1、1系统结构研究所4.4 辅助存储器一、概述1. 特点：不直接与 CPU 交换信息2. 磁表面存储器的技术指标(1) 记录密度道密度 Dt：沿磁盘半径方向长度上的磁道数 道密度磁道数 /存储区域的长度单位：道 /英寸（ TPI）；道 /毫米（ TPM） 位密度 Db：位密度是磁道单位长度上可以记录的二进制代码数位。 位密度磁道容量 /内圈的周长单位：位 /英寸（ BPI）；位 /毫米（ BPM）4.42系统结构研究所几个概念l 记录面：磁盘片表面称为记录面。l 磁道：记录面上一系列同心圆称为磁道。它的编址是由外向内依次编号，最外一个同心圆叫做零磁道。l 柱面：所有记录块上半径相等的磁道的集合称为
2、柱面，一个磁盘组的柱面数等于其中一个记录面上的磁道数。l 扇区：将每一个记录面分成若干个区域，每一个区域称为一个扇区。l 记录块：将每一个磁道分成若干个段，每段称为一个记录块或扇段。4.43系统结构研究所扇 区磁 道磁盘的磁道和扇区磁盘表面被分为许多同心圆，每个同心圆称为一个磁道。每个磁道都有一个编号，最外面的是 0磁道 每个磁道被划分为若干段（段又叫扇区），每个扇区的存储容量为512字节。每个扇区都有一个编号 注：所谓磁盘的格式化操作，指在盘面上划分磁道和扇区，并在扇区中填写扇区号等信息的过程近三十年来，扇区大小一直是 512字节。但最近几年正迁移到更大、更高效的4096字节扇区，通常称为
3、4K扇区。国际硬盘设备与材料协会（ IDEMA）将之称为高级格式化。4系统结构研究所如何增大磁盘片的容量？l 提高盘片上的信息记录密度！l 增加磁道数目 提高磁道密度l 增加扇区数目 提高位密度，并采用可变扇区数低密度存储示意图 高密度存储示意图位密度道密度位密度道密度早期的磁盘所有磁道上的扇区数相同，所以位数相同，内道上的位密度比外道位密度高现代磁盘磁道上的位密度相同，所以，外道上的扇区数比内道上扇区数多，使整个磁盘的容量提高5系统结构研究所在此例中，每个磁道包含 30个固定长度的扇段，每个扇段有 600个字节(17+7+41+515+20=600)。磁盘磁道的格式6系统结构研究所2. 磁表
4、面存储器的技术指标（ 2）存储容量：磁盘存储器可以存储的总字节数l 格式化容量：是可按照某个特定记录格式利用的磁化单元数，也是用户真正可以使用的容量l 格式化容量记录面数 每面的磁道数 扇区数 记录块的字节数，l 单位： KB或 MB。l 非格式化容量：是磁记录表面可以利用的磁化单元总数。l 非格式化容量记录面数 每面的磁道数 磁道容量，l 单位 :KB或 MB。l 关系：格式化容量一般为非格式化 60 704.47系统结构研究所平均存取时间磁 头 磁道旋 转轴碟片硬盘的操作流程如下： 所有磁头同步寻道（由柱面号控制） 选择磁头（由磁头号控制） 被选中的磁头 等待扇区到达磁头下方（由扇区号控制
5、） 读写该扇区中的数据8系统结构研究所（ 3）平均寻址时间：从读写命令发出后，磁头从某一起始位置出发移动到新的记录位置，到开始从盘片表面读出或写入信息所需要的时间。l 寻道时间：将磁头定位到所要求的磁道上所需要的时间l 等待时间：等待磁道上需要访问的信息到达磁头下的时间l 平均寻址时间平均寻道时间平均等待时间。l 平均寻道时间（最大寻道时间最小寻道时间） /2；l 平均等待时间磁盘旋转一周所需时间的一半，即 1/2（ 1/转速）。 2. 磁表面存储器的技术指标 4.49系统结构研究所l 磁盘上的信息以扇区为单位进行读写，平均存取时间为：T = 寻道时间 + 旋转等待时间 + 数据传输时间（忽略不计）l 寻道时间 磁头寻找到指定磁道所需时间 (大约 5ms)l 旋转等待时间 指定扇区旋转到磁头下方所需要的时间 (大约 4 6ms) ( 转速： 4200 / 5400 / 7200 / 10000rpm )l 数据传输时间 ( 大约 0.01ms / 扇区 )10系统结构研究所（ 4）数据传输率：磁盘存储器在单位时间能向主机传送的字节数。l Dr = Db Vl 如果磁盘的旋转速度为每秒 n转，每条磁道的容量为 N个字节，则数据传输率Dr nN（ B/s） 2. 磁表面存储器的技术指标 4.4
