【正文】 同步能力。 ?　　除了上述幾種記錄方式外，還有游程長(zhǎng)度受限碼 RLLC、成組編碼 GCR等記錄方式。自同步能力的大小可以用最小磁化翻轉(zhuǎn)間隔與最大磁化翻轉(zhuǎn)間隔的比值 R來(lái)衡量。 ?外圍設(shè)備 ?　　在磁表面存儲(chǔ)器中，利用一種稱(chēng)為 磁頭 的裝置來(lái)形成和判別磁層中的不同磁化狀態(tài)。 在這個(gè)磁場(chǎng)作用下，載磁體就被磁化成相應(yīng)極性的磁化位或磁化元。顯然，一個(gè)磁化元就是一個(gè)存儲(chǔ)元，一個(gè)磁化元中存儲(chǔ)一位二進(jìn)制信息。當(dāng)磁頭對(duì)載磁體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于磁頭鐵芯中磁通的變化，使讀出線圈中感應(yīng)出相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì) e，其值為　　負(fù)號(hào)表示感應(yīng)電勢(shì)的方向與磁通的變化方向相反。外圍設(shè)備磁表面存儲(chǔ)器存取信息的原理：　　通過(guò)電 磁變換，利用磁頭寫(xiě)線圈中的脈沖電流，可把一位二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換成載磁體存儲(chǔ)元的不同剩磁狀態(tài)；反之，通過(guò)磁 電變換，利用磁頭讀出線圈，可將由存儲(chǔ)元的不同剩磁狀態(tài)表示的二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。磁盤(pán)控制器包括控制邏輯與時(shí)序、數(shù)據(jù)并 串變換電路和串 并變換電路。由于數(shù)據(jù)是一位一位串行讀出的，故要送至串 并變換寄存器變換為并行數(shù)據(jù)，再并行送至計(jì)算機(jī)。 ? (2)固定磁頭磁盤(pán)機(jī) 特點(diǎn)是磁頭位置固定，磁盤(pán)的每一個(gè)磁道對(duì)應(yīng)一個(gè)磁頭，盤(pán)片不可更換。 ? (4)溫徹斯特磁盤(pán)機(jī) 溫徹斯特磁盤(pán)簡(jiǎn)稱(chēng)溫盤(pán)，是一種采用先進(jìn)技術(shù)研制的 可移動(dòng)磁頭固定盤(pán)片 的磁盤(pán)機(jī)。外圍設(shè)備 硬磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和控制器 ?　　磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器 是一種精密的電子和機(jī)械裝置，因此各部件的加工安裝有嚴(yán)格的技術(shù)要求。由于磁盤(pán)存儲(chǔ)器是高速外存設(shè)備，故與主機(jī)之間采用成批交換數(shù)據(jù)方式。外圍設(shè)備 磁盤(pán)上信息的分布　　盤(pán)片的上下兩面都能記錄信息，通常把磁盤(pán)片表面稱(chēng)為 記錄面 。磁盤(pán)記錄面經(jīng)這樣編址后，就可用 n磁道 m扇區(qū) 的磁盤(pán)地址找到實(shí)際磁盤(pán)上與之相對(duì)應(yīng)的記錄區(qū)。 ? 　　在磁道上，信息是按扇區(qū)存放的，每個(gè)扇區(qū)中存放一定數(shù)量的字或字節(jié)，并且， 各個(gè)扇區(qū)存放的字或字節(jié)數(shù)是相同的 。 磁盤(pán)存儲(chǔ)器的每個(gè)扇區(qū)記錄定長(zhǎng)的數(shù)據(jù)，因此讀 /寫(xiě)操作是以扇區(qū)為單位一位一位串行進(jìn)行的。 兩個(gè)扇標(biāo)脈沖之間的一段磁道區(qū)域即為一個(gè) 扇區(qū) (一記錄塊 )。數(shù)據(jù)之后是校驗(yàn)字，它用來(lái)校驗(yàn)磁盤(pán)讀出的數(shù)據(jù)是否正確。位密度是磁道單位長(zhǎng)度上能記錄的二進(jìn)制代碼位數(shù)， 單位為位 /英寸。格式化容量是指按照某種特定的記錄格式所能存儲(chǔ)信息的總量，也就是用戶(hù)可以真正使用的容量。目前， 達(dá)幾十 GB。平均找道時(shí)間是最大找道時(shí)間與最小找道時(shí)間的平均值，目前平均找道時(shí)間為 10—20ms 。傳輸率與存儲(chǔ)設(shè)備和主機(jī)接口邏輯有關(guān)。目前磁盤(pán)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)幾十兆字節(jié) /秒。 故： Dr=rN=403454B=13816 B/s?外圍設(shè)備 (4)采用定長(zhǎng)數(shù)據(jù)塊格式，直接尋址的最小單位是一個(gè)記錄塊 (一個(gè)扇區(qū) )，每個(gè)記錄塊記錄固定字節(jié)數(shù)目的信息，在定長(zhǎng)記錄的數(shù)據(jù)塊中，本例活動(dòng)頭磁盤(pán)組的編址方式可用如下格式：軟磁盤(pán)存儲(chǔ)器由軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、軟盤(pán)控制器、軟磁盤(pán)片三大部分組成。 ? (3)硬盤(pán) 是浮動(dòng)磁頭讀寫(xiě)，磁頭不接觸盤(pán)片； 軟盤(pán) 磁頭是接觸式讀寫(xiě)。從內(nèi)部結(jié)構(gòu)上來(lái)看，又可按使用的記錄密度不同，分為雙面雙密度、雙面高密度等多種。套內(nèi)有一層無(wú)紡布，用來(lái)防塵，消除靜電，保護(hù)盤(pán)面不受碰撞。這些信息一起構(gòu)成磁盤(pán)的軟分段信息。盤(pán)片在出廠前都要進(jìn)行 預(yù)格式化 ，即完 成軟分段工作。每條磁道分成多少個(gè)扇區(qū)，取決于記錄格式。按記錄面和密度的不同， 8英寸軟盤(pán)有四種形式：?jiǎn)蚊鎲蚊芏?(SS， SD)、 雙面單密度 (DS， SD)、 單面雙密度 (SS， DD)、 雙面雙密度 (DS，DD)， 雙密度軟盤(pán)上都標(biāo)有 “2D” 或 “DD” 標(biāo)記。外圍設(shè)備 軟盤(pán)的記錄格式　　記錄格式 指的是磁盤(pán)表面上信息的存儲(chǔ)格式。 ?外圍設(shè)備　　每個(gè)扇區(qū)有 188個(gè)字節(jié)，其中真正的數(shù)據(jù)只有 128個(gè) 字節(jié)。對(duì)雙面雙密度軟盤(pán)，均有相應(yīng)的格式規(guī)定。因?yàn)橥ㄟ^(guò)對(duì)磁盤(pán)控制器編程，可以隨意指定每條磁道上的扇區(qū)數(shù)目和所采用的記錄格式，還可以調(diào)整間隙長(zhǎng)度，改變磁盤(pán)地址的安排順序。 具體執(zhí)行如下控制 ： ? (1)找道操作 將磁頭定位在目標(biāo)磁道上。 ? (4)寫(xiě)數(shù)據(jù) 不僅將原始信息經(jīng)編碼后寫(xiě)入磁盤(pán)，同時(shí)要寫(xiě)上數(shù)據(jù)區(qū)標(biāo)志， CRC校驗(yàn)碼及間隙。為此專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了軟盤(pán)控制器芯片，將許多功能集成在一塊 LSI芯片上，并用此芯片構(gòu)成軟磁盤(pán)控制器，教材圖 uPD765芯片的軟盤(pán)控制器框圖。 ? 　　 驅(qū)動(dòng)器提供給控制器的信號(hào)有 ：讀出數(shù)據(jù)，寫(xiě)保護(hù) (表示盤(pán)片是否貼有寫(xiě)保護(hù)標(biāo)志 )、索引、 0號(hào)磁道 (表示磁頭正停在 0號(hào)磁道 )。　　按磁帶機(jī)走帶速度分，有高速磁帶機(jī) (4—5m/s) 、中速磁帶機(jī) (2—3m/s ）、低速磁帶機(jī) (2m/s以下 )。按磁帶的記錄格式分類(lèi)，有啟停式和數(shù)據(jù)流式。它用電子控制代替機(jī)械控制從而簡(jiǎn)化了磁帶機(jī)的結(jié)構(gòu)，降低了成本，提高了可靠性。外圍設(shè)備 磁帶的記錄格式 　　 1/2英寸 9道啟停式磁帶是一種國(guó)際上通用的標(biāo)準(zhǔn)磁帶。一種是 文件形式 ，一盤(pán)帶可記錄若干個(gè)文件，一個(gè)文件又分若干數(shù)據(jù)塊 Bi。在 9道帶中， 8位是數(shù)據(jù)磁道，存儲(chǔ)一個(gè)字節(jié) ，另一位是這一字節(jié)的奇偶校驗(yàn)位，叫做橫向奇偶校驗(yàn)碼。如下圖所示：注意 數(shù)據(jù)流磁帶機(jī)是串行逐道記錄，其讀寫(xiě)順序類(lèi)似于磁盤(pán)。 求： ? (1)磁帶記錄密度每毫米多少字節(jié)； ? (2)數(shù)據(jù)傳輸率； ? (3)每個(gè)塊占磁帶長(zhǎng)度； ? (4)整盤(pán)帶可容納的記錄條數(shù)； ? (5)讀出 160 000條記錄所需的時(shí)間。 有效時(shí)間 t2：不包括塊間間隔， 160 000條記錄的讀出時(shí)間，已求出傳輸率為 738千字節(jié) /s，故 t2=(160 000128)/738=27s ；間隔時(shí)間 t3：計(jì)算出總的塊間隔長(zhǎng)度，然后除以帶速。一張 CDROM盤(pán)片的存儲(chǔ)容重可達(dá) 600MB，相當(dāng)于 400多張 盤(pán)片。這種模壓式記錄使光盤(pán)發(fā) 生永久性物理變化，記錄的信息只能讀出，不能被修改?？纱鎯?chǔ) 74分鐘按 MPEG1標(biāo)準(zhǔn)壓縮編碼的動(dòng)態(tài)圖像信息。外圍設(shè)備★ 一次型光盤(pán) ? 　　用戶(hù)可以在這種光盤(pán)上記錄信息，但記錄信息會(huì)使介質(zhì)的物理特性發(fā)生永久性變化，因此只 能寫(xiě)一次。 外圍設(shè)備★ 重寫(xiě)型光盤(pán)　　用戶(hù)可對(duì)這類(lèi)光盤(pán)進(jìn)行隨機(jī)寫(xiě)入、擦除或重寫(xiě)信息?！　?PC 相變盤(pán)。 ? 　　無(wú)論是磁光盤(pán)還是相變盤(pán)，介質(zhì)材料發(fā)生的物理特性改變都是可逆變化，因此是可重寫(xiě)的。由于只讀型光盤(pán)是生產(chǎn)廠家制造，為了大量復(fù)制，需要制作母盤(pán)，為此將存儲(chǔ)信息以表面坑點(diǎn)形式記錄在母盤(pán)上。 ?外圍設(shè)備 ?　　信息記錄的軌跡稱(chēng)為 光道 。 4字節(jié)的扇區(qū)標(biāo)識(shí) (ID)區(qū)用于說(shuō)明此扇區(qū)的地址和工作模式。共有三種模式：模式 0規(guī)定數(shù)據(jù)區(qū)和校驗(yàn)區(qū)的全部 2336個(gè)字節(jié)都是 0，這種扇區(qū)不用于記錄數(shù)據(jù)，而是用于光盤(pán)的導(dǎo)入?yún)^(qū)和導(dǎo)出區(qū)；模式 1規(guī)定 288字節(jié)的校驗(yàn)區(qū)為 4字節(jié)的檢測(cè)碼 (EDC)、8字節(jié)的保留域 (未定義 )和 276字節(jié)的糾錯(cuò)碼 (ECC)，這種扇區(qū)模式有 2048字節(jié)的數(shù)據(jù)并有很強(qiáng)的檢測(cè)和糾錯(cuò)能力，適合于保存計(jì)算機(jī)的程序和數(shù)據(jù)；模式 2規(guī)定 288字節(jié)的檢驗(yàn)區(qū)也用于存放數(shù)據(jù)，用于保存聲音、圖像等對(duì)誤碼率要求不高的數(shù)據(jù)。外置式 CDROM驅(qū)動(dòng)器需用數(shù)據(jù)線與主機(jī)相連，電源也是獨(dú)立的。從性能價(jià)格比考慮， 16速的 CDROM驅(qū)動(dòng)器較為適宜，其數(shù)據(jù)傳輸率為 2400KB/s，已是軟驅(qū)的4—8 倍。目前普遍選用 IDE或 EIDE接口。外圍設(shè)備本章小結(jié) 1. 外圍設(shè)備大體分為輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、外存設(shè)備、數(shù)據(jù)通信設(shè)備、過(guò)程控制設(shè)備五大類(lèi)。先進(jìn)的顯示控制器具有圖形加速能力。 ? 5. 硬磁盤(pán)按盤(pán)片結(jié)構(gòu)分為可換盤(pán)片式、固定盤(pán)片式兩種，磁頭也分為可移動(dòng)磁頭和固定磁頭兩種。 (2)硬盤(pán)有固定頭、固定盤(pán)、盤(pán)組等結(jié)構(gòu)；軟盤(pán)都是活動(dòng)頭，是可換盤(pán)片結(jié)構(gòu)。 ?外圍設(shè)備 7. 光盤(pán)是近年發(fā)展起來(lái)的一種外存設(shè)備，是多媒體計(jì)算機(jī)不可缺少的設(shè)備。 ? 8. CDROM光盤(pán)由于存儲(chǔ)容量大、耐用、易保存等優(yōu)點(diǎn)，因此成為計(jì)算機(jī)大型軟件的傳播載體和電子出版物的媒體。 (2)一次型光盤(pán)：用戶(hù)可在這種光盤(pán)上記錄信息，但只能寫(xiě)一次，寫(xiě)后的信息不能再改變，只能讀。 (4)硬盤(pán)系統(tǒng)造價(jià)貴，大部分盤(pán)片不能互換；軟盤(pán)系統(tǒng)造價(jià)低，盤(pán)片保管方便使用靈活，具有互換性。 ? 外圍設(shè)備 5. 軟磁盤(pán)與硬磁盤(pán)的存儲(chǔ)原理與記錄方式基本相同，但在結(jié)構(gòu)和性能上存在較大差別。常用的打印設(shè)備有點(diǎn)陣式打印機(jī)、寬行打印機(jī)、激光打印機(jī)、彩色噴墨打印機(jī)等，它們都屬于 硬拷貝 輸出設(shè)備。 2. 不同的 CRT顯示標(biāo)準(zhǔn)所支持的最大分辨率和顏色數(shù)目是不同的。只要使用 40芯纜將 CDROM驅(qū)動(dòng)器背面的 40芯插座與主板或多功能適配器卡上的 IDE或EIDE接口的插座相連即可。一般選擇 256KB的 CDROM驅(qū)動(dòng)器。之后陸續(xù)推出雙速 (2) ， 4速 (4) ， … ， 16速 (16) ，甚至 24速(24) 的 CDROM驅(qū)動(dòng)器。計(jì)算模式 1和模式 2情況下光盤(pán)存儲(chǔ)容量是多少 ??【解】： 扇區(qū)總數(shù) =606075=270000( 扇區(qū) ) 模式 1存放計(jì)算機(jī)程序和數(shù)據(jù)，其存儲(chǔ)容量為： 2700002048/1024/1024=527MB ? 模式 2存放聲音、圖像等多媒體數(shù)據(jù)，其存儲(chǔ)容量為： 2700002336/1024/1024=601MB ?外圍設(shè)備 CDROM驅(qū)動(dòng)器及其接口　　 CDROM驅(qū)動(dòng)器有 內(nèi)置式 和 外置式 兩種。由于光盤(pán)的恒定線速度是每秒鐘讀出 75個(gè)扇區(qū)，故 FR的值實(shí)際上就是秒內(nèi)的扇區(qū)號(hào) (0—74) 。扇區(qū)的結(jié)構(gòu)如圖：　　光盤(pán)扇區(qū)分為 4個(gè)區(qū)域。讀出時(shí)，當(dāng)激光束聚焦點(diǎn)照射在凹坑上時(shí)將發(fā)生衍射，反射率低；而聚焦點(diǎn)照射在凸面上時(shí)大部分光將返回。只讀型光盤(pán)系統(tǒng)的原理：　　即光盤(pán)上的信息以坑點(diǎn)形式分布，有坑點(diǎn)表示為 “1” ，無(wú)坑點(diǎn)表示為 “0” ，一系列的坑點(diǎn) (存儲(chǔ)元 )形成信息記錄道。寫(xiě)入時(shí)，強(qiáng)弱不同的激光束對(duì)記錄點(diǎn)加熱再快速冷卻后，記錄點(diǎn)分別呈現(xiàn)為非晶態(tài)和晶態(tài)。利用熱磁效應(yīng)寫(xiě)入數(shù)據(jù)：當(dāng)激光束將磁光介質(zhì)上的記錄點(diǎn)加熱到居里點(diǎn)溫度 以上時(shí)，外加磁場(chǎng)作用改變記錄點(diǎn)的磁化方向，而不同的磁化方向可表示數(shù)字 “0” 和 “1” 。典型產(chǎn)品是 CDR光盤(pán)。單記錄層容量為 ，可存儲(chǔ) 135分鐘按MPEG2標(biāo)準(zhǔn)壓縮編碼的相當(dāng)于高清晰度電視的視頻圖像信息和音頻信息。 ?　　 CDDA 數(shù)字唱盤(pán)，記錄數(shù)字化音頻信息，可存儲(chǔ) 74分鐘數(shù)字立體聲信息 。 ? 　　按讀寫(xiě)性質(zhì)來(lái)分，光盤(pán)分為 只讀型、一次型、重寫(xiě)型 三類(lèi)。光盤(pán)采用聚焦激光束在盤(pán)式介質(zhì)上非接觸地記錄高密度信息，以介質(zhì)材料的光學(xué)性質(zhì) (如反射率、偏振方向 )的變化來(lái)表示所存儲(chǔ)信息的 “1” 或“0” 。v ，已知 v=3m/s,d=246B/mm，則數(shù)據(jù)傳輸率 c=246B/mm31000mm/s=738 千字節(jié) /s (3) 每塊所占磁帶長(zhǎng)度包括兩部分：一是記錄一塊數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，二是塊間間隔。這種方式稱(chēng)做 蛇形串行記錄 。 ?外圍設(shè)備　　 1/4英寸盒式數(shù)據(jù)流磁帶也是一種通用的標(biāo)準(zhǔn)磁帶。卷頭標(biāo)、索引、文件頭標(biāo)、文件尾標(biāo)均為80B，其內(nèi)容視操作系統(tǒng)而定。標(biāo)記用一塊矩形金屬反光薄膜制成，光電檢測(cè)元件可得到這兩個(gè)標(biāo)記，表示記錄的開(kāi)始和結(jié)束，磁帶上留有間隙 G( )或 g()，后者為數(shù)據(jù)塊間的間隙，它們?nèi)Q于磁帶機(jī)的快啟停性能。盒式磁帶的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于錄音帶和錄像帶，盒帶內(nèi)部裝有供帶盤(pán)和收帶盤(pán)，磁帶的長(zhǎng)度主要有 450英尺、 600英尺兩種，容量分別為45MB， 60MB。因此要求磁帶機(jī)在結(jié)構(gòu)和電路上采取相應(yīng)措施，以保證磁帶以一定的速度平衡地運(yùn)動(dòng)和快速啟停。v ，其中 D為記錄密度， v為走帶速度?！　∮?jì)算機(jī)系統(tǒng)中多采用 1/2英寸開(kāi)盤(pán)磁帶和 1/4英寸盒式磁帶，它們是標(biāo)準(zhǔn)磁帶。將磁盤(pán)最基本的操作進(jìn)行編程，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)器的控制。 ? (5)初始化 在盤(pán)片上寫(xiě)格式化信息，對(duì)每個(gè)磁道劃分扇區(qū)。 ? (2)地址檢測(cè) 主機(jī)將目標(biāo)地址送往軟盤(pán)控制器，控制器從驅(qū)動(dòng)器上按記錄格式讀取地址信息并與目標(biāo)地址比較，找到讀寫(xiě)信息的磁盤(pán)地址。外圍設(shè)備 軟磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和控制器　　軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器 主要由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、磁頭及定位機(jī)構(gòu)、讀寫(xiě)電路組成。 ? 　　記錄格式的標(biāo)準(zhǔn)化帶來(lái)了信息資源的公有化，但是卻與知識(shí)產(chǎn)權(quán)的私有化發(fā)生了矛盾。在扇區(qū)與扇區(qū)之間，扇區(qū)內(nèi)部以及磁道的頭尾都有間隙或同步區(qū)域，目的是補(bǔ)償盤(pán)片轉(zhuǎn)速誤差、盤(pán)片和驅(qū)動(dòng)器工藝誤差以及寫(xiě)入信息的頻率誤差。 ISO已確定將 IBM記錄格式作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)?！　≤洷P(pán)的磁頭和盤(pán)面是接觸式讀寫(xiě)，尋址時(shí)不但有徑向，而且有圓周方向的摩擦。 寸盤(pán)有 40條磁道和 80條磁道兩種， 80條磁道1種。 外圍設(shè)備　　注意，每條磁道上扇區(qū)數(shù)是相同的。索引孔用來(lái)檢測(cè)盤(pán)片的轉(zhuǎn)速和劃分盤(pán)片的扇區(qū)區(qū)段。 ?　　為了正確存儲(chǔ)信息，