文档介绍：第七章外部存储器
硬盘
软盘系统
大容量可更换磁盘
光盘储存系统
Flash电子盘
计算机硬件技术基础
计算机存储器系统
外存的特点:容量大、单位容量成本低、非易失性、寻址和访问速度慢、存储体可更换等。
计算机存储系统
reg、cache、内存
外存
磁存储器
光存储器
磁盘
磁带
软磁盘
硬磁盘
其他磁盘存储器
CD
DVD
DVD-R ….
VCD
CD-R ….
半导体存储器
Flash电子盘
外部存储器概述
计算机硬件技术基础
磁盘系统 ——磁性材料的记忆原理
磁性存储原理:
磁盘存储信息是利用具有矩形磁滞回线的磁性材料,这种磁性材料在外加磁场的作用下,其磁感应强度B与外加磁场H的关系,可用矩形磁滞回线来描述。
H,磁场
B,磁感应强度
I,电流
t,时间
写“1”
写“0”
计算机硬件技术基础
硬盘系统
硬盘的发展
1956年,IBM发明世界上第一台硬盘(IBM350),1973年,又发明了Winchester(温氏)硬盘(IMB3340)。80年代硬盘随微机的普及而广泛使用。
体积: → (用于台式PC)
(用于笔记本PC)
(用于数码产品)
计算机硬件技术基础
容量:10~40MB(8086/286) → 1~500GB(目前)
接口类型:目前一般为ATA和新型的SATA,可靠性较高的SCSI,微型硬盘采用CF接口。
突发传输速率,和接口类型有关:如ATA-100为100MB/s,SATA为150MB/s,
平均寻道时间:计算机在发出一个寻址命令,到相应目标数据被找到所需时间,目前使用的硬盘为5ms左右。
转速:3600转/s → 10000转/s
目前使用的硬盘多为5400、7200转/s
缓冲存储器容量:512KB~8MB。
最大内部数据传输速率:磁头至硬盘缓存间的最大数据传输率,取决于硬盘的盘片转速和盘片数据线密度,一般低于突发传输速率。
硬盘系统 ——技术指标
计算机硬件技术基础
硬盘系统 ——硬盘结构
硬盘的结构
1. 内部结构
硬盘内部包括浮动磁头组件、磁头驱动机构、盘体及主轴驱动机构、前置读写控制电路和接口电路等。封装在硬盘的净化腔体内。
1英寸CF接口微型硬盘
计算机硬件技术基础
硬盘系统 ——关于磁道、扇区和柱面
2. 磁道、扇区和柱面
盘体:盘体由多个同轴盘片组成,每个盘片都是双面存储,第一个盘片的第一面为0磁面,下一个为1磁面;第二个盘片的第一面为2磁面,以此类推。
磁道(Track):磁面上均匀分布的同心圆存储轨迹。最外层为0磁道。
扇区(Sector):磁道上等弧度划分的扇段。一般一个扇区的存储容量为512字节。
柱面(Cylinder):各个盘面上同一编号磁道的组合。
单个扇区
外圈磁道
中圈磁道
内圈磁道
计算机硬件技术基础
0扇区
1扇区
2扇区
3扇区
0磁道
0柱面
1磁道
2磁道
1柱面
硬盘系统
硬盘上的一个物理记录块要用三个参数来定位:柱面号、扇区号、磁头号。
标准记录格式
硬盘容量=柱面数×磁头数×扇区数×512字节
计算机硬件技术基础
数据
扇区标志
扇区间隙
位密度:磁道单位长度上所存储二进的个数(bPI)。
道密度:半径方向单位长度上的磁道个数(TPI)。
面密度=位密度*道密度
目前硬盘盘片的单片容量最大为167GB。
硬盘系统
计算机硬件技术基础
硬盘系统
3. 记录格式
每一扇区除存放512字节的用户数据外,还存放着用于同步、数据定位、数据校验等作用的辅助数据,这些数据一般只作用于硬盘内部。具体内容见书上表7-1。
硬盘的使用
硬盘在使用之前必须经过低级格式化、分区和高级格式化三个步骤。
1. 低级格式化(DOS中使用LFORMAT等软件)
一般硬盘在出厂之前都做过低级格式化。
低级格式化的作用:创建磁道和扇区,写入每个扇区的头、尾信息。
低级格式化和操作系统无关。
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