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辅存狭义上是我们平时讲的硬盘。科学地说是外部存储器(需要通过I/O系统与之交换数据,又称为辅助存储器)。存储容量大、成本低、存取速度慢,以及可以永久地脱机保存信息。主要包括磁表面存储器软盘存储器、磁带存储设备、光盘存储设备。
① 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和磁盘存储器两大类。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。
磁盘存储器的主要指标包括存储密度、存储容量存取时间及数据传输率。
• 存储密度。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。
• 存储容量。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和非格式化容量之分。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2000 GB。
• 平均存取时间存取时间是指从发出读写命令后。磁头从某一起始位置移动至新的记录位置,到开始从盘片表而读出或写入信息所需要的时间。这段时间由两个数值决定,一个是将磁头定位至所要求的磁道所需的时间,称为定位时间或寻道时间;另一个是寻道完成后至磁道上需要访问的信息到达磁头下的时间,称为等待时间,这两个时间都是随机变化的,因此往往使用平均值来表示。平均存取时间等于平均寻道时间平均等待时间之和。平均寻道时间是最大寻道时间与最小寻道时间的平均值,目前平均寻道时间为10 ms~20 ms。平均等待时间和磁盘转速有关,它用磁盘旋转一周所需时间的一半来表示。目前固定磁盘转速高达 15000转/分,故平均等待时间为5 ms。
数据传输率磁盘存储器在单位时间内向主机传送数据的字节数,叫数据传输率,传输率与存储设备和主机接口逻辑有关。从主机接口逻辑考虑,应有足够快的传送速度向设备接收/发送信息。从存储设备考虑,假设磁盘旋转速度为n转/秒,每条磁道容量为N个字节,则数据传输率Dr=n N(Bps)。也可以写成Dr=D×v(Bps),其中D为位密度,v为磁盘旋转的线速度。目前磁盘存储器的数据传输率可达几十兆Bps。
② 软盘存储器
软磁盘存储器简称软盘,因为盘片是用类似于塑料薄膜唱片的柔性材料制成的。软磁盘存储器由软盘驱动器、软盘控制器、软磁盘片3大部分组成。
磁盘存储器和硬磁盘存储器的存储原理和记录方式基本相同,但在结构和性能上存在一些差别。
硬盘转速高,每分钟可达15000转,存取速度快;软盘转速低,每分钟只有300转,存取速度慢。
• 硬盘有固定头、固定盘、盘组等结构;软盘都是活动头,是可换盘片结构。
• 硬盘是浮动磁头读写,磁头不接触盘片;软盘磁头是接触式读写。
• 硬盘系统及硬盘片价格都比较贵,大部分盘片不能互换;软盘造价低,盘片保管方便,使用灵活,且具有互换性。
• 硬盘对环境要求苛刻,要有超净措施;软盘则对环境要求不太严格。
按所用盘片尺寸不同,软磁盘机有5.25英寸、3.5英寸、2.5英寸等多种。从内部结构上来看,又可按使用的记录密度不同,分为双面双密度、双面高密度等多种。
软磁盘片的形状类似于普通薄膜唱片。使用时软磁盘连同保护套一起插入软磁盘机中,由驱动机构带动软磁盘片匀速转动(保护套不动),磁头通过槽孔和磁盘片上的记录区接触,读出或写入信息。
为了正确存储信息,必须将盘片划分成磁道扇区,它们称作磁盘地址。这些信息必须写到盘片上,还要加上同步标志、校验信息、间隔等。这些信息一起构成磁盘的“软分段”信息。所谓“软分段”,就是以“索引孔”作为定位基准,将扇区的划分由通过软件写入的标志来实现。“索引孔”用来检测盘片的转速和划分盘片的扇区区段。当盘片上的小孔转到与塑料封套上小孔的位置相对时,软盘机上的传感元件可测得一个脉冲信号,作为盘片旋转一周的开始标志,以此作为扇区划分的起点。盘片在出厂前都要进行“预格式化”,即完成“软分段工作”。用户再根据不同的机型和操作系统,用格式化程序重新格式化(或叫初始化)。
注意,每条磁道扇区数是相同的,但由于靠里面磁道的圆周长比外面磁道的圆周长小,而它们又要记录同样多的信息,所以里面磁道的位密度要比外面磁道的位密度高。每条磁道分成多少扇区,取决于记录格式。其次,磁道的地址是从外向里编号,最外面是0道,最里面是n道。5.25英寸盘有40条磁道和80条磁道两种,3.5英寸盘只有80条磁道1种。
一张双密度盘片相当于两张单密度盘片,单密度采用FM记录方式,双密度采用MFM记录方式。按记录面和密度的不同,8英寸软盘有4种形式:单面单密度(SS,SD)、双面单密度(DS,SD)、单面双密度(SS,DD)和双面双密度(DS,DD)。双密度软盘上都标有2D或DD标记。5.25英寸和3.5英寸软盘都是双面双密度和高密度(4倍密度,QD)。
软盘的磁头和盘面是接触式读写,寻址时不但有径向而且有周向的摩擦。一个盘片旋转106次以上时应考虑报废,以免超过规定的误码率。
软盘驱动器主要由驱动机构、磁头及定位机构、读写电路组成。软盘控制器解释来自主机的命令并向软盘驱动器发出各种控制信号,同时还要检测驱动器的状态,按规定的数据格式向驱动器读写数据。
③ 磁带存储设备
磁带机的存储原理基本上与磁盘机相同,只是它的载磁体是一种带状塑料,叫做磁带。写入时可通过磁头把信息代码记录在磁带上。当记有代码的磁带在磁头下移动时,就在磁头线圈上感应出电动势,即可读出信息代码。磁带存储设备由磁带机和磁带两部分组成。
磁带有许多种,按带宽分有1/4英寸和1/2英寸;按带长分有2400英尺、1200英尺和600英尺;按外形分有开盘式磁带和盒式磁带;按记录密度分有800位/英寸、1600位/英寸、6250位/英寸;按带面并行记录的磁道数分有9道、16道等。计算机系统中多采用1/2英寸开盘磁带和1/4英寸盒式磁带,它们是标准磁带。
磁带机也有许多种。按磁带机规模分,有标准10英寸磁带机、盒式磁带机和海量宽磁带存储器。按磁带机走带速度分,有高速磁带机(4m/s~5m/s)、中速磁带机 (2m/s~3m/s)和低速磁带机(2m/s以下)。磁带机的数据传输率为c=d×v,其中d为记录密度,v为走带速度。带速快则传输率高。按磁带的记录格式分,有启停式和数据流式。
磁带机为了寻找记录区,必须驱动磁带正走或反走,读写完毕又要使磁头停在两个记录区之间。因此要求磁带机在结构和电路上采取相应措施,以保证磁带以一定的速度平衡地运动和快速启停。
下面简要说明数据流磁带机的结构。数据流磁带机是将数据连续地写在磁带上,每个数据块间插入记录间隙,使磁带机在数据块间不启停。它用电子控制代替机械控制,从而简化了磁带机的结构,降低了成本,提高了可靠性。
数据流磁带机有1/2英寸开盘式和1/4英寸盒式两种。盒式磁带的结构类似于录音带和录像带,盒带内部装有供带盘和收带盘,磁带的长度主要有450英尺和600英尺两种,容量分别为45 MB和60 MB。
数据流磁带机的读写机构和启停式磁带机不同,后者是多位并行读写,而前者是类似于磁盘的串行读写方式,因而决定了两者的记录格式不同。
④ 光盘存储设备
光盘采用聚焦激光束在盘式介质上非接触地记录高密度信息,以介质材料光学性质(如反射率、偏振方向)的变化来表示所存储信息的1或0。它的突出优点是,激光可聚焦到1 μm以下,从而记录的面密度可达到645 Mb/平方英寸,高于一般的磁记录水平。一张CD-ROM盘片的存储容量可达600 MB,相当于400多张1.44 MB的3.5英寸软盘片。光盘的缺点是存取时间长,数据传输率低。
按读写性质来分,光盘分为只读型、一次型、重写型3类。
• 只读型光盘
只读型光盘是厂商以高成本制作出母盘后大批重压制出来的光盘。这种模压式记录使光盘发生永久性物理变化,记录的信息只能读出,不能被修改。典型的产品如下。
► LD:俗称影碟,记录模拟视频和音频信息,可放映60分钟全带宽的PAL制电视。
► CD-DA:数字唱盘,记录数字化音频信息,可存储74分钟数字立体声信息。
► VCD:俗称小影碟,记录数字化视频和音频信息。可存储74分钟按MPEG1标准压缩编码的动态图像信息。
► DVD:数字视盘。单记录层容量为4.7 GB,可存储135分钟按MPEG2标准压缩编码的、相当于高清晰度电视的视频图像信息和音频信息。
► CD-ROM:主要用作计算机外存储器。可记录数字数据,也可同时记录数字化视频和音频信息。
• 一次型光盘
用户可以在这种光盘上记录信息,但记录信息会使介质的物理持性发生永久性变化,因此只能写一次。写后的信息不能再改变,只能读。典型产品是CD-R光盘。用户可在专用的CD-R刻录机上向空白的CD-R盘写入数据,制作好的CD-R光盘可放在CD-ROM驱动器中读出。
• 重写型光盘
用户可对这类光盘进行随机写入、擦除或重写信息。
CD-ROM非常适用于把大批量数据分发给大量的用户,常用的CD-ROM驱动器已经从单倍速(150KBps)光驱发展到了40倍速(6000 KBps),光盘片的直径一般是5.25英寸,光盘信息记录密度比磁盘高,存储容量约为650 MB。可擦写光盘可以反复地进行读写,如同普通的磁盘
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- 来自原声例句
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