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磁表面存储器

发布时间:2019-07-08 18:22 来源:未知 编辑:admin

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  磁表面存储器是利用涂覆在载体表面的磁性材料具有两种不同的磁化状态来表示二进制信息的“0”和“1”。将磁性材料均匀地涂覆在圆形的铝合金或塑料的载体上就成为磁盘,涂覆在聚酯塑料带上就成为磁带。

  磁头是磁表面存储器用来实现“电←→磁”转换的重要装置,一般由铁磁性材料(铁氧体或玻莫合金)制成,上面绕有读写线圈,在贴近磁表面处开有一个很窄的缝隙。见特点图片。

  将磁性材料涂敷于基体上,制成磁记录载体,通过磁头与基体之问的相对运动来读写记录的存储器就是磁表面存储器。磁盘存储器在20世纪50年代研制成功,从1962年美国开始制造软磁盘,1972年IBM试制成功IBM 3740单面软磁箍驱动器,1976年试制成双面软磁盘机。1977年试制成双面双密度软磁盘。由于在存取速度、存储容量、价格等方面的综合优势,近几十年来,磁盘存储器发展十分迅速,广泛应用于微机系统中。

  计算机的外存储器又称磁表面存储设备。所谓磁表面存储,是用某些磁性材料薄薄地涂在金属铝或塑料表面作载磁体来存储信息。磁盘存储器磁带存储器均属于磁表面存储器。

  磁表面存储器的优点为存储容量大、单位价格低、记录介质可以重复使用、记录信息可以长期保存而不丢失,甚至可以脱机存档、非破坏性读出,读出时不需要再生信息。当然,磁表面存储器也有缺点,主要是存取速度较慢,机械结构复杂,对工作环境要求较高。磁表面存储器由于存储容量大,单位成本低,多在计算机系统中作为辅助大容量存储器使用,用以存放系统软件、大型文件、数据库等大量程序与数据。

  磁表面存储器又可分为磁带存储器磁盘存储器两大类。磁带存储器是一种顺序存取的设备,存取时间较长,但存储容量大,便于携带,价格便宜,是一种主要的辅助存储器。磁带的内容由磁带机进行读写,按磁带机的读写方式分为启停式和数据流式两种。

  :存储密度分道密度、位密度和面密度。道密度是指沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数,单位为道/英寸。位密度是磁道单位长度上能记录的二进制代码位数。单位为位/英寸。面密度是位密度和道密度的乘积,单位为位/平方英寸。

  :一个磁盘存储器所能存储的字节总数,称为磁盘存储器的存储容量。存储容量有格式化容量非格式化容量之分。格式化容量是指按照某种特定的记录格式所能存储信息的总量,也就是用户可以真正使用的容量。非格式化容量是磁记录表面可以利用的磁化单元总数。将磁盘存储器用于共计算机系统中,必须首先进行格式化操作,然后才能供用户记录信息。格式化容量一般是非格式化容量的60%~70%。目前,3.5英寸的硬盘机容量可达160 GB。

  在磁表面存储器中,利用一种称为磁头的装置来形成和判别磁层中的不同磁化状态。磁头实际上是由软磁材料做铁芯绕有读写线、写操作:当写线圈中通过一定方向的脉冲电流时,铁芯内就产生一定方向的磁通。

  写入信息时,在磁头的写线圈中通过一定方向的脉冲电流,磁头铁芯内产生一定方向的磁通,在磁头缝隙处产生很强的磁场形成一个闭合回路,磁头下的一个很小区域被磁化形成一个磁化元(即记录单元)。若在磁头的写线圈中通过相反方向的脉冲电流,该磁化元则向相反方向磁化,写入的就是“0”信息。待写入脉冲消失后,该磁化元将保持原来的磁化状态不变,达到写入并存储信息的目的。

  2、读操作:当磁头经过载磁体的磁化元时,由于磁头铁芯是良好的导磁材料,磁化元的磁力线很容易通过磁头而形成闭合磁通回路。不同极性的磁化元在铁芯里的方向是不同的。

  读出信息时,磁头和磁层作相对运动,当某一磁化元运动到磁头下方时,磁头中的磁通发生大的变化,于是在读出线圈中产生感应电动势e,其极性与磁通变化的极性相反,即当磁通Φ由小变大时,感应电动势e为负极性;当磁通Φ由大变小时,感应电动势e为正极性。这不同方向的感应电动势经放大、检波和整形后便可鉴别读出的信息是“0”还是“1”,从而完成读出功能。

  3、通过电磁变换,利用磁头写线圈中的脉冲电流,可把一位二进制代码转换成载磁体存储元的不同剩磁状态;反之,通过磁电变换,利用磁头读出线圈,可将由存储元的不同剩磁状态表示的二进制代码转换成电信号输出。这就是磁表面存储器存取信息的原理。

  4、磁层上的存储元被磁化后,它可以供多次读出而不被破坏。当不需要这批信息时,可通过磁头把磁层上所记录的信息全部抹去,称之为写“0”。通常,写入和读出是合用一个磁头,故称之为读写磁头。每个读写磁头对应着一个信息记录磁道。

  磁盘的数据编码方式.就是磁表面存储器记录二进制的方式。由于信息记录是在磁头中通以磁化电流来实现的,所以编码方式取决于写入电流波形的组合方式。数据编码方式数据编码方式按照写信息所施加的电流波形的极性、频率和相位的不同.有GUI零制(RZ)、不归零制(NRZl)、调相制(PM)、调频制(FM)和改进型渊频制(MFM)。现在常用的数据编码方式是调频制(FM)和改进型调频制(MFM)。

  磁表面存储器由于存储容量大,位成本低,在计算机系统中作为辅助大容量存储器使用,用以存放系统软件、大型文件、数据库等大量程序与数据信息。

  刘均主编,计算机组成原理,北京邮电大学出版社,2016.02,第110页

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