《磁盘存储设备》PPT课件

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1、第五章磁盘存储设备计算机的磁存储设备主要有软盘和硬盘，硬盘是目前计算机上配置的最重要的外部存储器，是各种计算机保存程序、数据的必不可少的存储设备。外部存储器的作用是长时间保护或永久保存数据。21.写入数据原理：将二进制信息经过写入电路转换成一个个脉冲，并产生电流输入到线圈中，在磁头铁芯中产生磁通，磁通通过缝隙形成闭合的磁场。当磁介质紧贴磁头表面作匀速运动时，磁头缝隙处的磁介质被局部磁化。利用磁化方向的“翻转”与否来记录数据。即当电流方向改变时，磁通方向也会改变，从而使介质局部记录了与原来磁场方向相

2、反的磁化状态。如果需要记录“1”，则改变电流方向，进而引起磁化方向的翻转；如果需要记录“0”，则不需要改变电流方向，无需翻转。5.1磁盘存储器工作原理5.1.1磁盘存储器存取二进制数的原理32.读出数据原理：读出是写入的逆过程，可以使原磁化信息还原成数据信息。当磁头与磁介质作相对运动时，介质与磁头铁芯的缝隙相接触，铁芯中出现原记录的磁通，并且在读出线圈两端产生感生电动势，经过读出电路还原为读出电流，读出电流的方向、大小正好与原记录信号相同，从而还原为原记录的二进制信息。2.磁盘存储器盘片的组织结构

3、磁盘包含一或多个盘片，每片分两面，每面又可分成若干条磁道，磁道之间留有必要的空隙。为简单起见，在每条磁道上存储相同数目的二进制位。因而，内层磁道的存储密度（每英寸所存储的位数）较外层磁道的密度高。每条磁通又分成若干个扇区，每个扇区的大小相当于一个盘块，各扇区之间保留一定的间隙。在磁盘存储数据前要格式化磁盘。盘片组盘片是磁盘存储数据的载体。磁盘盘片组一般是由一片或几片圆形盘片叠加而成，不同容量的磁盘盘片数是不同的。每个盘片有两个面，每个面都可以记录数据，为了有效地管理数据，提高读写数据的效率，通常将

4、盘片分成为磁面、磁道、扇区、柱面和着陆区。（1）磁面。按照磁盘面的多少，依次称为0面、1面、2面等。对应于每个面都要有一个读写磁头，称为0磁头（head）、1磁头、2磁头等。为了能读写每个面上的数据，硬盘的磁头数与盘面数相同。（2）磁道。在盘片表面上以盘片圆心为中心，分出不同半径的同心圆用来存放数据，我们称这样的圆周为一个磁道（Track）。针对不同的磁道从外向内可以编上不同的号，即磁道号。从外道到内道为0、1、2、……、n）（3）柱面。在硬盘中我们将不同盘片相同半径的磁道组成的空心圆柱面称为柱面

5、（Cylinders）。这样硬盘的柱面数就等于每个面的磁道数。（4）扇区。为了有效的管理硬盘数据，将每个磁道划分成若干段，每段称为一个扇区（Sector）。并规定一个扇区存放512字节的数据，在硬盘上每个磁道上的扇区数相同，每一扇区除存放512字节的用户数据外，还存放着用于同步、数据定位、数据校验等作用的辅助数据，这些数据一般只作用于硬盘内部。扇区的界限标志3.磁盘的分区结构硬盘上的数据按照其不同的特点和作用大致可分为5部分：MBR区、DBR区、FAT区、DIR区和DATA区。1．MBR区主引导记

6、录区MBR（MainBootRecord）位于整个硬盘的0磁道、0柱面、1扇区上，即硬盘第一个扇区。在主引导区内主要有两项内容：（1）主引导记录。主引导记录是一段程序代码，其作用主要是对硬盘上安装的操作系统进行引导。（2）主引导分区表。主引导分区表DPT（DiskPartitionTable）是用来存储硬盘主引导分区信息的。在总共512字节的主引导扇区中，MBR只占用了地址0到1BDH，共446个字节，另外的64个字节用来存放4个硬盘主引导分区表，每个DPT占用8个字节，最后2个字节“55，AA”

7、是分区的结束标志。2．DBR区操作系统引导记录区DBR（DosBootRecord）通常位于硬盘的0磁道1柱面1扇区，是操作系统可以直接访问的第一个扇区，它包括一个引导程序和一个被称为BPB（BiosParameterBlock）的分区参数记录表。引导程序的主要任务是当MBR将系统控制权交给它时，判断该分区根目录前两个文件是不是操作系统的引导文件。如果确定存在，就把引导文件读入内存中，并把控制权交给该文件。BPB参数块记录着本分区的起始扇区、结束扇区、文件存储格式、硬盘介质描述符、根目录大小、FA

8、T个数、分配单元的大小等重要参数。DBR是由高级格式化程序Format.com等软件完成的。3．FAT区簇。簇是文件或数据存储在硬盘中时所占用的最小单位。蔟大小一般由分区的格式或分区的大小决定，一个簇可能包括扇区数为4、16、32或64个不等。对一个文件来说，不论该文件大小如何，都至少要占用一个蔟，即使一个很小的文件，它也要占用一个簇，剩余的空间会全部闲置在那里，形成了硬盘空间的浪费。所以蔟的大小将影响着硬盘空间的利用率和性能。由于在磁盘上会经常删除和添加文件，同一个文件的数据并不