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计算机组成与体系结构第4章 存储系统,4.5 外存储器,2,4.5 外存储器,磁表面存储器磁表面存储原理及记录方式磁盘存储器概述磁盘阵列RAID移动存储设备光存储器概述DVD,计算机组成与体系结构第4章 存储系统,4.5 外存储器,4.5.1 磁表面存储器,4,4.5.1 磁表面存储器,磁表面存储原理及记录方式磁记录原理磁记录方式：RZ、NRZ、NRZ1、FM、MFM、PM性能评价磁盘存储器概述磁盘结构数据记录方式主要技术指标连接框图磁盘阵列RAID移动存储设备,5,磁表面存储设备的特点：存储容量大，位价格低记录介质可重复使用记录信息可长期保存，可脱机存档非破坏性读出存取速度较慢机械结构复杂对工作环境要求高,6,4.5.1 磁表面存储器一、磁表面存储原理及记录方式：1.磁记录原理,写操作读操作,读写磁头,线圈,铁芯,可磁化材料,随机的磁性颗粒磁场方向（未对齐）,磁化后的磁性颗粒磁场方向（对齐）,间隙,衬底材料,磁盘移动方向,7,4.5.1 磁表面存储器一、磁表面存储原理及记录方式：1.磁记录原理,8,4.5.1 磁表面存储器一、磁表面存储原理及记录方式：1.磁记录原理,来自总线的并行数据并-串转换电路写电流驱动器读写开关读写磁头磁介质层磁介质层读写磁头读写开关读放电路串-并转换电路并行数据送往总线控制逻辑、时钟,9,4.5.1 磁表面存储器一、磁表面存储原理及记录方式：1.磁记录原理,【2007诺贝尔奖】物理学奖：硬盘的荣光,巨磁电阻效应（GMR：Giant Magnetoresistance）,阿尔伯特费尔特Albert Fert,彼得格伦博格Peter Grnberg,一次好奇心导致的发现，却带来了一场“硬盘革命”，并极大地加速了信息时代的步伐。,10,4.5.1 磁表面存储器一、磁表面存储原理及记录方式：1.磁记录原理,【2007诺贝尔奖】物理学奖：硬盘的荣光,巨磁电阻效应（GMR：Giant Magnetoresistance）在通有电流的多层磁性金属或合金上施加磁场时，其电阻值将发生明显变化。,1988年，费尔特和格伦博格各自独立发现了“巨磁电阻”效应。1997年，全球首个基于巨磁阻效应的读出磁头由IBM公司推向市场。硬盘容量：从4GB提升到了600GB或更高。,11,4.5.1 磁表面存储器一、磁表面存储原理及记录方式：1.磁记录原理,纵向记录（水平记录）Longitudinal Magnetic Recording，LMR垂直记录Perpendicular Magnetic Recording，PMR,12,Longitudinal System,Perpendicular System,Coil,Coil,Recording Field,Soft magneticunderlayer,Magnetisation withinthe recording layer,A slider on which the read/write head is mounted.The tip of a ball point pen is shown for a comparison of size.,Until 2005,all commercial products used longitudinal recording but newer disc drives record perpendicularly.,4.5.1 磁表面存储器一、磁表面存储原理及记录方式 1.磁记录原理,13,4.5.1 磁表面存储器一、磁表面存储原理及记录方式 1.磁记录原理,Superparamagnetic effect,14,4.5.1 磁表面存储器一、磁表面存储原理及记录方式：2.磁记录方式,1,数据序列,0,1,1,1,0,0,0,1,RZ,NRZ,NRZ1,FM,MFM,PM,