chapter4计算机组成原理-存储器(4)辅存.ppt

图2 相对简单计算机：最后的设计 编码电路 写入驱动器 磁头选择 译码电路 读放大器 输入 输出 写入电路 读出电路 磁头写 入线圈 磁头读 出线圈 选头信号 3 3 读/写电路 驱动器内包含有旋转轴驱动部件、磁头定位部件、读写电路和数据传送电路等。 ◆ 磁盘控制器 主机与磁盘驱动器之间的接口，通常是插在主机总线插槽中的一块印刷电路板。 磁盘控制器的作用：接受主机发出的命令与数据，转换为驱动器的控制命令和数据格式，控制驱动器的操作。 ◆ 盘片：存储信息的介质，朝着小体积和大容量的方向发展（P133 表4.5） 磁盘控制器接口示意图 磁盘控制器与驱动器的界面：A,B,C 3. 硬磁盘存储器的发展动向 1）半导体盘：以半导体芯片为核心，加上接口电路和其他控制电路，在功能上模拟硬盘 如 Flash Memory 2）提高磁盘记录密度 3）提高磁盘的数据传输率和缩短平均存取时间 4）采用冗余磁盘阵列RAID：并行处理技术 4. 硬磁盘信息记录格式 （1） 磁盘的结构 盘片 磁道 扇间空隙 扇区 盘片组?盘片?扇区?扇段 ◆ 记录面：磁盘片表面称为记录面。盘片的上下两 面都能记录信息。 ◆ 磁道：记录面上一系列同心圆。每个盘片表面通 常有几十到几百个磁道。 磁道的编址：从外向内依次编号，最外一个 同心圆叫0磁道，最里面的一个同心圆叫n磁道，n 磁道里面的圆面积不用来记录信息。 ◆ 扇区：将盘面沿垂直于磁道的方向划分成若干个 扇区。 扇区的编号方法：可以连续编号，也可间隔编号。 ◆ 柱面（圆柱面）：n个面上位于同一半径的磁道形成 一个圆柱面。磁盘组的圆柱面数等于一个盘面的磁 道数。 ◆ 磁盘地址的表示 例如，若某盘片组有8个记录面，每个盘面分成256条磁道，8个扇区；当主机要访问其中第5个记录面上，第65条磁道，第7个扇区的信息时，则主机应向磁盘控制器提供如下的地址信息： 0100000l 101 111 磁道号 盘面号 扇区号 驱动器号 磁道号 盘面号 扇区号 （2）磁盘的信息记录格式 磁盘存储器的每个扇区记录定长的数据，读/写操作是以扇段为单位一位一位串行进行的。每一个扇区记录一个记录块。 5. 磁盘存储器的主要技术指标 ⑴ 存储容量C 磁盘组所有盘片能记录的二进制信息的最大数 量，一般以字节为单位。 若一个磁盘组有n个盘面存储信息，每个面有T 条磁道，每条磁道分成S个扇区，每段存放B个字 节，则存储容量C为： C＝n×T×S×B ⑵ 平均寻址时间（平均存取时间） 从发出读写命令到读出或写入信息所需的时间。 平均寻址时间＝平均磁道定位时间＋平均旋转等待时间 ◆ 磁道定位时间：把读写头移到相应的磁道位置上所 需的时间。 平均磁道定位时间为最大和最小定位时间的平均值。 ◆ 旋转等待时间：定位以后寻找所需扇区的时间 旋转等待时间的平均值为磁盘旋转半圈的时间。 ⑶ 存储密度 ◆ 位密度 沿磁道方向单位长度所能存储的二进制位数。 ◆道密度：沿磁盘径向单位长度所包含的磁道数 ◆面密度：位密度与道密度的乘积 ⑷ 数据传输率 Dr 磁盘存储器单位时间内所能传送的数据量。 设磁盘旋转速度为n转/秒，每条磁道容量为N 个字节，则  Dr＝n×N(字节/秒) 设D为位密度，v为磁盘旋转的线速度，则  Dr＝D×v(字节/秒) ⑸ 价格 例：磁盘组有6片磁盘，每片有两个记录面，最上最下两个面不用。存储区域内径22cm，外径33cm，道密度为40道/cm，内层位密度400位/cm，转速2400转/分，平均寻道时间为10ms 。问： (1)共有多少柱面? (2)盘组总存储容量是多少？ (3)数据传输率多少? (4)平均寻址时间是多少？ (5)采用定长数据块记录格式，直接寻址的最小单位是什么?寻址命令中如何表示磁盘地址? (6)如果某文件长度超过一个磁道的容量，应将它记录在同一个存储面上，还是记录在同一个柱面上? 解：(1)有效存储区域＝16.5－11＝5.5(cm) 因为道密度＝40道/cm， 所以共有40×5.5＝220道，即220个圆柱面。 (2)内层磁道周长为2πR＝2×3.14×11＝69.08（cm） 每道信息量＝400位/cm×69.08cm＝27632位