文档介绍：辅助存储器
一、概述
1. 特点:不直接与 CPU 交换信息
2. 磁表面存储器的技术指标
(1) 记录密度
道密度 Dt:沿磁盘半径方向长度上的磁道数
道密度=磁道数/存储区域的长度
单位:道/英寸(TPI);道/毫米(TPM)
位密度 Db:位密度是磁道单位长度上可以记录的二进制代码数位。
位密度=磁道容量/内圈的周长
单位:位/英寸(BPI);位/毫米(BPM)
几个概念
记录面:磁盘片表面称为记录面。
磁道:记录面上一系列同心圆称为磁道。它的编址是由外向内依次编号,最外一个同心圆叫做零磁道。
柱面:所有记录块上半径相等的磁道的集合称为柱面,一个磁盘组的柱面数等于其中一个记录面上的磁道数。
扇区:将每一个记录面分成若干个区域,每一个区域称为一个扇区。
记录块:将每一个磁道分成若干个段,每段称为一个记录块或扇段。
扇区
磁道
磁盘的磁道和扇区
磁盘表面被分为许多同心圆,每个同心圆称为一个磁道。每个磁道都有一个编号,最外面的是0磁道
每个磁道被划分为若干段(段又叫扇区),每个扇区的存储容量为512字节。每个扇区都有一个编号
注:所谓磁盘的格式化操作,指在盘面上划分磁道和扇区,并在扇区中填写扇区号等信息的过程
近三十年来,扇区大小一直是512字节。但最近几年正迁移到更大、更高效的4096字节扇区,通常称为4K扇区。国际硬盘设备与材料协会(IDEMA)将之称为高级格式化。
如何增大磁盘片的容量?
提高盘片上的信息记录密度!
增加磁道数目——提高磁道密度
增加扇区数目——提高位密度,并采用可变扇区数
低密度存储示意图高密度存储示意图
位密度
道密度
位密度
道密度
早期的磁盘所有磁道上的扇区数相同,所以位数相同,内道上的位密度比外道位密度高
现代磁盘磁道上的位密度相同,所以,外道上的扇区数比内道上扇区数多,使整个磁盘的容量提高
在此例中,每个磁道包含30个固定长度的扇段,每个扇段有600个字节(17+7+41+515+20=600)。
磁盘磁道的格式
2. 磁表面存储器的技术指标
(2)存储容量:磁盘存储器可以存储的总字节数
格式化容量:是可按照某个特定记录格式利用的磁化单元数,也是用户真正可以使用的容量
格式化容量=记录面数×每面的磁道数×扇区数×记录块的字节数,
单位:KB或MB。
非格式化容量:是磁记录表面可以利用的磁化单元总数。
非格式化容量=记录面数×每面的磁道数×磁道容量,
单位:KB或MB。
关系:格式化容量一般为非格式化60%~70%
平均存取时间
磁头
磁道
旋转轴
碟片
硬盘的操作流程如下:
所有磁头同步寻道(由柱面号控制)→选择磁头(由磁头号控制) →
被选中的磁头等待扇区到达磁头下方(由扇区号控制) →读写该扇区中的数据
(3)平均寻址时间:从读写命令发出后,磁头从某一起始位置出发移动到新的记录位置,到开始从盘片表面读出或写入信息所需要的时间。
寻道时间:将磁头定位到所要求的磁道上所需要的时间
等待时间:等待磁道上需要访问的信息到达磁头下的时间
平均寻址时间=平均寻道时间+平均等待时间。
平均寻道时间=(最大寻道时间+最小寻道时间)/2;
平均等待时间=磁盘旋转一周所需时间的一半,即1/2×(1/转速)。
2. 磁表面存储器的技术指标
磁盘上的信息以扇区为单位进行读写,平均存取时间为:
T = 寻道时间+ 旋转等待时间+ 数据传输时间(忽略不计)
寻道时间——磁头寻找到指定磁道所需时间(大约5ms)
旋转等待时间——指定扇区旋转到磁头下方所需要的时间(大约4~6ms) ( 转速: 4200 / 5400 / 7200 / 10000rpm )
数据传输时间——( / 扇区)
(4)数据传输率:磁盘存储器在单位时间能向主机传送的字节数。
Dr = Db × V
如果磁盘的旋转速度为每秒n转,每条磁道的容量为N个字节,则数据传输率
Dr=nN(B/s)
2. 磁表面存储器的技术指标