计算机组成原理之辅助存储器2

硬磁盘存储器

1 硬磁盘存储器类型

按磁头的工作方式可分为固定磁头磁盘存储器和移动磁头磁盘存储器

按是否具有可换性分为可换磁盘存储器和固定磁盘存储器

固定磁头磁盘存储器:磁盘上每一个磁道对应一个磁头,存取速度较快

移动磁头磁盘存储器:每个盘片对应一个磁头,此类存储器可由一个盘片或多个盘片装在一个同心轴上组成

2 硬磁盘存储器的结构

磁盘驱动器,磁盘控制器,盘片组成

主机---磁盘控制器---磁盘驱动器---盘片(相邻模块之间可交换信息)

磁盘驱动器

主要包括主轴,定位驱动,数据控制三部分

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大致流程为位置检测电路获取磁头的当前位置,与磁盘控制器传来的目标磁道比较找出位差,再根据磁头当前平移的速度求出磁头到目标磁道的运动方向和速度,经放大送回音圈电机,改变寻道小车的速度和方向直到找到目标磁道(详细参考计算机组成原理唐朔飞P131)

数据控制部分完成数据转换及读/写控制操作

写操作时首先接受选头选址信号以确定道地址和扇段地址,再根据写命令和写数据选定的磁记录方式将其转化为按一定变化规律的驱动电流注入磁头的写线圈中

读操作时首先接受选头选址信号,然后通过读放大器以及译码电路将数据脉冲分离出来

磁盘控制器

接受由主机发来的命令将其转化为磁盘驱动器的控制命令,实现主机和磁盘驱动器之间的数据格式转换和数据传送并控制磁盘驱动器的读/写,是主机和磁盘驱动器之间的接口,其内部又包含一个对主机的系统级接口和一个对硬盘(设备)的接口(设备控制器)

盘片

存储信息的载体

3 硬磁盘存储器的发展动向

半导体盘:用半导体材料制成的"盘"(既没有盘也没有其他运动部件),是以半导体芯片为核心加上接口电路和控制电路在功能上模拟硬盘,按硬盘的工作方式存取数据

Flash Memory是在EPROM(可擦除可编程只读存储器)和EEPROM(电可擦除可编程只读存储器,比EPROM更加方便用户使用)基础上产生的更强的可擦除可编程,非亦失性存储器,可以用来替代硬盘

提高磁盘记录密度

提高磁盘的数据传输率和缩短平均存取时间

采用磁盘阵列RAID(将并行处理技术引入到磁盘系统)

4 硬磁盘的磁道记录格式

定义:数据块在盘面上的分布遵循一定的规律(方便寻址),称为磁道记录格式

定长记录格式:一个具有n个盘片的磁盘组,可将其n个面上同一半径的磁道看成一个圆柱面,故柱面号就是磁道号,而磁头号则是盘面号,盘面右分若干扇区,每条磁道被分割成若干扇段,寻址顺序为:台号->磁道号->盘面号->扇段号

不定长记录格式:信息常以文件形式存入磁盘,当文件不是定长记录快的整数倍容易造成记录快的浪费,不定长记录格式可根据需要调整记录快的长度





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