轉形式的記錄序列稱為編碼，記錄序列中的“0”和“1”的個數(shù)作一定的限制，由此形成了游程長度受限碼(RLLC)理論。連續(xù)N個“1”或“0”構成的數(shù)據(jù)串，稱為長度為N的游程。例如：

10001中“0”的游程長度為3

00110中“1”的游程長度為2RLLC理論的目的是實現(xiàn)高密度存儲和具有較強的自同步能力。18游程長度受限碼（RLLC）將計算機輸出的數(shù)據(jù)序列轉換成具有一7.3硬盤存儲器7.3.1硬盤存儲器的種類根據(jù)磁頭的工作方式分類

固定頭硬盤、活動頭硬盤根據(jù)磁盤是否可換分類

固定盤存儲器、可換盤存儲器采用溫徹斯特(Winchester)技術制成的硬盤，稱為“溫盤”，它是硬盤的第四代產(chǎn)品，是一種活動頭固定盤片的存儲器。硬盤存儲器由硬盤驅動器和硬盤控制器組成。197.3硬盤存儲器7.3.1硬盤存儲器的種類197.3.2硬盤驅動器溫徹斯特技術的關鍵是采用全封閉頭、盤組件，將磁頭、盤片組、定位機構、主軸電機、讀/寫電路組件及位置傳感器等全密封在一個盤盒內(nèi)組成一個整體，該整體統(tǒng)稱為硬盤驅動器。硬盤驅動器的主要組成：

盤片組、磁頭、定位驅動系統(tǒng)、主軸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)207.3.2硬盤驅動器溫徹斯特技術的關鍵是采用全封閉頭、盤1）盤片組保護面保護面磁頭小車帶動讀/寫磁頭沿圓盤片的徑向移動記錄面211）盤片組保護面保護面磁頭小車帶動讀/寫磁頭沿圓盤片的徑向移硬盤的信息分布記錄面（Side）硬盤的每一個記錄盤面有一個面號，在硬盤系統(tǒng)中，盤面號又叫磁頭號。磁道（Track）硬盤在格式化時被劃分成許多同心圓，同心圓軌跡叫做磁道。磁道從外向內(nèi)自0開始順序編號。22硬盤的信息分布22圓柱面（Cylinder）硬盤各記錄盤面相同磁道號的磁道組成的圓柱面。柱面號即對應的磁道號。在一般情況下，硬盤的邏輯盤的容量劃分時，往往用柱面數(shù)而不用磁道數(shù)。分配文件的硬盤空間按柱面順序進行，即某一面的一個磁道用完后轉向下一盤面的同一磁道。23圓柱面（Cylinder）23扇區(qū)（Sector）每一個磁道是一個圓環(huán)，再把該圓環(huán)分成若干等分，每一等分就是磁盤存取數(shù)據(jù)的基本單位，叫做扇區(qū)。容量硬盤的容量由盤面數(shù)、柱面數(shù)和扇區(qū)數(shù)決定，其計算公式為：容量=盤面數(shù)×柱面數(shù)×扇區(qū)數(shù)×512字節(jié)24扇區(qū)（Sector）24磁盤地址驅動器號柱面號(道號)記錄面號(頭號)扇區(qū)號(段號)25磁盤地址252）磁頭定位驅動系統(tǒng)在可動頭磁盤驅動器中，磁頭定位系統(tǒng)驅動磁頭沿磁盤徑向位置運動以尋找目標磁道位置。在磁盤中采用的磁頭定位驅動系統(tǒng)有兩種類型：步進電機驅動和音圈電機驅動。262）磁頭定位驅動系統(tǒng)在可動頭磁盤驅動器中，磁頭定位系統(tǒng)驅動磁音圈電機驅動音圈電機是一種由線圈產(chǎn)生的磁場與固定的磁場發(fā)生作用而動作的電機，它可以直接驅動磁頭作直線運動。定位控制可分粗控和精控兩個階段。粗控是使磁頭小車以最快的速度從現(xiàn)行位置移動到目標位置，磁頭隨之移至目標磁道上，在磁頭移動過程中，利用速度檢測器反饋回來的速度信號，定位系統(tǒng)不斷地修正磁頭移動的速度。精控是當磁頭已移到目標磁道上，但是還沒有到達磁道中心位置時，根據(jù)反饋回來的位置信號，控制磁頭定位在磁道的中心位置上。27音圈電機驅動音圈電機是一種由線圈產(chǎn)生的磁場與固定的磁場發(fā)生作28287.3.3硬盤控制器297.3.3硬盤控制器29磁盤控制器與驅動器之間的任務分工沒有明確的界線，不同的接口標準各自承擔的任務不同。常用的接口標準有IDE和SCSI。除改進型接口標準的向下兼容外，使用不同接口標準的硬盤是不能互換的。30磁盤控制器與驅動器之間的任務分工沒有明確的界線，不同的接口標7.3.4磁盤陣列存儲器磁盤冗余磁盤陣列RAID（RedundantArrayofInexpensiveDisk）

是利用若干個小型硬盤驅動器加上陣列控制器組成一個外存儲子系統(tǒng)，通過多個驅動器的并行處理、獨立存取及增加數(shù)據(jù)的冗余來提高總體的性能和可靠性。設計磁盤陣列存儲器在工業(yè)上通過一個稱為RAID的標準方案。RAID方案分為7級（RAID0級---RAID6級）級不是簡單的層次關系，而是表示不同的設計結構。317.3.4磁盤陣列存儲器磁盤冗余磁盤陣列RAID（Red把一個文件的數(shù)據(jù)分成容量相等的“塊”，每一塊交替地分別寫到不同的物理磁盤的幾個扇區(qū)中去，這種處理叫數(shù)據(jù)散放（條帶化）。1）RAID0級----條帶化、無冗余32把一個文件的數(shù)據(jù)分成容量相等的“塊”，每一塊交替地分別寫到不優(yōu)點使幾個磁盤合起來有單機容量的N倍，讓多個物理磁盤并發(fā)讀寫，提高數(shù)據(jù)輸入/輸出的吞吐率。缺點沒有采取任何容錯措施，無容錯能力。33優(yōu)點332）RAID1級----條帶化、鏡像把相同的數(shù)據(jù)寫到配對使用的兩個磁盤中去，稱磁盤鏡像。寫操作是對兩個磁盤同時進行的，不會降低寫入速度；讀出時可由包含請求數(shù)據(jù)的兩個磁盤中的某一個提供；當一個磁盤損壞時從第2個磁盤讀取。342）RAID1級----條帶化、鏡像把相同的數(shù)據(jù)寫到配對使用優(yōu)點當一個磁盤損壞時仍能從第2個磁盤讀取數(shù)據(jù)。缺點鏡像磁盤總存儲容量的有效利用率只有50%。35優(yōu)點353）RAID2級----并行處理、位交叉海明校驗采用小數(shù)據(jù)條帶，一般為位或一個字節(jié)或一個字。并行處理：當并行存取陣列時，所有磁盤成員都參加每一個I/O請求的執(zhí)行，各驅動器的軸是同步旋轉的，每個磁頭在任務時刻都在同一位置。并行處理適用于高速數(shù)據(jù)傳輸。b0b1b2b3f0(b)f1(b)f2(b)363）RAID2級----并行處理、位交叉海明校驗采用小數(shù)據(jù)條通過各個數(shù)據(jù)盤上的相應位計算校驗碼，編碼位存儲在多個校驗盤的對應位。設陣列內(nèi)有G個數(shù)據(jù)盤則所需校驗盤數(shù)C需滿足：2C≥G+C+1

例如G=4，則C=3。由于需要多個校驗盤，RAID2容量利用率不高，且系統(tǒng)較復雜。37通過各個數(shù)據(jù)盤上的相應位計算校驗碼，編碼位存儲在多個校驗盤的4）RAID3級----并行處理、位交叉奇偶校驗與RAID2不同的是不用海明碼而用奇偶糾錯，只用一個校驗盤。通過各個數(shù)據(jù)盤上的相應位計算奇偶校驗位寫到冗余盤上。b0b1b2b3p(b)384）RAID3級----并行處理、位交叉奇偶校驗與RAID2當某一驅動器損壞替換一新驅動器時可以重構數(shù)據(jù)恢復操作。X4(I)=X3(I)⊕X2(I)⊕X1(I)⊕X0(I)X4(I)⊕X1(I)⊕X4(I)=X3(I)⊕X2(I)⊕X1(I)⊕X0(I)⊕X1(I)⊕X4(I)X1(I)=X4(I)⊕X3(I)⊕X2(I)⊕X0(I)39當某一驅動器損壞替換一新驅動器時可以重構數(shù)據(jù)恢復操作。395）RAID4級----獨立存取、塊交叉奇偶校驗采用較大數(shù)據(jù)條帶，在扇區(qū)級進行數(shù)據(jù)交叉。獨立存?。宏嚵兄忻總€磁盤成員的操作是獨立的，各個I/O請求能夠并行處理。更適用于高速I/O請求的應用。通過各個數(shù)據(jù)盤上的相應條帶來逐位計算它們的奇偶校驗值，最終形成一個由奇偶校驗值組成的條帶寫入校驗磁盤。N個數(shù)據(jù)盤只需一個校驗磁盤。405）RAID4級----獨立存取、塊交叉奇偶校驗采用較大數(shù)據(jù)優(yōu)點提供了容錯能力，即N+1個磁盤中的任何一個出現(xiàn)故障，都不會造成丟失數(shù)據(jù)的問題；存儲容量的有效利用率為N/(N+1)。缺點每一次寫操作必然涉及到校驗磁盤，因此它成為一個瓶頸。41優(yōu)點41對于寫操作只在一個條帶上運行需要進行讀—修改—寫。例如：寫操作只在X1盤的一個條帶上。X4(I)=X3(I)⊕X2(I)⊕X1(I)⊕X0(I)X’4(I)=X3(I)⊕X2(I)⊕X1’(I)⊕X0(I)=X3(I)⊕X2(I)⊕X1’(I)⊕X0(I)⊕X1(I)⊕X1(I)=X4(I)⊕X1’(I)⊕X1(I)塊4塊5塊6塊7p(4-7)塊0塊1塊2塊3P(0-3)42對于寫操作只在一個條帶上運行需要進行讀—修改—寫。例如：寫操6）RAID5級----獨立存取、塊交叉分布奇偶校驗對RAID4的改進，不再區(qū)分N個存儲數(shù)據(jù)的磁盤和另外一個專用的奇偶校驗磁盤，把N+1個磁盤同等對待，都用于存放數(shù)據(jù)和奇偶校驗信息，在同一個物理盤中，數(shù)據(jù)和奇偶校驗信息是以不同條帶的形式體現(xiàn)出來的，這稱為分布式數(shù)據(jù)保護。塊4塊5塊6p(4-7)塊0塊1塊2塊3P(0-3)塊7塊8塊9塊10塊11p(8-11)436）RAID5級----獨立存取、塊交叉分布奇偶校驗對RAI7）RAID6級----獨立存取、塊交叉雙分布奇偶校驗與RAID5不同的是有雙維奇偶校驗，有兩個校驗盤，可糾正2個盤同時出錯的情況。每次寫操作需要對三個驅動器（一個數(shù)據(jù)盤、二個校驗盤）訪問兩次。塊4塊5塊6p(4-7)塊0塊1塊2塊3P(0-3)塊7塊8塊9塊10塊11p(8-11)Q(0-3)Q(4-7)Q(8-11)447）RAID6級----獨立存取、塊交叉雙分布奇偶校驗與RA7.3.5磁盤參數(shù)的計算例1：設有一個盤面直徑為18in的磁盤組，有20個記錄面，每面有5in的區(qū)域用于記錄信息，道密度為100TPI，最大位密度為1000bpi，轉速為2400r/min，道間移動時間為0.2ms，試計算該盤組的容量、數(shù)據(jù)傳送率和平均存取時間。解：每一個記錄面的磁道數(shù)：

N=5in*100道/in=500道

最內(nèi)圈磁道的周長：

L=*（18-2*5）in=25.12in

該盤組的容量(非格式化)

=最大位密度*最內(nèi)圈磁道的周長*總磁道數(shù)=1000b/in*25.12in/道*500*20=251.2*106b457.3.5磁盤參數(shù)的計算例1：設有一個盤面直徑為18in磁盤轉一周的時間：

t=1/2400*60=25（ms）

數(shù)據(jù)傳送率：

Dr=每一道的容量/轉一周的時間

=1000*25.12/25*103

=1.0048*106(b/s)=0.1256(MB/s)平均存取時間：

Ta=(0+0.2*499)/2+(0+25)/2=60(ms)46磁盤轉一周的時間：

t=1/2400*60=25（ms）

數(shù)例2：設某磁盤有兩個記錄面，存儲區(qū)內(nèi)直徑為2.36in，外直徑為5in，道密度為1250TPI，內(nèi)直徑處的位密度為52400bpi，轉速為2400rpm。求：

1）每面有多少磁道，每磁道能存儲多少字節(jié)？

2）數(shù)據(jù)傳輸率是多少？

3）設尋道時間在10ms到40ms之間，在一個磁道上寫上8KB數(shù)據(jù)，平均需要多少時間？解：1）Dcylinder=1250TPI，Dbit=52400bpi，

Dimi=2.36in，Dimo=5in

每一個記錄面的磁道數(shù)：

N=Dcylindet*（Dimo-Dimi）/2=1650

每道存儲字節(jié)數(shù)：

Num=2Ri*Dbit=*Dimi*Dbit/8=48562字節(jié)47例2：設某磁盤有兩個記錄面，存儲區(qū)內(nèi)直徑為2.36in，外直2）n=2400rpm=2400/60，

數(shù)據(jù)傳輸率：

Dr=n*Num=2400/60*485621.94（MB/s）3）平均需要時間：

Ta=Ts+Tw+Tread

=(10+40)/2+[1/（2400/60）*0.5+(8*1024)/(1.94*106)]*103

=41.7ms482）n=2400rpm=2400/60，

數(shù)據(jù)傳輸率：

Dr7.4光盤存儲器光盤存儲器是從激光視頻唱片(VD)和激光數(shù)字音頻唱片(CD)基礎上發(fā)展起來的，它采用了光學存儲技術，用光學原理讀寫信息。光盤存儲器的記錄密度高、存儲容量大且可靠性高。497.4光盤存儲器光盤存儲器是從激光視頻唱片(VD)和激光數(shù)7.4.1光盤的種類及盤片結構1）光盤的種類根據(jù)性能和用途不同可分為：只讀型光盤(CD-ROM)只寫一次型光盤(WORM)可擦寫光盤(Rewriteable)CD-R、CD-RW可擦寫型光盤主要包括相變型和光磁型。DVD-RAM是一種采用相變技術實現(xiàn)可反復重寫（擦寫）型DVD光盤存儲器

光磁盤（MO）507.4.1光盤的種類及盤片結構1）光盤的種類CD-R、C2）光盤盤片圓盤狀的基體采用樹酯制成光盤盤片分為三層結構鋁膜（鋁質(zhì)反射層鍍有記錄介質(zhì)）上燒有凹坑，表示二進制1信息。512）光盤盤片圓盤狀的基體采用樹酯制成光盤盤片分為三層結構鋁膜光盤存儲器的數(shù)據(jù)記錄格式與磁盤相近。按盤面徑向劃分若干光道，每道在圓周方向劃分成若干扇區(qū)。磁盤：同心環(huán)磁道結構每扇區(qū)數(shù)據(jù)區(qū)通常是512字節(jié)光盤：螺旋型光道結構光盤每扇區(qū)數(shù)據(jù)區(qū)?？晒潭?048字節(jié)地址信息以分：秒：分秒的格式來表示光盤光道的起止點從內(nèi)到外52光盤存儲器的數(shù)據(jù)記錄格式與磁盤相近。磁盤：光盤：527.4.2光盤讀/寫原理1）形變型光盤（只寫一次型）寫入：光斑照射在光盤記錄薄膜上，使照射區(qū)加熱、熔化并蒸發(fā)，在記錄介質(zhì)上留下一個小凹坑，即記錄了一個1信息；寫0時不發(fā)激光束，不形成光斑，因而記錄介質(zhì)上不出現(xiàn)小坑。讀出：激光器輸出低功率的讀出光束，該光束經(jīng)光學系統(tǒng)處理形成光斑掃描光盤片，由于功率小，不會使被照射的記錄介質(zhì)發(fā)生形變。當光斑照射到凹坑時，光束直接射向反射層，產(chǎn)生強反射光。反射光經(jīng)光學系統(tǒng)處理后與入射光分離，再經(jīng)數(shù)據(jù)光檢測器轉換為1信息。當光斑照射到無凹坑處時，因記錄層存在，所產(chǎn)生的反射光較弱，經(jīng)光檢測轉換為0信息。537.4.2光盤讀/寫原理1）形變型光盤（只寫一次型）532）相變型光盤相變型光盤是利用晶相結構的可逆性變化而制成的一種可改定型光盤。寫入：形成的光斑照射在記錄介質(zhì)上，使照射區(qū)加熱，晶粒直徑變大，由于照射時間極短，大晶粒不回縮而被保持，即記錄1信息；無光斑照射處晶粒大小不變，即記錄0信息。讀出：讀出光束形成的低功率光斑掃描光盤，因大晶粒和小晶粒的光反射率不同，經(jīng)光檢測器即可識別讀出的1或0信息。擦除：使記錄區(qū)退火，晶?；謴驮Y晶狀態(tài)。542）相變型光盤相變型光盤是利用晶相結構的可逆性變化而制成的一3）磁光盤磁光盤以磁性材料為記錄介質(zhì)，利用熱磁效應寫入，利用法拉弟效應或克爾效應讀出信息，通過恢復原有磁化狀態(tài)擦除。初始狀態(tài)：在記錄介質(zhì)表面加某一方向的強磁場，使記錄介質(zhì)呈一個磁化方向。寫入：光斑照射介質(zhì)，被照射區(qū)的介質(zhì)因溫度上升，矯頑力下降（熱磁效應），在外加反向磁場的作用下發(fā)生磁通翻轉，使該處的磁化方向與初始狀態(tài)相反；無光斑照射，矯頑力不變，磁記錄材料外加的磁場不能使它翻轉，所以仍保持初始磁化方向。磁化方向改變即記錄1信息，不變即記錄0信息。553）磁光盤磁光盤以磁性材料為記錄介質(zhì)，利用熱磁效應寫入，利用讀出：光的偏正方向與磁化方向有關，適當安置光檢偏器的角度，使記錄1處的偏正光可通過檢偏器；記錄0處的偏正光不能通過，可以識別0或1信息。法拉弟效應：光檢偏器檢測穿過記錄介質(zhì)后激光束的偏振面來確定介質(zhì)的磁化方向；克爾效應：光檢偏器檢測反射光束偏振的方向，確定介質(zhì)的磁化方向。多數(shù)磁光盤采用克爾效應，但為提高讀取數(shù)據(jù)的可靠性，也有將二者結合使用。擦除：重新用大功率光斑照射，外加與寫入時反向的一定強度的磁場，使磁通翻轉，恢復原磁化方向。56讀出：光的偏正方向與磁化方向有關，適當安置光檢偏器的角度，使7.4.3光盤存儲器組成光盤存儲器由盤片、驅動器、控制器組成。光驅與控制器沒有嚴格界線，一般組成一體，它們與主機連接時接口部件所采用的邏輯部件和接口標準與硬盤相同。IDE和SCSI標準的光驅不能互換。577.4.3光盤存儲器組成光盤存儲器由盤片、驅動器、控制器光驅有讀/寫頭(光頭)、主軸驅動機構、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、尋道定位機構。光頭由光學系統(tǒng)、激光器和定位檢測器構成，光頭安裝在平臺或小車上，以便在徑向移動。主軸電機帶動光盤旋轉，若主軸電機采用恒線速度轉動，它的轉速隨定位檢測信號進行調(diào)整，由旋轉編碼器產(chǎn)生控制信號進行控制。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要完成與主機的數(shù)據(jù)交換并進行數(shù)據(jù)的編碼、解碼、容錯處理。58光驅有讀/寫頭(光頭)、主軸驅動機構、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、尋道定位尋道定位機構主要包括：聚焦伺服系統(tǒng)和徑向跟蹤伺服系統(tǒng)聚焦伺服系統(tǒng)通過位置光檢測器產(chǎn)生聚焦伺服信號控制光頭的伺服電機，使光頭的物鏡上下移動，把激光對焦在光盤片的信息層上。徑向跟蹤伺服系統(tǒng)通過位置光檢測器產(chǎn)生跟蹤伺服信號調(diào)節(jié)跟蹤反射鏡使光中心與光道中心吻合（精控）粗控：高速機械運動尋道59尋道定位機構主要包括：聚焦伺服系統(tǒng)和徑向跟蹤伺服系統(tǒng)59光斑在光盤中心的信息層上，光盤旋轉，光斑在光道上使形成串行的記錄信息或記錄信息被串行的讀出。60光斑在光盤中心的信息層上，光盤旋轉，光斑在光道上使形成串行的7.4.3光盤存儲器的主要性能指標數(shù)據(jù)傳輸率旋轉速度存取時間數(shù)據(jù)緩沖區(qū)617.4.3光盤存儲器的主要性能指標數(shù)據(jù)傳輸率61旋轉速度旋轉速度是盤片隨主軸轉動的速度。光盤主軸轉動有三種方式：線速度恒定(CLV)角速度恒定(CAV)局部角速度恒定(PCAV)62旋轉速度旋轉速度是盤片隨主軸轉動的速度。62線速度恒定整個盤面的面密度可恒定設置，存儲容量得到最佳利用，即盤片外沿的光道信息容量大，若使數(shù)據(jù)傳輸率保持不變，必須保持恒定的線速度，即從內(nèi)側到外側徑向掃描信息過程中，光盤的旋轉速度減少。低于12倍速的光驅使用CLV技術。63線速度恒定63角速度恒定光盤的旋轉速度保持恒定，主軸的恒速可提高驅動電機的使用壽命。若數(shù)據(jù)傳輸率恒定時，每條光道所存儲的信息量相同，故存儲容量得不到充分利用。若采用設置面密度恒定，使得光盤上的內(nèi)沿數(shù)據(jù)比外沿數(shù)據(jù)傳輸速度要低。采用CAV技術的光驅所標稱的倍速，指的是最外側的數(shù)據(jù)傳輸率，即最大傳輸率。64角速度恒定64區(qū)域角速度恒定結合了CLV和CAV的優(yōu)點，在讀取外沿數(shù)據(jù)采用CLV技術，在讀取內(nèi)沿數(shù)據(jù)采用CAV技術，提高整體數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取?0倍速以上的光驅大都采用PCAV方式。65區(qū)域角速度恒定65本章知識點外部設備的分類及作用。磁表面存儲器的讀/寫過程；磁表面存儲器的技術指標；數(shù)據(jù)磁記錄方式：不歸零－1制（NRZ－1)、調(diào)頻制（FM）、改進調(diào)頻制（MFM）、群碼制（GCR）、游程長度受限碼（RLLC）。硬盤存儲器的種類、硬盤驅動器、硬盤控制器、磁盤陣列存儲器7級方案、磁盤參數(shù)的計算。光盤的種類及盤片結構、光盤讀/寫原理、光盤存儲器的主要性能指標。66本章知識點外部設備的分類及作用。66第7章外部設備7.1外部設備概述7.2磁記錄原理與記錄方式7.3硬磁盤存儲器7.4光盤存儲器67第7章外部設備7.1外部設備概述17.1外部設備概述計算機的外部設備是除主機（CPU與主存儲器）以外的所有硬設備的統(tǒng)稱。7.1.1外部設備的分類按照在計算機組成系統(tǒng)中的功能、用途分五類：輸入設備輸出設備輔助存儲器數(shù)據(jù)通信設備和終端其他廣義外部設備

687.1外部設備概述計算機的外部設備是除主機（CPU與主存輔助存儲器可視為存儲系統(tǒng)的一部分，也可視為外部設備。輔助存儲器用于存儲指令和數(shù)據(jù)。從多級存儲體系的各級分工角度，輔存在功能上是主存的后援和補充，用來存儲需聯(lián)機存儲但暫不運行的程序和數(shù)據(jù)，外存中的程序和數(shù)據(jù)只有在調(diào)入主存后才能被CPU所運行。與主機的連接方式和信息交換方式如同外部設備。

輔助存儲器（磁表面存儲器、光盤存儲器）69輔助存儲器可視為存儲系統(tǒng)的一部分，也可視為外部設備。輔助存7.1.2外部設備的作用人機對話的通道完成數(shù)據(jù)媒體變換的設備計算機系統(tǒng)軟件和信息的駐在地計算機在各領域應用的橋梁707.1.2外部設備的作用人機對話的通道47.2磁記錄原理與記錄方式7.2.1磁表面存儲器的讀/寫磁表面存儲器，是在磁頭和磁記錄介質(zhì)之間有相對運動時，通過一個電磁轉換完成讀寫操作的。軟磁盤存儲器（軟質(zhì)載體）硬磁盤存儲器

（硬質(zhì)載體）磁帶存儲器感應式磁頭檢測磁通量的變化率

磁層、載體MR磁頭

檢測磁通量，利用磁阻效應（磁通量的大小改變檢測元件的電阻值），適合小盤徑下高密度的磁信號檢測。MR磁頭只能做讀出磁頭用，寫入還要用感應式磁頭。

GMR、OAW（光學輔助溫式技術）717.2磁記錄原理與記錄方式7.2.1磁表面存儲器的讀1）寫入過程以電脈沖表示的二進制數(shù)字序列轉換為介質(zhì)表面的磁化單元序列。用于存儲信息的磁性材料是一種具有矩形磁滯回線特性的磁性材料。721）寫入過程以電脈沖表示的二進制數(shù)字序列轉換為介質(zhì)表面的磁化2）讀出過程將介質(zhì)上記錄好的磁化單元序列還原為電脈沖序列的過程。n：磁頭讀出線圈的匝數(shù)Φ：耦合進入磁頭的磁通量l：沿介質(zhì)表面運動的距離v：磁頭和介質(zhì)運動的相對速度732）讀出過程將介質(zhì)上記錄好的磁化單元序列還原為電脈沖序列的過7.2.2磁表面存儲器的技術指標1）存儲密度

常以道密度和位密度來表示，也可用兩者的乘積——面密度來表示。磁盤徑向單位長度上的磁道數(shù)稱為道密度，單位為tpi(道/英寸)。單位長度磁道所能記錄的二進制信息位數(shù)稱為位密度或線密度，單位是bpi(位/英寸)。747.2.2磁表面存儲器的技術指標1）存儲密度

常以道密度2）存儲容量格式化容量按照某種特定的記錄格式所能夠存儲信息的總量，也就是用戶真正可以使用的容量。非格式化容量磁記錄表面可以利用的磁化單元總數(shù)。752）存儲容量93）平均存取時間（平均尋址時間）包括兩個部分：尋道時間：磁頭沿磁盤的徑向運動到目標磁道的時間（又稱驅動定位時間）等待時間：在目標磁道上等待磁盤被讀寫區(qū)段旋轉到磁頭下面的時間在可動頭磁盤驅動器中，磁頭移動一道所需要的最小尋道時間和磁頭移動最大磁道數(shù)所需要的最大尋道時間的平均值稱為平均尋道時間。763）平均存取時間（平均尋址時間）包括兩個部分：10平均存取時間：ts為尋道時間，tw為等待時間77平均存取時間：ts為尋道時間，tw為等待時間114）數(shù)據(jù)傳輸率（傳送速率）單位時間內(nèi)可以向主機傳送數(shù)據(jù)的數(shù)量，用二進制數(shù)的位數(shù)或字節(jié)數(shù)表示。磁盤存儲器的數(shù)據(jù)傳輸率正比于記錄密度和磁盤面通過磁頭縫隙處速度。

Dr=D×υ5）誤碼率784）數(shù)據(jù)傳輸率（傳送速率）127.2.3數(shù)據(jù)磁記錄方式磁記錄方式：是一種編碼方法，即按什么方案，把一連串的二進制信息變換成存儲介質(zhì)磁層中的一個序列的磁化翻轉形式，并且可以容易、可靠地用讀寫控制電路實現(xiàn)這一轉換過程。常用磁記錄方式：

歸零制（RZ)、不歸零制（NRZ)、

不歸零---1制（NRZ---1)、調(diào)相制（PE）、

調(diào)頻制（FM）、改進調(diào)頻制（MFM）、

改進的改進調(diào)頻制（M2FM）

群碼制（GCR）、游程長度受限碼（RLLC）797.2.3數(shù)據(jù)磁記錄方式磁記錄方式：是一種編碼方法，即按不歸零---1制（NRZ---1）在記錄數(shù)據(jù)時，遇到0不翻轉，遇到1就翻轉。80不歸零---1制（NRZ---1）在記錄數(shù)據(jù)時，遇到0不翻①不論記錄0還是記錄1，在兩個數(shù)據(jù)之間的邊界上(即兩個位元的交界面上)，磁頭線圈的電流一定改變一次方向；②在記錄1時磁頭線圈中的電流在整個數(shù)據(jù)位周期中心還要改變一次方向。調(diào)頻制（FM）81①不論記錄0還是記錄1，在兩個數(shù)據(jù)之間的邊界上(即兩個位元的改進調(diào)頻制（MFM）①記錄0信息時，不改變磁頭線圈電流的方向，但是，在連續(xù)兩個0信息之間使磁層翻轉一次；②記錄1信息時，在1信息寬度的中間位置使磁層翻轉。82改進調(diào)頻制（MFM）①記錄0信息時，不改變磁頭線圈電流的方向編碼前的一串數(shù)據(jù)稱為數(shù)據(jù)序列，表示它們的編碼叫記錄序列。GCR（4/5）把數(shù)據(jù)序列中數(shù)據(jù)每4位編成一組，用5位編碼來表示。記錄序列中不會出現(xiàn)3個或更多的連續(xù)“0”。記錄序列按不歸零---1制翻轉。群碼制GCR（4/5）83編碼前的一串數(shù)據(jù)稱為數(shù)據(jù)序列，表示它們的編碼叫記錄序列。群碼游程長度受限碼（RLLC）將計算機輸出的數(shù)據(jù)序列轉換成具有一定磁化翻轉形式的記錄序列稱為編碼，記錄序列中的“0”和“1”的個數(shù)作一定的限制，由此形成了游程長度受限碼(RLLC)理論。連續(xù)N個“1”或“0”構成的數(shù)據(jù)串，稱為長度為N的游程。例如：

10001中“0”的游程長度為3

00110中“1”的游程長度為2RLLC理論的目的是實現(xiàn)高密度存儲和具有較強的自同步能力。84游程長度受限碼（RLLC）將計算機輸出的數(shù)據(jù)序列轉換成具有一7.3硬盤存儲器7.3.1硬盤存儲器的種類根據(jù)磁頭的工作方式分類

固定頭硬盤、活動頭硬盤根據(jù)磁盤是否可換分類

固定盤存儲器、可換盤存儲器采用溫徹斯特(Winchester)技術制成的硬盤，稱為“溫盤”，它是硬盤的第四代產(chǎn)品，是一種活動頭固定盤片的存儲器。硬盤存儲器由硬盤驅動器和硬盤控制器組成。857.3硬盤存儲器7.3.1硬盤存儲器的種類197.3.2硬盤驅動器溫徹斯特技術的關鍵是采用全封閉頭、盤組件，將磁頭、盤片組、定位機構、主軸電機、讀/寫電路組件及位置傳感器等全密封在一個盤盒內(nèi)組成一個整體，該整體統(tǒng)稱為硬盤驅動器。硬盤驅動器的主要組成：

盤片組、磁頭、定位驅動系統(tǒng)、主軸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)867.3.2硬盤驅動器溫徹斯特技術的關鍵是采用全封閉頭、盤1）盤片組保護面保護面磁頭小車帶動讀/寫磁頭沿圓盤片的徑向移動記錄面871）盤片組保護面保護面磁頭小車帶動讀/寫磁頭沿圓盤片的徑向移硬盤的信息分布記錄面（Side）硬盤的每一個記錄盤面有一個面號，在硬盤系統(tǒng)中，盤面號又叫磁頭號。磁道（Track）硬盤在格式化時被劃分成許多同心圓，同心圓軌跡叫做磁道。磁道從外向內(nèi)自0開始順序編號。88硬盤的信息分布22圓柱面（Cylinder）硬盤各記錄盤面相同磁道號的磁道組成的圓柱面。柱面號即對應的磁道號。在一般情況下，硬盤的邏輯盤的容量劃分時，往往用柱面數(shù)而不用磁道數(shù)。分配文件的硬盤空間按柱面順序進行，即某一面的一個磁道用完后轉向下一盤面的同一磁道。89圓柱面（Cylinder）23扇區(qū)（Sector）每一個磁道是一個圓環(huán)，再把該圓環(huán)分成若干等分，每一等分就是磁盤存取數(shù)據(jù)的基本單位，叫做扇區(qū)。容量硬盤的容量由盤面數(shù)、柱面數(shù)和扇區(qū)數(shù)決定，其計算公式為：容量=盤面數(shù)×柱面數(shù)×扇區(qū)數(shù)×512字節(jié)90扇區(qū)（Sector）24磁盤地址驅動器號柱面號(道號)記錄面號(頭號)扇區(qū)號(段號)91磁盤地址252）磁頭定位驅動系統(tǒng)在可動頭磁盤驅動器中，磁頭定位系統(tǒng)驅動磁頭沿磁盤徑向位置運動以尋找目標磁道位置。在磁盤中采用的磁頭定位驅動系統(tǒng)有兩種類型：步進電機驅動和音圈電機驅動。922）磁頭定位驅動系統(tǒng)在可動頭磁盤驅動器中，磁頭定位系統(tǒng)驅動磁音圈電機驅動音圈電機是一種由線圈產(chǎn)生的磁場與固定的磁場發(fā)生作用而動作的電機，它可以直接驅動磁頭作直線運動。定位控制可分粗控和精控兩個階段。粗控是使磁頭小車以最快的速度從現(xiàn)行位置移動到目標位置，磁頭隨之移至目標磁道上，在磁頭移動過程中，利用速度檢測器反饋回來的速度信號，定位系統(tǒng)不斷地修正磁頭移動的速度。精控是當磁頭已移到目標磁道上，但是還沒有到達磁道中心位置時，根據(jù)反饋回來的位置信號，控制磁頭定位在磁道的中心位置上。93音圈電機驅動音圈電機是一種由線圈產(chǎn)生的磁場與固定的磁場發(fā)生作94287.3.3硬盤控制器957.3.3硬盤控制器29磁盤控制器與驅動器之間的任務分工沒有明確的界線，不同的接口標準各自承擔的任務不同。常用的接口標準有IDE和SCSI。除改進型接口標準的向下兼容外，使用不同接口標準的硬盤是不能互換的。96磁盤控制器與驅動器之間的任務分工沒有明確的界線，不同的接口標7.3.4磁盤陣列存儲器磁盤冗余磁盤陣列RAID（RedundantArrayofInexpensiveDisk）

是利用若干個小型硬盤驅動器加上陣列控制器組成一個外存儲子系統(tǒng)，通過多個驅動器的并行處理、獨立存取及增加數(shù)據(jù)的冗余來提高總體的性能和可靠性。設計磁盤陣列存儲器在工業(yè)上通過一個稱為RAID的標準方案。RAID方案分為7級（RAID0級---RAID6級）級不是簡單的層次關系，而是表示不同的設計結構。977.3.4磁盤陣列存儲器磁盤冗余磁盤陣列RAID（Red把一個文件的數(shù)據(jù)分成容量相等的“塊”，每一塊交替地分別寫到不同的物理磁盤的幾個扇區(qū)中去，這種處理叫數(shù)據(jù)散放（條帶化）。1）RAID0級----條帶化、無冗余98把一個文件的數(shù)據(jù)分成容量相等的“塊”，每一塊交替地分別寫到不優(yōu)點使幾個磁盤合起來有單機容量的N倍，讓多個物理磁盤并發(fā)讀寫，提高數(shù)據(jù)輸入/輸出的吞吐率。缺點沒有采取任何容錯措施，無容錯能力。99優(yōu)點332）RAID1級----條帶化、鏡像把相同的數(shù)據(jù)寫到配對使用的兩個磁盤中去，稱磁盤鏡像。寫操作是對兩個磁盤同時進行的，不會降低寫入速度；讀出時可由包含請求數(shù)據(jù)的兩個磁盤中的某一個提供；當一個磁盤損壞時從第2個磁盤讀取。1002）RAID1級----條帶化、鏡像把相同的數(shù)據(jù)寫到配對使用優(yōu)點當一個磁盤損壞時仍能從第2個磁盤讀取數(shù)據(jù)。缺點鏡像磁盤總存儲容量的有效利用率只有50%。101優(yōu)點353）RAID2級----并行處理、位交叉海明校驗采用小數(shù)據(jù)條帶，一般為位或一個字節(jié)或一個字。并行處理：當并行存取陣列時，所有磁盤成員都參加每一個I/O請求的執(zhí)行，各驅動器的軸是同步旋轉的，每個磁頭在任務時刻都在同一位置。并行處理適用于高速數(shù)據(jù)傳輸。b0b1b2b3f0(b)f1(b)f2(b)1023）RAID2級----并行處理、位交叉海明校驗采用小數(shù)據(jù)條通過各個數(shù)據(jù)盤上的相應位計算校驗碼，編碼位存儲在多個校驗盤的對應位。設陣列內(nèi)有G個數(shù)據(jù)盤則所需校驗盤數(shù)C需滿足：2C≥G+C+1

例如G=4，則C=3。由于需要多個校驗盤，RAID2容量利用率不高，且系統(tǒng)較復雜。103通過各個數(shù)據(jù)盤上的相應位計算校驗碼，編碼位存儲在多個校驗盤的4）RAID3級----并行處理、位交叉奇偶校驗與RAID2不同的是不用海明碼而用奇偶糾錯，只用一個校驗盤。通過各個數(shù)據(jù)盤上的相應位計算奇偶校驗位寫到冗余盤上。b0b1b2b3p(b)1044）RAID3級----并行處理、位交叉奇偶校驗與RAID2當某一驅動器損壞替換一新驅動器時可以重構數(shù)據(jù)恢復操作。X4(I)=X3(I)⊕X2(I)⊕X1(I)⊕X0(I)X4(I)⊕X1(I)⊕X4(I)=X3(I)⊕X2(I)⊕X1(I)⊕X0(I)⊕X1(I)⊕X4(I)X1(I)=X4(I)⊕X3(I)⊕X2(I)⊕X0(I)105當某一驅動器損壞替換一新驅動器時可以重構數(shù)據(jù)恢復操作。395）RAID4級----獨立存取、塊交叉奇偶校驗采用較大數(shù)據(jù)條帶，在扇區(qū)級進行數(shù)據(jù)交叉。獨立存?。宏嚵兄忻總€磁盤成員的操作是獨立的，各個I/O請求能夠并行處理。更適用于高速I/O請求的應用。通過各個數(shù)據(jù)盤上的相應條帶來逐位計算它們的奇偶校驗值，最終形成一個由奇偶校驗值組成的條帶寫入校驗磁盤。N個數(shù)據(jù)盤只需一個校驗磁盤。1065）RAID4級----獨立存取、塊交叉奇偶校驗采用較大數(shù)據(jù)優(yōu)點提供了容錯能力，即N+1個磁盤中的任何一個出現(xiàn)故障，都不會造成丟失數(shù)據(jù)的問題；存儲容量的有效利用率為N/(N+1)。缺點每一次寫操作必然涉及到校驗磁盤，因此它成為一個瓶頸。107優(yōu)點41對于寫操作只在一個條帶上運行需要進行讀—修改—寫。例如：寫操作只在X1盤的一個條帶上。X4(I)=X3(I)⊕X2(I)⊕X1(I)⊕X0(I)X’4(I)=X3(I)⊕X2(I)⊕X1’(I)⊕X0(I)=X3(I)⊕X2(I)⊕X1’(I)⊕X0(I)⊕X1(I)⊕X1(I)=X4(I)⊕X1’(I)⊕X1(I)塊4塊5塊6塊7p(4-7)塊0塊1塊2塊3P(0-3)108對于寫操作只在一個條帶上運行需要進行讀—修改—寫。例如：寫操6）RAID5級----獨立存取、塊交叉分布奇偶校驗對RAID4的改進，不再區(qū)分N個存儲數(shù)據(jù)的磁盤和另外一個專用的奇偶校驗磁盤，把N+1個磁盤同等對待，都用于存放數(shù)據(jù)和奇偶校驗信息，在同一個物理盤中，數(shù)據(jù)和奇偶校驗信息是以不同條帶的形式體現(xiàn)出來的，這稱為分布式數(shù)據(jù)保護。塊4塊5塊6p(4-7)塊0塊1塊2塊3P(0-3)塊7塊8塊9塊10塊11p(8-11)1096）RAID5級----獨立存取、塊交叉分布奇偶校驗對RAI7）RAID6級----獨立存取、塊交叉雙分布奇偶校驗與RAID5不同的是有雙維奇偶校驗，有兩個校驗盤，可糾正2個盤同時出錯的情況。每次寫操作需要對三個驅動器（一個數(shù)據(jù)盤、二個校驗盤）訪問兩次。塊4塊5塊6p(4-7)塊0塊1塊2塊3P(0-3)塊7塊8塊9塊10塊11p(8-11)Q(0-3)Q(4-7)Q(8-11)1107）RAID6級----獨立存取、塊交叉雙分布奇偶校驗與RA7.3.5磁盤參數(shù)的計算例1：設有一個盤面直徑為18in的磁盤組，有20個記錄面，每面有5in的區(qū)域用于記錄信息，道密度為100TPI，最大位密度為1000bpi，轉速為2400r/min，道間移動時間為0.2ms，試計算該盤組的容量、數(shù)據(jù)傳送率和平均存取時間。解：每一個記錄面的磁道數(shù)：

N=5in*100道/in=500道

最內(nèi)圈磁道的周長：

L=*（18-2*5）in=25.12in

該盤組的容量(非格式化)

=最大位密度*最內(nèi)圈磁道的周長*總磁道數(shù)=1000b/in*25.12in/道*500*20=251.2*106b1117.3.5磁盤參數(shù)的計算例1：設有一個盤面直徑為18in磁盤轉一周的時間：

t=1/2400*60=25（ms）

數(shù)據(jù)傳送率：

Dr=每一道的容量/轉一周的時間

=1000*25.12/25*103

=1.0048*106(b/s)=0.1256(MB/s)平均存取時間：

Ta=(0+0.2*499)/2+(0+25)/2=60(ms)112磁盤轉一周的時間：

t=1/2400*60=25（ms）

數(shù)例2：設某磁盤有兩個記錄面，存儲區(qū)內(nèi)直徑為2.36in，外直徑為5in，道密度為1250TPI，內(nèi)直徑處的位密度為52400bpi，轉速為2400rpm。求：

1）每面有多少磁道，每磁道能存儲多少字節(jié)？

2）數(shù)據(jù)傳輸率是多少？

3）設尋道時間在10ms到40ms之間，在一個磁道上寫上8KB數(shù)據(jù)，平均需要多少時間？解：1）Dcylinder=1250TPI，Dbit=52400bpi，

Dimi=2.36in，Dimo=5in

每一個記錄面的磁道數(shù)：

N=Dcylindet*（Dimo-Dimi）/2=1650

每道存儲字節(jié)數(shù)：

Num=2Ri*Dbit=*Dimi*Dbit/8=48562字節(jié)113例2：設某磁盤有兩個記錄面，存儲區(qū)內(nèi)直徑為2.36in，外直2）n=2400rpm=2400/60，

數(shù)據(jù)傳輸率：

Dr=n*Num=2400/60*485621.94（MB/s）3）平均需要時間：

Ta=Ts+Tw+Tread

=(10+40)/2+[1/（2400/60）*0.5+(8*1024)/(1.94*106)]*103

=41.7ms1142）n=2400rpm=2400/60，

數(shù)據(jù)傳輸率：

Dr7.4光盤存儲器光盤存儲器是從激光視頻唱片(VD)和激光數(shù)字音頻唱片(CD)基礎上發(fā)展起來的，它采用了光學存儲技術，用光學原理讀寫信息。光盤存儲器的記錄密度高、存儲容量大且可靠性高。1157.4光盤存儲器光盤存儲器是從激光視頻唱片(VD)和激光數(shù)7.4.1光盤的種類及盤片結構1）光盤的種類根據(jù)性能和用途不同可分為：只讀型光盤(CD-ROM)只寫一次型光盤(WORM)可擦寫光盤(Rewriteable)CD-R、CD-RW可擦寫型光盤主要包括相變型和光磁型。DVD-RAM是一種采用相變技術實現(xiàn)可反復重寫（擦寫）型DVD光盤存儲器

光磁盤（MO）1167.4.1光盤的種類及盤片結構1）光盤的種類CD-R、C2）光盤盤片圓盤狀的基體采用樹酯制成光盤盤片分為三層結構鋁膜（鋁質(zhì)反射層鍍有記錄介質(zhì)）上燒有凹坑，表示二進制1信息。1172）光盤盤片圓盤狀的基體采用樹酯制成光盤盤片分為三層結構鋁膜光盤存儲器的數(shù)據(jù)記錄格式與磁盤相近。按盤面徑向劃分若干光道，每道在圓周方向劃分成若干扇區(qū)。磁盤：同心環(huán)磁道結構每扇區(qū)數(shù)據(jù)區(qū)通常是512字節(jié)光盤：螺旋型光道結構光盤每扇區(qū)數(shù)據(jù)區(qū)?？晒潭?048字節(jié)地址信息以分：秒：分秒的格式來表示光盤光道的起止點從內(nèi)到外118光盤存儲器的數(shù)據(jù)記錄格式與磁盤相近。磁盤：光盤：527.4.2光盤讀/寫原理1）形變型光盤（只寫一次型）寫入：光斑照射在光盤記錄薄膜上，使照射區(qū)加熱、熔化并蒸發(fā)，在記錄介質(zhì)上留下一個小凹坑，即記錄了一個1信息；寫0時不發(fā)激光束，不形成光斑，因而記錄介質(zhì)上不出現(xiàn)小坑。讀出：激光器輸出低功率的讀出光束，該光束經(jīng)光學系統(tǒng)處理形成光斑掃描光盤片，由于功率小，不會使被照射的記錄介質(zhì)發(fā)生形變。當光斑照射到凹坑時，光束直接射向反射層，產(chǎn)生強反射光。反射光經(jīng)光學系統(tǒng)處理后與入射光分離，再經(jīng)數(shù)據(jù)光檢測器轉換為1信息。當光斑照射到無凹坑處時，因記錄層存在，所產(chǎn)生的反射光較弱，經(jīng)光檢測轉換為0信息。1197.4.2光盤讀/寫原理1）形變型光盤（只寫一次型）532）相變型光盤相變型光盤是利用晶相結構的可逆性變化而制成的一種可改定型光盤。