计算机组成原理17.4.1磁记录原理及记录方式①存储容量大,位价格低;②记录介质可反复使用,记录信息能长久保存;③属非破坏性读出。磁表面存储器的特点:优点:缺点:存取速度较慢,机械结构复杂,对工作环境要求较高。7.4硬磁盘存储设备第一页,共七十四页。计算机组成原理21、磁表面记录原理利用磁表面不同的剩磁状态记录二进制信息,例如,用+Br表示“1”,用-Br表示“0”。(1)记录介质磁层在基体上涂布1∼5μm厚度的rFe2O3(如软磁盘)或电镀0.2∼1μm厚度的镍钴合金(如硬磁盘)。(2)磁-电转换器件是磁头由铁心(有头隙)和线圈组成。第二页,共七十四页。计算机组成原理31、磁表面记录原理+Br-Br+Hc-Hc0HmHB-Hm-BmBmIt写“1”电流写“0”电流图3.45磁性材料的磁滞回线第三页,共七十四页。计算机组成原理4磁质材料的磁滞回线示意图7.10.swf第四页,共七十四页。计算机组成原理52、磁表面的读写原理(1)写操作写入线圈通入写脉冲电流I,则有磁通Φ产生,通过磁头缝隙将高速运动的磁层磁化,磁层的剩磁记录了写入的信息。写入过程是把二进制位变为磁化位(磁化元)第五页,共七十四页。计算机组成原理6写局部磁化单元载磁体写线圈SNI局部磁化单元写线圈SN铁芯磁通磁层写入“0”写入“1”I写入操作第六页,共七十四页。计算机组成原理7(2)读操作记录有磁化位的磁层高速通过磁头缝隙,与铁心耦合形成闭合磁路,磁通的变化可在读出线圈感应出电势,经放大输出1或0的信号。e=–K×(dΦ/dt)第七页,共七十四页。计算机组成原理8读出操作N读线圈S读线圈SN铁芯磁通磁层运动方向运动方向ssttffee读出“0”读出“1”读第八页,共七十四页。计算机组成原理9写读波形图:1011I0t通过磁头线圈的写电流t0Φ信息记录后的磁层磁化状态t0T选通脉冲图3.47记录方式的写读波形图t0e载磁体磁化单元读出信号波形1011第九页,共七十四页。计算机组成原理103、磁记录方式①写“1”时通入正向脉冲电流,写“0”时通入负向脉冲电流,写入结束,记录电流恢复为零。②特点:简单易行,但记录密度低,抗干扰能力差。磁表面存储器记录二进制信息的写电流的编码方式。(1)归零制(Returnzero)第十页,共七十四页。计算机组成原理11011100010数据序列RZ第十一页,共七十四页。计算机组成原理12(2)不归零制(Non-ReturnZero)写入线圈在写入时始终有电流。①见“1”就翻不归零制(NRZ1):记录“0”时写电流不变向,遇“1”时写电流变向。②特点:抗干扰性能较好第十二页,共七十四页。计算机组成原理13数据序列10000111NRZ-1图3.48磁记录方式(不归零-1制)第十三页,共七十四页。计算机组成原理14(3)调相制(PhaseModulation)①写电流规律:记录“0”时,写电流先正后负(0相位);记录“1”时,写电流先负后正(π相位)②特点:读“1”读“0”输出信号相位相反,可从读出信号提取自同步定时脉冲,抗干扰能力较强。磁带存储器常用PM。第十四页,共七十四页。计算机组成原理15数据序列10000111NRZ-1PM图3.48磁记录方式(调相制)第十五页,共七十四页。计算机组成原理16(4)调频制(FrequencyModulation)①写电流规律:记录“0”时,信息位交界处写电流变向;记录“1”时,在位周期中间电流变向。②特点:写“1”电流的频率是写“0”的2倍,记录密度高,具有自同步能力。第十六页,共七十四页。计算机组成原理17数据序列10000111NRZ-1PMFM图3.48磁记录方式(调频制)第十七页,共七十四页。计算机组成原理18(5)改进型调频制(ModifiedFrequencyModulation)写电流规律:写“1”则在位中间电流变向,独立写“0”时电流不变向,连续写两个“0”时,则在位之间电流变向。小结:MFM比FM写电流翻转次数少约一半,按FM翻转的最小间隔记录信息,则MFM密度高约一倍。双密度-MFM单密度-FM还有改进的MFM记录方式MMFM(四频制)、游程长度受限码RLLC、成组编码GCR等。第十八页,共七十四页。计算机组成原理19数据序列10000111NRZ-1PMFMMFM图3.48磁记录方式(改进调频制)第十九页,共七十四页。计算机组成原理20011100010数据序列RZNRZ1PMFMMFM前面,归零制的数据,请同学们自己写出其余的4种磁记录方...