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1、磁表面存储器本讲稿第一页，共十三页2.2.技术指标技术指标道密度：道密度：（1 1）记录密度）记录密度（2 2）存储容量）存储容量位密度：位密度：单位长度内的磁道数。单位长度内的磁道数。磁道上单位长度内的二磁道上单位长度内的二进制代码数。进制代码数。非格式化容量：非格式化容量：格式化容量：格式化容量：总位数总位数用位密度计算。用位密度计算。有效位数有效位数用扇区內的数据块用扇区內的数据块长度计算。长度计算。（3 3）速度指标）速度指标平均存取时间平均存取时间带：带：平均等待时间平均等待时间盘：盘：平均定位、平均旋转时间平均定位、平均旋转时间衡量查找速度衡量查找速度 msms数据传输率数据传输率
2、衡量读衡量读/写速度写速度 b/sb/s、B/sB/s 七天连锁酒店预订 本讲稿第二页，共十三页5.3.2 5.3.2 磁记录方式磁记录方式1.1.定义定义写电流波形的组成方式。写电流波形的组成方式。解决解决提高可靠性提高可靠性：增大写波幅度，以提高读出：增大写波幅度，以提高读出 信号幅度。信号幅度。内同步，即能从自身读出信内同步，即能从自身读出信号序列中提取同步信号，以号序列中提取同步信号，以区分位单元。区分位单元。提高记录密度提高记录密度减少转变区数目，减少转变区数目，使位单使位单元长度缩短。元长度缩短。具有具有自同步自同步能力，能力，使位单使位单元长度缩短。元长度缩短。2.2.实用记录方
3、式的特点与应用实用记录方式的特点与应用本讲稿第三页，共十三页（1 1）不归零）不归零-1-1制（制（NRZ1NRZ1）写写1 1时电流变，写时电流变，写0 0时电流不变。时电流不变。0 0 1 1 0 10 0 1 1 0 1I I0 0t t转变区少，无自同步能力。转变区少，无自同步能力。用于早期低速磁带机。用于早期低速磁带机。（2 2）调相制（）调相制（PEPE）I I0 0t t0 0 1 1 0 10 0 1 1 0 1写写1 1时电流正跳变，写时电流正跳变，写0 0时电流负跳变。时电流负跳变。转变区多，有自同步能力。转变区多，有自同步能力。用于常规磁带机。用于常规磁带机。（3 3）调
4、频制（）调频制（FMFM）I I0 0t t0 0 1 1 0 10 0 1 1 0 1写写1 1时电流变二次，写时电流变二次，写0 0时电流变一次。时电流变一次。转变区多，有自同步能力。转变区多，有自同步能力。用于早期磁盘。用于早期磁盘。本讲稿第四页，共十三页（3 3）调频制（）调频制（FMFM）I I0 0t t0 0 1 1 0 10 0 1 1 0 1写写1 1时位单元中间电流变，相邻的时位单元中间电流变，相邻的0 0交界处电流变。交界处电流变。转变区少，有自同步能力。转变区少，有自同步能力。用于磁盘。用于磁盘。（4 4）改进型调频制（）改进型调频制（MFMMFM）I I0 0t t0
5、 0 1 1 0 10 0 1 1 0 1可压缩位单元长度：可压缩位单元长度：I I0 0t t0 0 1 1 0 10 0 1 1 0 1（5 5）群码制（）群码制（GCRGCR）记录码中连续的记录码中连续的0 0不超过不超过2 2个；个；记录码按记录码按NRZ1NRZ1方式写入。方式写入。转变区少，有自同步能力。转变区少，有自同步能力。用于数据流磁带机。用于数据流磁带机。本讲稿第五页，共十三页5.3.3 5.3.3 磁盘存储器磁盘存储器适用于调用较频繁的场合，常作为主存的直接后适用于调用较频繁的场合，常作为主存的直接后援。援。磁盘磁盘磁盘控制器磁盘控制器磁盘驱动器磁盘驱动器+接口接口磁盘适
6、配器磁盘适配器盘片、磁头盘片、磁头定位系统、传动系统定位系统、传动系统1.1.组成组成（1 1）软盘信息分布与寻址信息）软盘信息分布与寻址信息1 1）信息分布）信息分布 盘片：盘片：单片，双面记录。单片，双面记录。磁道：磁道：盘片旋转一周，磁头的作用区域。盘片旋转一周，磁头的作用区域。扇区：扇区：磁道上长度相同的区段。磁道上长度相同的区段。存放数据块。存放数据块。各道容量相同各道容量相同,各道位密度不同各道位密度不同,内圈位密度最高。内圈位密度最高。本讲稿第六页，共十三页非格式化容量非格式化容量=内圈位密度内圈位密度内圈周长内圈周长道数道数/面面面数面数驱动器号、磁头号、磁道号、扇区号、扇区数
7、驱动器号、磁头号、磁道号、扇区号、扇区数2 2）寻址信息）寻址信息盘组：盘组：多个盘片，双面记录。多个盘片，双面记录。各记录面上相同序号的磁道构成一圆柱面。各记录面上相同序号的磁道构成一圆柱面。圆柱面：圆柱面：扇区（定长记录格式）扇区（定长记录格式）格式化容量格式化容量=字节数字节数/扇区扇区扇区数扇区数/道道道数道数/面面面数面数（2 2）硬盘信息分布与寻址信息）硬盘信息分布与寻址信息1 1）信息分布）信息分布（柱面数（柱面数=道数道数/面）面）数据块数据块记录块（不定长记录格式），记录块（不定长记录格式），无扇区化分。无扇区化分。本讲稿第七页，共十三页驱动器号、圆柱面号、磁头号、扇区号（记
8、驱动器号、圆柱面号、磁头号、扇区号（记录号）、交换量。录号）、交换量。2 2）寻址信息）寻址信息例：定长记录格式例：定长记录格式2.2.记录格式（磁道格式）记录格式（磁道格式）选择磁盘组选择磁盘组 选择盘面选择盘面 选择磁道选择磁道 选择起始扇区选择起始扇区 磁道时间磁道时间磁道磁道索引脉冲索引脉冲间隔间隔 扇区扇区1 1 扇区扇区2 2 扇区扇区n n 间隔间隔 扇区扇区i i 标志区：标志区：标志信息、标志信息、CRCCRC校验码校验码 数据区：数据区：标志信息、标志信息、CRCCRC、数据字段数据字段 3.3.磁盘基本操作磁盘基本操作寻址操寻址操作作寻道：寻道：磁头径向移动磁头径向移动
9、寻找扇区：寻找扇区：盘片旋转盘片旋转 读读/写写操作操作串行读串行读/写写 DMADMA方式传送方式传送 （1 1）（2 2）扇区数扇区数 本讲稿第八页，共十三页5.3.4 5.3.4 校验码校验码1.1.码距的概念码距的概念（1 1）码距定义）码距定义一种编码体制中，各组合法代码间的不同位数称一种编码体制中，各组合法代码间的不同位数称距离距离，其最小距离为该编码的，其最小距离为该编码的码距码距。有效信息位有效信息位+校验位校验位衡量一种编码查错与纠错的能力。衡量一种编码查错与纠错的能力。校验码校验码例例1.1.84218421码码 （2 2）码距作用）码距作用（3 3）查错与纠错的基本出发点
10、）查错与纠错的基本出发点1 1）约定某种规律，作为检测的依据。）约定某种规律，作为检测的依据。译码检测译码检测2 2）增大码距，从信息量上提供指错的可能。）增大码距，从信息量上提供指错的可能。2.2.几个例子几个例子码距码距d=d=1 1 无查错、纠错能力。无查错、纠错能力。本讲稿第九页，共十三页有效信息位有效信息位+1+1位校验位位校验位校验码校验码例例2.2.奇偶校验码奇偶校验码 如：偶校验如：偶校验检测依据（编码规则）：检测依据（编码规则）：码距码距d=2d=2通过统计校验码中通过统计校验码中1 1的个数是否为偶数来查错。的个数是否为偶数来查错。10110101100 01 1 0 0
11、可检测一位错，可检测一位错，约定校验码中约定校验码中1 1的个的个数为奇数数为奇数/偶数。偶数。10110101101 11 1 1 1 不能纠错。不能纠错。用于主存校验。用于主存校验。例例3.3.海明校验码海明校验码 检测依据：检测依据：多重奇偶校验。多重奇偶校验。代码分组代码分组各组进行奇偶校验各组进行奇偶校验形成形成多位多位指误字指误字=全全0 0 无错无错全全0 0 有错有错指误字状态对应出错位序指误字状态对应出错位序号，将出错位变反纠错。号，将出错位变反纠错。本讲稿第十页，共十三页3.3.循环校验码（循环校验码（CRCCRC）设有效信息为设有效信息为A A，约定代码为，约定代码为G
12、G。A A 校验码能被某代码除尽。校验码能被某代码除尽。余数余数 校验码校验码 例例.有效信息有效信息A=1100A=1100，约定代码，约定代码G=1011G=10111 1）A A左移左移r r位位（1 1）约定规律）约定规律 G G =Q Q +R R G G A-R A-R G G =Q Q （2 2）编码方法）编码方法 将有效信息与余数拼在一起形成校验码将有效信息与余数拼在一起形成校验码K Kr rn n有效信息位数有效信息位数K K：r r：n n：余数位数余数位数校验码位数校验码位数（r=3r=3）：）：110011000000002 2）求余数：）求余数：11001100000
13、00010111011=1110+=1110+010 010 10111011余数余数本讲稿第十一页，共十三页约定代码约定代码3 3）形成校验码）形成校验码（3 3）译码与纠错）译码与纠错 循环校验码循环校验码余数为余数为0 0，无错，无错K=4K=4（7 7，4 4）码）码n=7n=7余数非余数非0 0，有错，有错不同余数对应不同不同余数对应不同出错数位出错数位11001100000 000+010=1100010+010=1100010生成多项式生成多项式利用余数循环的特点，将出错位移至校验码最高位，变反纠错。利用余数循环的特点，将出错位移至校验码最高位，变反纠错。节省硬件。节省硬件。（4
14、 4）生成多项式）生成多项式 满足三个条件满足三个条件 出错，余数不为出错，余数不为0 0。不同出错位对应不同余数。不同出错位对应不同余数。余数循环。余数循环。可查表获得生可查表获得生成多项式成多项式 本讲稿第十二页，共十三页第五章复习提纲第五章复习提纲1.1.半导体存储器逻辑设计半导体存储器逻辑设计(地址分配、片选逻地址分配、片选逻辑、框图辑、框图)。2.2.记录方式记录方式(NRZ1(NRZ1、PEPE、FMFM、MFMMFM、GCR)GCR)的特点与的特点与应用。应用。3.3.磁盘信息分布、寻址信息、指标磁盘信息分布、寻址信息、指标(速度、容量速度、容量)。4.4.循环校验码的编码、译码原理。循环校验码的编码、译码原理。5.5.基本概念如：随机存取、顺序存取、直接存基本概念如：随机存取、顺序存取、直接存取、静态取、静态M M与动态与动态M M的存储原理、动态刷新的存储原理、动态刷新(定义、定义、刷新方式刷新方式)、自同步能力、码距、自同步能力、码距等。等。本讲稿第十三页，共十三页