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1、 磁盘和光盘技术课件磁盘和光盘技术课件制作: 钱光明主要内容:1磁表面存储器基本原理； 磁表面数据记录方式; 硬盘及主要指标； CRC原理； 光盘技术*；1.磁表面存储器基本原理特点：1）存储容量大，位价格低；2）介质可重复使用；3）信息可长期保存；4）非破坏性读出；5）存取速度慢；6）机械结构复杂；7）对工作环境要求较高。1表面存储信息原理 图：1磁性材料的物理特性 ： B-磁感应强度 H-外加磁场强度 I-电流 矩形磁滞回线磁性材料被磁化后，工作点总在磁滞回线 上。剩磁状态+Br , Br。写“1”后,即使外磁场撤消,仍剩+Br.写“0”后,即使外磁场撤消,仍剩-Br.2.磁表面数据记录方
2、式1形成不同写入电流波形的方式-记录方式 。归零制（RZ）不归零制（NRZ0）见“1”就翻不归零制（NRZ1）调相制（PM或PE）调频制（FM）改进调频制（MFM）连续两零 或以上1读写波形举例*：归零制（RZ）单面信息分 布：磁 道扇 区记 录算一算一共可有多少个记录？3.硬盘结构及主要指标1 分类： 1）移动头，固定盘片（盘片不能单独取下） ； 2）移动头，可换盘片（盘片可脱机保存）； 3）固定头盘（多道多头）；存取速度快，省去找道时间，结构复杂 。 4）温彻斯特盘（属移动头固定盘片）；美国加州坎贝尔市Winchester大街的 IBM 研究所。密封组合式的磁盘。防尘性能好，可靠性高，对环
3、境要求不高 。广泛应用。多盘片结构： 定位驱动系统：驱动磁头寻道。 步进电机-精度 低，用于软驱； 音圈电机-精度 高，速度快。 主轴系统：带动 盘片稳定旋转。 数据转换系统： 控制数据的读写 。相关概念:柱面磁 盘 驱 动 器 基 本 组 成 * ：4.编址、数据格式及主要指标编址和记录格式举例（IBM3740软盘系统）：驱动器号 盘面号 磁道号 扇区 号 磁道开始 地址CRC记录开始用户数据 CRC以记录为单位.每用户数据: 实际128个字节.（现在的磁盘一般为512个字 节，也可以是变长的。）主要指标：1）存储密度：道密度（TPI）是沿磁盘半径方向单位长度上的磁道 数，单位为道英寸。位密
4、度（BPI）是磁道单位长度上记录的二进制代 码的位数，单位是位英寸。如果内外圈扇段数一样，显然最内圈n磁道位密度最大 .2）存储容量：非格式化容量；格式化容量。3）平均存取时间平均定位时间等于平均找道时间与平均等待时间之和 。 4）数据传输率读写磁头定位之后，可以根据磁盘的转速与存储密 度来决定信息的传输速率。单位时间从磁盘中读他或 写入信息的数量，称为数据传输速率。单位是b/s或B/s 。传统计算题*：一个由 3 个盘片组成的硬盘，共 4 个记录面，转速为 7200 转/分，盘面有效记录区外直径为 30cm，内直径为 l0cm， 记录位密度为 250位/mm，磁道密度为 8道/mm，每磁道分
5、 16个扇区，每扇区 512字节。单面磁道数=(30cm/2-10cm/2)* 10 * （8道/mm）=800道；格式化前：字节数/ 磁道=3.1415926 *（ 10cm * 10） * （250位/mm） =9817B； 格式化前：容量=（面数4）* （800道/面） *(9817B/道 )=31414400B30MB; 厂商会称31MB。格式化后：字节数/ 磁道=（扇区数16）*（512字节/扇区）=8KB； 格式化后：容量=（面数4）*（800道/面）*（8KB/道）=25600KB=25MB;数据传输速率=（7200转/分）/ 60 ）* 9817 B = 1178040B/秒
6、1150KB/S ； 厂商会称1178KB/S 。 5.当代磁盘重要技术*1（1）. Zoned- bit recording （ZBR 区位 记录）：磁道被分组（ 这种磁道组称 为zone），里 圈磁道的扇区 数目较少，外 圈磁道的扇区 数目较多。（2）.垂直存 储：将现有盘 片磁物质的磁场 方向旋转90- -使磁粒子的排 列方式与盘片垂 直。例：希捷barracuda 7200.10硬盘，采用垂直 记录技术，突破1000G，共用四片250GB， 转速7200rpm，缓存容量16MB，采用SATA 3Gbps接口。（3）MR(磁阻磁头)和GMR(巨磁阻磁头)： 使用检测磁变换的磁阻传感器。6
7、.磁盘数据验证: CRC原理1 以例子“X4+X3+1和1011001”说明。 该例对应于数据通信的接收方还是发送方？7.光盘技术*1光盘存储器的特点1)存储密度高存储密度：记录介质单位长度或单位面积内 所能存储的二进制位数。2)非接触式读写软磁盘：磁头接触盘面进行读写，盘面容 易被磁头划伤。硬盘：浮动磁头和盘面虽未接触，但其距离 已小到亚微米级，存在着碰擦的危险。光盘：信息的读写是靠经过聚焦的激光束进 行的。透镜的出射面到介质表面通常有距离1 2mm，不可能接触。3)盘面抗污染光盘盘片可以带有透明保护层，激光束可以穿 过lmm厚的透明层聚焦。记录介质被密封，免受污 染。4)保存时间长以激光束在薄膜上蚀出坑形微孔来记录信息 ，信息的保存寿命长。5)使用方便一般都是盒式光盘，便于携带。6)价格低易于大量复制，其位价格相对很低。光驱工作原理：写入：被调制信号送调制器。调制后的光束由 跟踪反射镜反射至聚焦系统再射向光盘，在记录 介质上记录信息。读出：写人光束不起作用。小功率（数mw） 读出光束经光束分离器将从光盘反射回的读出光 信号导人光电探测器，由光电探测器输出电信号 。
