1、1磁记录介质硬磁材料和软磁材料：磁场强度 H，使磁性材料产生一定的磁化强度 M。外加磁场强度变回 0 时，对应的磁化强度值 Mr 称为剩余磁化，磁化强度为 0 时，对应的磁场强度 Hc 称为矫顽力。硬磁材料：矫顽力大的磁性材料。也就是，即使去掉磁场，仍有很大剩磁的材料。如磁铁，磁记录材料（磁盘） 。软磁材料：矫顽力很小的磁性材料。去掉磁场几乎没有多少剩磁。如磁头，变压器铁芯。磁盘：磁盘高速旋转，磁头可作径向移动，磁头停在某一个位置，就可对磁盘的某一磁道进行读写。磁盘有软磁片和硬磁片之分，有单磁片和多磁片之分，每个磁片有单面和双面之分。磁记录信息的记录与再现：记录：记录电流足够大，产生的磁场强度
2、能克服磁介质的矫顽力，就能在其表面产生一个磁化区域，它的方向由 N 极（ +极）指向 S 极（-极） 。2再现：要想把磁化状态转化为电信号，根据法拉第电磁感应定律，感应的电动势：e = - (d/dt)。磁头的线圈为 N 匝时，可认为磁通量 通过线圈 N 次，这时的电动势为：挲在磁记录中，读取的不是介质上的磁化结果，而是读取磁化的变化。可以说记录过程是安培定律的实际应用，再生过程是法拉第定律的实际应用。01 信号的记录与再现实例：3数字（0，1）磁记录的记录方式和编码方式1 记录密度：磁道上单位长度（通常指 1 英寸）上能记录的二进制数据位的数量。位密度越高，磁盘存储容量越高，存取速度越快，位
3、价格降低。2 自同步能力：由于磁盘机械装置的离散性，特别是磁盘转速的误差，使读出信号峰值位置产生漂移，在无自同步提取数据位时极易发生误码。对于串行存储的数据位，只要丢掉一位就会造成整个存储失败。存储数据的磁盘要求有尽可能高的存储密度和一定的自同步能力。就要采用相应的记录方式和编码方式。记录方式：一 归零制（RZ）：用正脉冲电流波表示 “1”，用负脉冲电流波表示“0” ，每次磁化后 总要回复到非磁状态。其特点是：1 位密度低：每一个数据位都要翻转两次，有非磁化区。2 具有自同步能力：记录每位数据时都要翻转，所以在读出时每一位信息本身都包含了可作为时钟的同步脉冲。4二 归偏制（RB）：用正脉冲电流
4、波表示“1” ，但对 “0”或无信息时，写电流置于反向饱和电流值。其特点是：1 位密度：比归 0 制高。记录“1”时磁层翻转二次，记录“0”时磁层不翻转。2 无自同步能力。三 不归零制（NRZ）：记录“1”时写线圈通正向电流，记录“0”写线圈通反向电流。1 位密度提高：仅在相邻信息不同时，磁通才有变化。2 无自同步能力。四 逢“1”翻转的不归零制（NRZI）：仅在记录“1”时才改变电流方向，记录“0”时不改变电流方向。1 位密度与 NRZ 制相同。2 无自同步能力。在记录连续几个“0”时，读取时没有磁通变化，只能按理论的时间判断是几个“0” ，因磁盘转速的离散性，会失去同步。编码方式：一调频制
5、（FM）：在 NRZI 的基础上，每位数据位前加上同步时钟信息（“1” ） ，记录“1”的电流变化频率是记录“0” 的电流变化频率的一倍。1 位密度低。2 具有完整的自同步能力。二改进调频制（MFM）：记录“1”时磁化方向仅翻转一次，记录单个“0” 磁化方向不翻转，仅当出现连续两个“0”时，磁化方向才在位元交界处翻转一次。1 位密度是 FM 制的一倍。2 具有不很完善的自同步能力。提高了对读电路的要求。三改进的改进调频制（M 2FM）：记录“1”和记录“0”的方法同 MFM。不同的是，在连续记录几个“0”时，连续两个“0”位元间磁化方向翻转的条件是前面连续两个“0”位元间磁化方向没有翻转。比
6、MFM 插入的时钟位更少。四调相制（PM）：记录“1”时磁化电流由负变正（在位元中间处） ，记录“0”时磁化电流由正变负（在位元中间处） 。有完整的自同步能力，但位密度低。5数据 1 0 1 1 0 0 0 1五成组编码（GCR）：如下表（GCR4/5）磁道格式（磁盘格式化）以 5 寸软磁盘为例：磁盘存贮空间由若干磁道组成。1 磁道首部：由间隔 GAP1 组成，为 32B 的 FFH，用于缓冲，防止索引孔检测装置的误差而影响盘片的互换性。2 扇区段：由若干等长的扇区组成，每个扇区都分割成地址场和数据场，另有两个间隙（GAP2,GAP3 ） 。地址场由同步（ SYNC） ，地址标志（ ID AM
7、） ，地址字段（ID）和校验码（CRC ）组成。 SYNC 占 12B 的 00H，在读盘时用于锁相电路锁住读出数据所需的同步时间。地址标志表明下一字段是扇区地址。地址字段占4B，依次为磁道号（C） ，磁头号（H ） ，扇区号（R ） ，每扇区字节数（ N） 。N 用0，1，2，3 分别表示每扇区字节数为 128，256，512，1024。地址场后留出 22B的间隙 GAP2，用于从读数据到写数据电路的切换时间。数据场设置原理与地址场相同。数据场后是间隔 GAP3，它的长度随每磁道设置的扇区数而变，是为补偿因主轴转速出现偏差引起的扇区长度的变化。3 磁道尾部（GAP4）：它的长度随每磁道设置的
8、扇区数而变，是为补偿因主轴转速出现偏差引起的扇区段所占磁道长度的变化。6硬盘磁道格式见下图。7扇区交错数：由于硬盘转速高于软盘十倍，当系统欲连续读取同一磁道的几个扇区时，读第一个扇区进入缓冲区后，在向系统传送时，因盘片旋转太快，第二个扇区可能早就从磁头下方越过，必需等待盘片转一圈后再读第二个扇区。因此，扇区的位置号不是顺序编号，根据磁盘数据传输率，让扇区交错排列，当第一个扇区读出并完成传送后，第二个扇区正好位于磁头的下方。例如，扇区交错数为 6 的排列如下：1，4，7，10，13，16，2，5，8，11，14，17，3，6，9，12，15磁盘的文件系统我们平常使用磁盘存取数据是通过操作系统，以
9、文件为单位，用文件名作标示符对某一数据集合进行存贮和读取。具体存在什么位置，到哪去读取是由操作系统完成的。为简单地说明文件系统的工作原理，我们介绍 DOS 如何处理 1.4M 软盘的文件系统（便于做实验） 。磁盘格式化后，DOS 对磁盘的操作均采用逻辑扇区为访问对象。逻辑扇区编号以 0 磁头 0磁道上的第 1 个扇区为逻辑 0 扇区，对某一磁道先编低号磁头下的所有扇区号，然后编下一磁头号下的所有扇区号，直到该磁道所有磁头下的扇区都编完，再进到下 1 磁道，依次类推。磁盘逻辑格式布局：81 保留区：（0 扇区）主要是磁盘的参数表。2 FAT：文件分配表，表明每个文件都存贮在哪些扇区。3 FDT：
10、目录区，每个文件的目录信息。保留区9我们主要关注磁盘 I/O 参数表（ BPB） ，从 0BH 位置开始的 19 个字节。下面按顺序列出 11 个参数，其括号内的数字是参数的字节数。每扇区字节数（2） ，每簇扇区数（1） ，保留扇区（2） ，FAT 数目（1） ，根目录登记项数（2） ，总扇区数（2） ，磁盘介质标志（1） ，每个 FAT 扇区数（2） ，每道扇区数（2） ，磁头数（2） ，隐含扇区数（2） 。以 1.4M 软盘为例：说明：101 从 0BH 位置取 2 字节：00 02，低字节在前，每扇区是 512 字节。2 取 1 个字节：01，每簇 1 个扇区。3 取 2 个字节：01
11、00，保留扇区是 1 个扇区。4 取 1 个字节：02，有 2 个 FAT。5 取 2 个字节：E0 00，根目录登记项数 224 个。6 取 2 个字节：40 0B，总扇区数 11*256+64=2880 个。7 取 1 个字节：F0，1.4M 磁介质标志。8 取 2 个字节：09 00，每个 FAT 有 9 个扇区。9 取 2 个字节：12 00，每个磁道有 18 个扇区。10 取 2 个字节：02 00，有 2 个磁头。11 取 2 个字节：00 00，0 个隐含扇区。文件目录表（FDT）每个文件目录登记项在 FDT 中占 32 个字节，每个扇区是 512 字节，可有 16 个目录项，整
12、个磁盘有 224 个目录登记项，所以 FDT 占用 14 个扇区。文件名域（8）：8 个字节，存放文件名的 8 个 ASCII 码。扩展名域（3）：3 个字节，文件扩展名 3 个 ASCII 码。属性域（1）：1 个字节，20H （存档） ，01H （只读） ，02H（隐含） ，04H（系统） ，10H（子目录）时间域（2）：2 个字节，小时（高 5 位） ，分（中间 6 位） ，秒（低 5 位） 。日期域（2）：2 个字节，年（高 7 位，相对 1980 年） ，月（中间 4 位） ，日（低 5 位） 。首簇域（2）：2 个字节，分配给文件的第 1 个簇号，其他簇可在 FAT 的“簇号链”中找到。长度域（4）：4 个字节，文件的实际字节数。文件分配表（FAT）FAT 的第 1 个字节是磁盘介质标志，后面 2 个字节（12 位格式）是 FFH。下面就是文件的“簇号链” 。文件数据区首扇区号=保留扇区数+FAT 扇区数+FDT 扇区数。1.4M 软盘的文件数据区首扇区号=1+9+9+14=33（21H ）在文件目录表中给出了每个文件的首簇号，有了它就可在 FAT 的“簇号链”中找到它的其
