ch存儲系統(tǒng)實用

會計學1ch存儲系統(tǒng)實用計算機組成原理

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Outline存儲器概述主存儲器高速緩沖存儲器外存儲器虛擬存儲器存儲保護第1頁/共104頁計算機組成原理

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4.3

高速緩沖存儲器Cache基本原理相聯(lián)存儲器主存與Cache的地址映射替換策略與寫操作策略Cache實際應用第2頁/共104頁計算機組成原理

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程序局部性程序局部性的實質(zhì)是程序在某段時間內(nèi)僅需要訪問內(nèi)存很小一部分空間。第3頁/共104頁計算機組成原理

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cache基本思想在處理器附近增加一個小容量快速存儲器(cache)Cache中存放內(nèi)存中經(jīng)常被訪問的數(shù)據(jù)當程序訪問內(nèi)存時，我們希望被訪問數(shù)據(jù)存放在cache中如何使得經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)存放在Cache中,Cache調(diào)度算法第4頁/共104頁計算機組成原理

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KeyProblems如何判斷一個數(shù)據(jù)在cache中數(shù)據(jù)查找DataIdentification如需訪問的數(shù)據(jù)在cache中，存放在什么地方地址映射AddressMappingCache滿了以后如何處理替換策略PlacementPolicy如何保證cache與memory的一致性寫入策略WritePolicy第5頁/共104頁計算機組成原理

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Cache命中率Nc表示Cache完成存取訪問的總次數(shù)Nm表示主存完成存取訪問的總次數(shù)Cache命中率hh=Nc/(Nc+Nm)tc表示命中Cache時的訪問時間tm表示命中主存時的訪問時間ta平均訪問時間

ta=htc+(1-h)tm第6頁/共104頁計算機組成原理

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Cache命中率

ta=htc+(1-h)tm影響命中率的幾個因素程序行為（局部性）

cache容量組織方式塊大小有關第7頁/共104頁計算機組成原理

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4.3

高速緩沖存儲器Cache基本原理相聯(lián)存儲器主存與Cache的地址映射替換策略與寫操作策略Cache實際應用第8頁/共104頁計算機組成原理

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KeyProblems如何判斷一個數(shù)據(jù)在cache中數(shù)據(jù)查找DataIdentification如需訪問的數(shù)據(jù)在cache中，存放在什么地方地址映射AddressMappingCache滿了以后如何處理替換策略PlacementPolicy如何保證cache與memory的一致性寫入策略WritePolicy第9頁/共104頁計算機組成原理

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相聯(lián)存儲器associativememory

按內(nèi)容進行訪問的存儲器物理地址工號姓名出生年月工資數(shù)N001張帥1976/74000N+1021李猛1978/92000N+2023郝牛1977/63000主存塊號Cache地址001000010000210000101002300001001（Key,DATA）

將所存內(nèi)容的一部分作為檢索項（關鍵字）去檢索存儲器，并將存儲器中與檢索項符合的存儲單元內(nèi)容進行讀出或?qū)懭?，簡單的說，可以用存儲內(nèi)容作為地址訪問的存儲器稱為相聯(lián)存儲器第10頁/共104頁計算機組成原理

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相聯(lián)存儲器——框圖比較線路譯碼選擇電路代碼寄存器符合寄存器……………12m3檢索寄存器屏蔽寄存器存儲體第11頁/共104頁計算機組成原理

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相聯(lián)存儲器的應用虛擬存儲器中存放段表、頁表高速緩沖存儲器中用于存放塊表cache的塊地址,主存塊地址對應表第12頁/共104頁計算機組成原理

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cache基本組織方式cache由速度較快的SRAM構成cache與主存之間以數(shù)據(jù)塊為單位交換數(shù)據(jù)cache分為若干數(shù)據(jù)塊，塊大小固定每個數(shù)據(jù)塊包括若干字節(jié)相聯(lián)存儲器存放已調(diào)入cache的數(shù)據(jù)塊地址故相聯(lián)存儲器的字數(shù)與cache塊數(shù)相等cpu給出的地址如與相聯(lián)存儲器中某個單元相同，表示數(shù)據(jù)命中，否則缺失第13頁/共104頁計算機組成原理

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cache結構原理圖相聯(lián)存儲器快存地址總線Cache數(shù)據(jù)總線CPU主存命中未命中管理邏輯第14頁/共104頁計算機組成原理

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cache系統(tǒng)讀過程CPU給出內(nèi)存地址利用該地址為關鍵字查找相聯(lián)存儲器如命中表明數(shù)據(jù)在cache中，訪問cache讀出數(shù)據(jù)否則表示數(shù)據(jù)缺失直接訪問主存同時將數(shù)據(jù)調(diào)入cache更新相聯(lián)存儲器，記錄當前數(shù)據(jù)塊地址便于下次訪問第15頁/共104頁計算機組成原理

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cache系統(tǒng)寫過程CPU給出內(nèi)存地址利用該地址為關鍵字查找相聯(lián)存儲器如命中表明數(shù)據(jù)在cache中，將數(shù)據(jù)寫入cache如未命中將數(shù)據(jù)寫入cache，如cache已滿，需要淘汰相關數(shù)據(jù)出cache最后根據(jù)不同寫操作策略決定是否寫入主存第16頁/共104頁計算機組成原理

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KeyProblems如何判斷一個數(shù)據(jù)在cache中數(shù)據(jù)查找DataIdentification如需訪問的數(shù)據(jù)在cache中，存放在什么地方地址映射AddressMappingCache滿了以后如何處理替換策略PlacementPolicy如何保證cache與memory的一致性寫入策略WritePolicy第17頁/共104頁計算機組成原理

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塊地址與塊內(nèi)地址11位4位主存8位4位CacheA11A10塊地址A14A13A3A2A1A0…塊地址A5A4A3A2A1A0A5A4塊內(nèi)地址塊內(nèi)地址…相聯(lián)存儲器包含多少個存儲單元？第18頁/共104頁計算機組成原理

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4.3

高速緩沖存儲器Cache基本原理相聯(lián)存儲器主存與Cache的地址映射替換策略與寫操作策略Cache實際應用第19頁/共104頁計算機組成原理

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主存與cache的地址映射第0塊第0塊第1塊…第n-1塊………第m-1塊L0L1…Ln-1Cache主存………

如何進行地址映射???第20頁/共104頁計算機組成原理

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主存與cache地址映射關系利用某種方法或者規(guī)則將主存塊定位到cache，稱為地址映射直接相聯(lián)(directmapped)

全相聯(lián)(fully-associated)

組相聯(lián)(set-associated)第21頁/共104頁第0塊Cache直接相聯(lián)映射第0塊第0區(qū)第m區(qū)第1塊…第n-1塊第n塊第n+1塊…第2n-1塊第2n塊……第3n-1塊第mn塊第mn+1塊第mn+2塊第(m+1)n-1塊Tag0Tag1…Tagn-1Cache主存……第1區(qū)第2區(qū)主存分割成若干個與cache大小相同的區(qū)Cache塊號i,共n塊，主存塊號ji=jmodn第22頁/共104頁8位4位A11A10A3A2A1A0A5A4區(qū)地址塊地址塊內(nèi)地址A14A14A123位第0塊第0塊第0區(qū)第m區(qū)第1塊…第n-1塊第n塊第n+1塊…第2n-1塊第2n塊……第3n-1塊第mn塊第mn+1塊第mn+2塊第(m+1)n-1塊Tag0Tag1…Tagn-1Cache主存………第1區(qū)第2區(qū)第23頁/共104頁第0塊Cache直接相聯(lián)映射第0塊第0區(qū)第m區(qū)第1塊…第n-1塊第n塊第n+1塊…第2n-1塊第2n塊……第3n-1塊第mn塊第mn+1塊第mn+2塊第(m+1)n-1塊Tag0Tag1…Tagn-1Cache主存………第1區(qū)第2區(qū)主存分割成若干個與cache大小相同的區(qū)塊號區(qū)號字地址比較器&&命中未命中第24頁/共104頁計算機組成原理

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應用場合塊映射速度快，一對一映射，無須查表cache容易沖突，cache利用率低命中率低相應的淘汰算法簡單第25頁/共104頁計算機組成原理

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Cache全相聯(lián)映射第0塊第0塊第1塊…第n-1塊………L0L1…Ln-1Cache主存………主存中任何一塊均可定位于Cache中的任意一塊,可提高命中率，但是硬件開銷增加第26頁/共104頁計算機組成原理

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Cache全相聯(lián)映射第0塊第0塊第1塊…第n-1塊………L0L1…Ln-1塊表主存………塊號字地址&&命中未命中Cache比較器第27頁/共104頁計算機組成原理

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cache全相聯(lián)映射地址變換…相聯(lián)存儲器主存塊號Cache塊號塊號比較快存主存主存地址未命中塊表命中Cache地址主存塊號CPU塊內(nèi)地址塊內(nèi)地址第28頁/共104頁計算機組成原理

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應用場合可靈活的進行塊的映射，一對多映射cache全部裝滿后才會出現(xiàn)塊沖突塊沖突的概率低，cache利用率高命中率高相應的淘汰算法復雜第29頁/共104頁第0塊Cache組相聯(lián)映射第0組第0塊第1塊…第n塊第n+1塊2n第2n+1塊……第(m+1)n-1塊L0L1…Cache主存……第1組組0組1第0區(qū)第2組第3組第1區(qū)第m區(qū)Cache分u組，每組n塊主存塊組號j，塊號k，j=k/n

主存對應cache組號q,主存分割成若干個與cache大小相同的區(qū),Cache再分割成若干組q=jmodu第30頁/共104頁計算機組成原理

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組地址直接映射（快速定位相聯(lián)存儲器）塊地址全相聯(lián)映射（提高cache命中率）第31頁/共104頁計算機組成原理

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Cache組相聯(lián)映射地址變換第32頁/共104頁計算機組成原理

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應用場合容量小的cache可采用全相聯(lián)映射方式或者組相聯(lián)映射方式PentiumCPUL1L2cache容量大的可采用直接映射方式。這種方式查找速度快，但命中率相對前者低，但cache容量大可提高命中率塊設備緩存第33頁/共104頁計算機組成原理

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Cache直接相聯(lián)映射載入過程222622261641618載入載入命中命中載入載入命中替換t22222626222622262216262226221622160123456741618第34頁/共104頁計算機組成原理

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Cache全相聯(lián)映射載入過程222622261641618載入載入命中命中載入載入命中載入t222226222622262226222616222616416261641601234567418第35頁/共104頁計算機組成原理

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Cache組相聯(lián)映射載入過程222622261641618載入載入命中命中載入載入命中載入t222226262226222622261622261622426162241601234567418第36頁/共104頁計算機組成原理

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4.3

高速緩沖存儲器Cache基本原理相聯(lián)存儲器主存與Cache的地址映射替換策略與寫操作策略Cache實際應用第37頁/共104頁計算機組成原理

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替換策略與寫操作策略替換策略：先進先出法最近最不經(jīng)常使用方法---LFU近期最少使用法---LRU隨機替換法第38頁/共104頁計算機組成原理

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Cache先進先出替換策略(FIFO)2211221971643載入載入命中載入載入替換替換替換t01232222112211192211197164197716161171911222222111943第39頁/共104頁計算機組成原理

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Cache最不經(jīng)常使用算法(LFU)22112219111643載入載入命中載入命中載入替換替換t01232202211221111922111119222111416111162221111619112222122111194322命中221111619222第40頁/共104頁計算機組成原理

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Cache近期最久未使用算法(LRU)2211221971643載入載入命中載入載入替換替換替換t01232202211102221131912231119271411621973701602216172193111222202211121904030第41頁/共104頁計算機組成原理

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第0塊Cache全相聯(lián)映射寫命中第0塊第1塊23456789…126395Cache主存……126塊=126字地址=1比較器命中輸入輸出寄存器輸入輸出寄存器全寫法(writethrough)寫回法(writeback)126第42頁/共104頁計算機組成原理

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全寫法寫回法寫一次法第43頁/共104頁計算機組成原理

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第0塊Cache全相聯(lián)映射寫失效第0塊第1塊23456789…1395Cache主存……126塊=126字地址=1比較器未命中輸入輸出寄存器126WTWAWTNWA第44頁/共104頁計算機組成原理

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Cache對存儲系統(tǒng)性能的影響對讀操作的影響利用時間局部性，將剛剛訪問的數(shù)據(jù)調(diào)度到cache中，提高命中率，利用空間局部性，采取預讀的方式，將相鄰的數(shù)據(jù)調(diào)度到cache中，提高命中率對寫操作的影響采取寫回的方式提高寫速度第45頁/共104頁計算機組成原理

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cache的命中率與cache容量的關系第46頁/共104頁計算機組成原理

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4.3

高速緩沖存儲器Cache基本原理相聯(lián)存儲器主存與Cache的地址映射替換策略與寫操作策略Cache實際應用第47頁/共104頁計算機組成原理

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cache實際應用塊設備緩存硬盤緩存webcache第48頁/共104頁計算機組成原理

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4.4外存儲器磁表面存儲器原理硬盤存儲器磁帶存儲器光盤存儲器第49頁/共104頁計算機組成原理

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磁表面存儲器原理磁記錄讀/寫原理記錄方式第50頁/共104頁計算機組成原理

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磁記錄原理將磁性材料薄薄的涂在金屬或者塑料表面作載磁體來存儲信息的方式稱為磁表面存儲大多數(shù)外存儲器均采用磁記錄原理磁鼓、軟磁盤、硬磁盤、磁帶

第51頁/共104頁計算機組成原理

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磁記錄特點存儲容量大，位價格低記錄介質(zhì)可重復使用記錄信息可長期保存非破壞性讀出采用機械裝置，機械結構復雜存取速度慢對工作環(huán)境要求高第52頁/共104頁計算機組成原理

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磁性材料物理特性B---磁感應強度H---外加磁場強度I----電流磁性材料被磁化后，工作點總在磁滯回線上。剩磁狀態(tài)+Br,－Br。矩形磁滯回線Br較大容易讀出，矯頑力Hc較小容易磁化，易于寫入信息第53頁/共104頁計算機組成原理

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磁記錄讀寫原理

磁頭：軟磁材料做鐵芯，其上繞有讀寫線圈的電磁鐵利用磁性材料剩磁的兩種磁化方向

(S-N或N-S)表示二進制數(shù)據(jù)“0”和“1”。第54頁/共104頁計算機組成原理

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磁表面存儲器存儲原理電磁變換，利用磁頭寫線圈中的脈沖電流，將數(shù)值轉(zhuǎn)換成磁層存儲單元中的不同剩磁狀態(tài)。利用磁電變化，通過磁頭讀出線圈，將存儲單元的剩磁狀態(tài)轉(zhuǎn)換為電信號輸出。第55頁/共104頁計算機組成原理

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記錄方式形成不同寫入電流的方式稱為記錄方式不歸零制（NRZ0）見“1”就翻不歸零制（NRZ1）調(diào)相制（PM）調(diào)頻制（FM）改進調(diào)頻制（MFM）第56頁/共104頁計算機組成原理

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不歸零制NRZ(NotReturnZero)數(shù)據(jù)序列10001110NRZ0NRZ1第57頁/共104頁計算機組成原理

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數(shù)據(jù)序列10001110PMFMMFM調(diào)相制、調(diào)頻制第58頁/共104頁10001110數(shù)據(jù)序列NRZ0NRZ1PMFMMFM磁記錄方式編碼效率：每次磁化方向變化所存取的數(shù)據(jù)的多少（位密度/最大磁化翻轉(zhuǎn)密度）自同步能力：從讀出數(shù)據(jù)中自動提取同步信號的能力（R=最大磁化翻轉(zhuǎn)間隔/最小磁化翻轉(zhuǎn)間隔）第59頁/共104頁計算機組成原理

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硬盤存儲器硬盤基本組成硬盤數(shù)據(jù)信息分布硬盤讀寫過程第60頁/共104頁計算機組成原理

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硬盤基本組成盤片組主軸驅(qū)動機構磁頭磁頭驅(qū)動定位機構讀寫電路接口及控制電路第61頁/共104頁計算機組成原理

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硬盤存儲器基本組成第62頁/共104頁計算機組成原理

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Disk基本結構若干盤片，每個盤片2面磁道（Track）扇區(qū)（Sector）spindlesurfacetrackstrackksectorsgaps第63頁/共104頁計算機組成原理

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Disk運動恒速旋轉(zhuǎn)spindle第64頁/共104頁計算機組成原理

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多盤片結構armspindle第65頁/共104頁計算機組成原理

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磁盤信息編址和記錄格式盤面號，以區(qū)分要訪問的是哪個記錄面。軟盤只有兩個記錄面，若是磁盤組，則有若干個記錄面。所有記錄面上半徑相等的磁道的集合稱為圓柱面Cylinder。一個磁盤組的圓柱面數(shù)等于其中一個記錄面上的磁道數(shù)。一臺主機如果配有幾臺磁盤驅(qū)動器，則還要給它們編號，以區(qū)分是哪臺磁盤機工作。因此磁盤地址格式為：

驅(qū)動器號盤面號柱面號扇區(qū)號第66頁/共104頁計算機組成原理

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多盤片結構surface0surface1surface2surface3surface4surface5cylinderkspindleplatter0platter1platter2第67頁/共104頁計算機組成原理

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InventionofHDD:19565Mbytes,24disks,2kbits/in250YearsLater10Gbytesontwo1-inchdisks300Gbits/inch2

AreaDensityincreasedby150,000,000第68頁/共104頁計算機組成原理

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第69頁/共104頁計算機組成原理

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硬盤存儲器技術指標存儲容量(1GB=106byte)存儲密度平均存取時間第70頁/共104頁計算機組成原理

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存儲密度

磁盤單位面積上所能存儲的二進制信息量道密度是沿磁盤半徑方向單位長度上的磁道數(shù)，單位為道／英寸(TPI)

位密度是磁道單位長度上記錄的二進制代碼的位數(shù)，單位是位／英寸(BPI)面密度：道密度×位密度

第71頁/共104頁計算機組成原理

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數(shù)據(jù)傳輸率byte/s。數(shù)據(jù)傳輸速率:單位時間從磁盤讀/寫信息的數(shù)量

設某磁盤的位密度為Mb／英寸，轉(zhuǎn)速（線速度）為V英寸/s，則該盤的數(shù)據(jù)傳輸速率為MVb／s。若轉(zhuǎn)速為m轉(zhuǎn)/s,每條磁道的容量為n字節(jié)，則數(shù)據(jù)傳輸率為mn字節(jié)/s。讀寫磁頭定位之后，可以根據(jù)磁盤的轉(zhuǎn)速與存儲密度來決定信息的傳輸速率。第72頁/共104頁計算機組成原理

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平均存取時間存取時間:從發(fā)出磁盤讀寫命令起，磁頭從當前位置移動到指定的記錄位置，并開始讀寫操作所需時間。尋道時間ts:

將磁頭定位到指定磁道上所需的時間等待時間tr（旋轉(zhuǎn)延時）:找到指定道后至指定的記錄旋轉(zhuǎn)至磁頭下的時間，ts和tr都是隨機變化的，所以往往用平均值表示。Tavg

rotation=1/2xr/RPMsx60sec/1min平均存取時間

Taccess=Tavg

seek+Tavg

rotation第73頁/共104頁1．某磁盤組共有8個記錄面。盤面存儲區(qū)內(nèi)徑2英寸,外徑8英寸，道密度為100TPI，最內(nèi)磁道上的位密度為5000BPI，轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，平均找道時間為10ms。問：

1)平均存取時間是多少？2）共有多少圓柱面？

3）總存儲容量是多少？4）數(shù)據(jù)傳輸率是多少？解：

1）平均存取時間=平均找道時間+平均等待時間平均等待時間=（1/3000×60）/2=10ms

平均存取時間=10ms+10ms=20ms2)圓柱面數(shù)=有效存儲區(qū)域長度×道密度＝（（8－2）/2）×100道=300道

3）總存儲容量=磁道長度×位密度×柱面數(shù)×盤面數(shù)＝3.14×2×1×5000×300×8=75.36(MB)4)數(shù)據(jù)傳輸率=位密度×周長×轉(zhuǎn)速＝5000×3.14×2×(3000/60)=2.5(MB/s)第74頁/共104頁2．某磁盤存儲器轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)／分，共有4個記錄面，每道記錄信息為12288B，最小磁道直徑為230mrn，共有275道．問：（1）磁盤存儲器的存儲容量是多少？（2）最高位密度與最低位密度是多少？（3）磁盤數(shù)據(jù)傳輸率是多少？（4）平均等待時間是多少？（5）給出一個磁盤地址格式方案．1）存儲容量＝磁道數(shù)*磁道容量

2)位密度＝磁道容量/磁道長度

3）數(shù)據(jù)傳輸率＝道容量×轉(zhuǎn)速

4)平均等待時間＝轉(zhuǎn)半圈的時間

驅(qū)動器號盤面號磁道號扇區(qū)號第75頁/共104頁3．已知某磁盤存儲器轉(zhuǎn)速為2400轉(zhuǎn)／分，每個記錄面道數(shù)為200道，平均找道時間為60ms，每道存儲容量為96Kbit，求磁盤平均存取時間與數(shù)據(jù)傳輸率．1）平均存取時間＝尋道時間＋平均等待時間＝60ms+1/(2400/60*1000)/22）數(shù)據(jù)傳輸率＝道容量×轉(zhuǎn)速＝96/8*1000×2400/60

第76頁/共104頁計算機組成原理

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磁帶存儲器螺旋掃描技術線性記錄技術LTO技術(線性螺旋技術)第77頁/共104頁計算機組成原理

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光盤存儲器采用聚焦激光束在盤式介質(zhì)上非接觸的記錄高密度信息，以介質(zhì)材料的光學性質(zhì)（反射率、偏振方向）的變化表示‘0’和‘1’只讀型光盤（CD－ROM）寫一次型光盤重寫型光盤（REWRITE）

第78頁/共104頁計算機組成原理

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光記錄基本原理數(shù)據(jù)表示利用材料的凹凸坑點表示0/1利用材料的晶態(tài)以及非晶態(tài)表示0/1利用磁性材料的磁化方向表示0/1數(shù)據(jù)寫入利用激光燒刻利用激光加熱后冷卻改變晶態(tài)利用激光加熱幫助磁化(熱輔磁)第79頁/共104頁計算機組成原理

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數(shù)據(jù)讀出根據(jù)反射光強度判斷0/1根據(jù)磁光克爾效應判斷偏振光的旋轉(zhuǎn)第80頁/共104頁計算機組成原理

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只讀型光盤利用母盤大批量重壓制作出來的光盤。CD-DA數(shù)字唱盤，記錄數(shù)字化信息，74分鐘數(shù)字立體聲信息VCD記錄數(shù)字視頻和音頻信息，74分鐘MPEG1視頻DVD單面4.7GB，135分鐘MPEG-2CD-ROM第81頁/共104頁計算機組成原理

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CD-DACompactDiscDigitalAudio一般的音樂CD，是CD系列的始祖，Philips和Sony于1980年發(fā)表著名的紅皮書。該種光盤產(chǎn)品主要用于音樂儲存，由于具有高品質(zhì)的數(shù)字音質(zhì)，該產(chǎn)品數(shù)年之內(nèi)即風行世界，并衍生后續(xù)各種CD光盤產(chǎn)品。第82頁/共104頁計算機組成原理

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CD-ROM

CDReadOnlyMemory1985年Philips和Sony發(fā)表黃皮書，定義了儲存計算機數(shù)據(jù)、圖形、聲音及動畫檔案的規(guī)格，而為了往后能儲存更復雜的數(shù)據(jù)，同時也規(guī)范了控制訊號，數(shù)據(jù)偵錯、數(shù)據(jù)校正、扇區(qū)大小。CD自此進入了計算機記憶媒體的領域，CD-ROM可提供650MB，當時硬盤最大容量為850MB。第83頁/共104頁計算機組成原理

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CD-I

CD-Interactive黃皮書之后，Philips和Sony針對消費電子市場，推出了綠皮書定義多媒體CD的規(guī)格及相關的硬件規(guī)格(指搭配MPEG;MovingPictureExpertsGroup)，提供了一種交互式的媒體給使用者，其最大的特色就是能同步播放聲音、影像、與其它數(shù)據(jù)(例如文字)，也就是具備了播放電影的能力，自此使光盤進入娛樂媒體的領域。第84頁/共104頁計算機組成原理

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VideoCD白皮書定義了CD-I的應用規(guī)格，CD-IBridge，即所謂的VideoCD，Philips、Sony、JVC、Matsushita共同開發(fā)VideoCD儲存的是以MPEG-1規(guī)格壓縮之全屏幕全動態(tài)影像，整張VideoCD可存放74分鐘的影音資料。第85頁/共104頁計算機組成原理

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可寫一次型光盤CD-R利用激光在CD-R有機染料記錄面直接加熱而燒出坑(Pit)或是使有機染料曾發(fā)生化學性退化(Degrade)，總之就改變有機染料記錄面對光的反射率。當光驅(qū)較低功率的激光讀到坑(Pit)

和原來的表面不同的反射率，被燒出坑(Pit)

的地方它會吸收部分的激光，而原來的表面不吸收而反射激光，光驅(qū)將不同的反射結果轉(zhuǎn)換成對應的數(shù)據(jù)第86頁/共104頁計算機組成原理

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可重寫型光盤可重寫入型指光盤片可無限次的重復寫入，將舊數(shù)據(jù)洗掉，重新寫上新數(shù)據(jù)磁光盤CD-MO(Magneto-Optical)相變盤PD(Phase-changeDual)CD-RW(Rewritable)第87頁/共104頁計算機組成原理

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MO磁光盤CD-MO為磁光式光盤，推出時被預測將取代硬盤，但由于存取時間較長，因此在功能上一直無法超越硬盤，存取方式和一般的CD-ROM不同，無法和其它的光盤系統(tǒng)兼容，也造成磁光盤在推廣上的困難。三種尺寸

2.5”MD，3.5”MO，5.25”MO。第88頁/共104頁計算機組成原理

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MO磁光盤采用熱磁效應寫入數(shù)據(jù)采用激光對記錄點進行加熱，達到一定溫度以后磁頭產(chǎn)生的磁場即可磁化該記錄點，根據(jù)磁化方向的不同表示0/1采用磁光克爾效應讀出數(shù)據(jù)當激光照射到記錄點時，反射光由于記錄點磁化方向的不同產(chǎn)生偏振面的左旋和右旋，從而檢測數(shù)據(jù)0/1第89頁/共104頁計算機組成原理

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PD相變盤PD是相變型光盤，1995年由Matsushita公司推出，這種光驅(qū)可讀取其它的一般光盤片，但相變光盤在一般的光驅(qū)中卻無法讀取，由于兼容性的問題，相變光盤和磁光盤均為CD家族的異類，利用相變材料的晶態(tài)和非晶態(tài)兩種狀態(tài)記錄信息，寫入時利用激光束加熱記錄點后迅速冷卻，可以改變其狀態(tài)，晶態(tài)反射率高。第90頁/共104頁計算機組成原理

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CD-RW為了克服PD的缺點，Philips和Ricoh在1997年推出的產(chǎn)品。

CD-EraseableCD-E

CD-ReWritableCD-RW

CD-RW光盤片可在任何非磁光式的光驅(qū)中讀取，解決了兼容性的問題，但重復改寫次數(shù)低于磁光盤。第91頁/共104頁計算機組成原理

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CD-RWCD-RW可以重復燒錄1000次左右，數(shù)據(jù)記錄在相變合金屬上(具備高度反射性的晶體結構)在燒錄數(shù)據(jù)時CD-RW使用最高功率的激光于寫入數(shù)據(jù)1的位置加熱，將小區(qū)域的合金物質(zhì)融化，然后能凝結成非結晶的組織，使它無法像原先那樣擁有良好的反射性。