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大容量存储器

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英文名称
定义
优缺点
磁盘机
光盘存储器

    英文名称

    mass storage;mass memory;bulk storage;mass storage device; bulk memory; large memory;large capacity storage;massstorage device

    定义

    为了弥补计算机主存储器容量的有限,而配置的具有大容量的辅助存储器。主要包括磁盘、磁带和光盘等。

    优缺点

    大容量存储系统优于主存储器之处在于无挥发性和大的存储容量,并且在许多情况下,可以把存储介质从机器上拆卸下来,作为档案资料保存。

    容量存储器的主要缺点是它们一般需要机械运动,与实现的全部是电子动作的计算机主存储器相比,它们就具有较长的响应时间。

    磁盘机

    磁盘机是现在所使用的大容量存储器中最普遍的一种,其内部带磁涂层、旋转的薄圆盘是用来保存数据的。读/写头安置在圆盘的上方或下方以至当圆盘旋转时,每一个磁头就绕着圆盘的上表面或下表面旋转出一个叫磁道(Track)的圆圈。通过改变读/写头的位置,便可访问不同的同心磁道。很多情况下,一个磁盘存储系统是由若干个安装在一个共同的转轴上的盘片组成,一个在另一个的顶上,它们之间留有供读/写头滑动的足够空间。在这种情形下,这些读/写头是同步运动的。每一时刻读/写头都改变位置,一组新的磁道(叫做柱面dylinder)就变为可访问的。

    一个磁道所包含的信息比在任何一个时刻所常规处理的还要多,每个磁道被划分成弧段(叫扇区Sector),在扇区上信息被记录为一个连续的位的串(图1)。在一个磁盘系统中,每个磁道含有相同数量的扇区,并且每个扇区含有相同数量的位。这就意味着,靠近盘中心的磁道上扇区里的位要比外侧磁道上的那些存储得密实些。

    一个磁盘存储系统是由许多单独的扇区组成,其中每一个扇区可以作为一个独立位串被存取。随着磁盘系统的不同,每个盘面上的磁道数以及每个磁道上的扇区数有很大的变化。扇区的容量倾向于不超过几kB,512字节或1024字节的扇区是普通的。

    磁道和扇区的位置在磁盘物理结构中不是一个永久不变的部分。它们是经过一个叫做格式化(或初始化)磁盘的过程来磁性定位的。这个过程执行的结果是产生格式化的磁盘。大多数计算机系统都能完成这个任务。所以,如果磁盘上的格式化信息被破坏,就可以重新格式化磁盘,经过这个过程先前记录在磁盘上的信息全部被消除掉。

    磁盘上的信息以块作为存取单位,一个信息块可以是一个扇区或是多个扇区。磁盘机与主存储器交换信息时,应给出磁盘的盘面号、磁道号、扇区号及存取信息块的长度,这些参数实际上就是访问磁盘存储器的“地址”。这样,当主机访问磁盘存储器时,先根据给定的盘面号,启动该盘面上的读/写头处于读/写状态,然后由磁头步进电机将上述磁头移动到给定磁道号的磁道上,磁盘在驱动电机的驱动下旋转,当给定扇区号的扇区进入上述磁头的下面时(或上面时),便可以用该磁头来存取信息,直到给定长度的信息全部存取完毕。

    磁盘存储系统的性能主要用下面的四项指标来衡量:记录密度、存储容量、寻址时间和数据传输速率。

    ① 记录密度

    记录密度又称存储密度,一般用磁道密度和位密度来表示。磁道密度是指沿磁盘半径方向、单位长度内磁道的条数,其单位是道/英寸。位密度是指沿磁道方向、单位长度内包含的位的数目,单位是位/英寸。

    ② 存储容量

    磁盘机的存储容量是指它所能够存储的有用信息的总量,其单位是字节(Byte)。存储容量可用下列公式计算:

    C=n×K×S×b

    式中 n——存储信息的盘面数;

    K——每个盘面上的磁道数;

    S——每一磁道上的扇区数;

    b——每个扇区可存储的字节数。

    ③ 寻址时间

    寻址时间是指磁头从启动位置到达所要求的读/写位置所经历的全部时间,它包括寻道时间(Seek time)和平均等待时间(Rotation delay or latency time)两部分。寻道时间是指磁头找到目的磁道所需的时间;平均等待时间是指所需要读/写的扇区旋转到磁头的下方所用的平均时间。因为磁头等待不同的扇区所用的时间不同,故一般取磁盘转一周所用时间的一半作为平均等待时间。显然,平均等待时间与磁盘的转速有关,寻道时间由磁盘的性能决定,它由磁盘生产厂家给出。

    ④ 数据传输速率

    数据传输速率是指磁头找到地址后,每秒读出或写入的字节数。

    2009-5-17

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