12
2、磁表面存储器的读写原理
磁头：软磁材料做铁芯，其上绕有读写线圈的电磁铁 利用磁性材料剩磁的两种磁化方向 (S-N或N-S)表示二进制数据“0”和“1”。
铁心 I 写线圈 S N N S 载磁体
13
读线圈
运动方向
磁层
磁表面存储器存储原理
电磁变换，利用磁头写线圈中的脉冲电流，将 数值转换成磁层存储单元中的不同剩磁状态。 利用磁电变化，通过磁头读出线圈，将存储单 元的剩磁状态转换为电信号输出。
6
7.1.2 外围设备分类

输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、手写笔 输出设备：显示器，打印机，绘图仪； 输入兼输出设备：终端，传真机； 外存储器：磁盘，硬盘、磁带、光盘； 数据通讯设备：FAX ，MODEM； 过程控制设备：A/D，D/A，传感器，仪表。
7
7.1外围设备概述
一个计算机系统配备什么样的外围设备，是根据实际 需要来决定的。如下图所示出了计算机的五大类外围设备， 这只是一个典型化了的计算机环境。
(1) 存储介质，它具有保存信息的物理特征。例如 磁盘就是一个存储介质的例子，它是用记录在盘上 (2) 驱动装置，它用于移动存储介质。例如，磁盘 (3)控制电路，它向存储介质发送数据或从存储介 质接受数据。例如，磁盘读出时，控制电路把盘上 用磁化元形式表示的信息转换成计算机所需要的电 信号，并把这些信号用电缆送给计算机主机
10
磁记录特点

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 非破坏性读出 采用机械装置，机械结构复杂 存取速度慢 对工作环境要求高
11
1.磁性材料物理特性

B---磁感应强度 H---外加磁场强度 I----电流 磁性材料被磁化后， 工作点总在磁滞回线上。 剩磁状态+Br , －Br。 矩形磁滞回线Br 较大容易 读出，矫顽力Hc较小容易 磁化，易于写入信息
18
7.2磁盘存储设备

硬磁盘按盘片结构，分成可换盘片式与固定盘片 式两种；磁头也分为可移动磁头和固定磁头两种。 可移动磁头固定盘片的磁盘机的特点是一片或 一组盘片固定在主轴上，盘片不可更换。盘片 每面只有一个磁头，存取数据时磁头沿盘面径 向移动。可移动磁头可换盘片的磁盘机：盘片 可以更换，磁头可沿盘面径向移动。优点是盘 片可以脱机保存，同种型号的盘片具有互换性。 固定磁头磁盘机特点是磁头位置固定，磁盘的 每一个磁道对应一个磁头，盘片不可更换。优 点是存取速度快，省去磁头找道时间，缺点是 结构复杂。
操作的装置都可称外围设备。

输入输出设备，外存储器，数据通讯设备，终端设备，以及计 算机自动控制、检测系统中的各种采样、检测设备， A／D和D
／A转换器，各种与计算机相关的仪表及装置。

狭义 : 仅指输入输出设备和外存储器，它们是只用于输入 输出数字信息的、构成计算机系统必不可少的设备。

外围设备又称外部设备，
19
7.2磁盘存储设备

温彻斯特磁盘机简称温盘，是一种采用先进技 术研制的可移动磁头固定盘片的磁盘机。它是 一种密封组合式的硬磁盘，即磁头、盘片、电 机等驱动部件乃至读写电路等组装成一个不可 随意拆卸的整体。工作时，高速旋转在盘面上 形成的气垫将磁头平稳浮起。优点是防尘性能 好，可靠性高，对使用环境要求不高，成为最 有代表性的硬磁盘存储器。而普通的硬磁盘要 求具有超净环境，只能用于大型计算机中。
20
7.2磁盘存储设备
7.2.3、磁盘驱动器和控制器 磁盘驱动器是一种精密的电子和机械装置，因 此各部件的加工安装有严格的技术要求。对温 盘驱动器，还要求在超净环境下组装。各类磁 盘驱动器的具体结构虽然有差别，但基本结构 相同，主要由定位驱动系统、主轴系统和数据 转换系统组成。如下图是磁盘驱动器外形和结 构示意图。
8
7.2磁盘存储设备
7.2.1磁记录原理

将磁性材料薄薄的涂在金属或者塑料表面作 载磁体来存储信息的方式称为磁表面存储


大多数外存储器均采用磁பைடு நூலகம்录原理
磁鼓、软磁盘、硬磁盘、磁带
9
7.2.1磁记录原理

将磁性材料薄薄的涂在金属或者塑料表面作
载磁体来存储信息的方式称为磁表面存储

大多数外存储器均采用磁记录原理 磁鼓、软磁盘、硬磁盘、磁带
16
硬盘存储器基本组成
磁头 盘片
定位信息
磁头定位 伺服系统
控 制 器
控 制 器 接 口
写入数据 读出数据 磁头地址 电源 空气 过滤系统 主轴电机 控制电路 读 /写 电路 磁头 选择电路
17

写入时，将计算机并行 送来的数据取至并串变 换寄存器，变为串行数 据，然后一位一位地由 写电流驱动器作功率放 大并加到写磁头线圈上 产生电流，从而在盘片 磁层上形成按位的磁化 存储元。读出时，当记 录介质相对磁头运动时， 位磁化存储元形成的空 间磁场在读磁头线圈中 产生感应电势，此读出 信息经放大检测就可还 原成原来存入的数据。 由于数据是一位一位串 行读出的，故要送至串 并行数据，再并行送至 计算机。
第七章 外围设备
返回
1
第七章 外围设备

外围设备概述 磁盘存储设备 磁盘存储设备的技术发展 磁带存储设备 显示设备 输入设备和打印设备
2
7.1外围设备概述
7.1.1外围设备的一般功能
运算器 系统总线 控制器 CPU
存储器
主机
输入设备
外围设备 输出设备
3
外围设备功能定义

广义 : 凡与计算机相连、受主机控制完成数据处理或控制


14
记录方式

形成不同写入电流的方式称为记录方式

不归零制（NRZ0）
见“1”就翻不归零制（NRZ1） 调相制（PM） 调频制（FM） 改进调频制（MFM）
15
7.2.2、磁盘的组成和分类
硬盘基本组成

盘片组 主轴驱动机构 磁头 磁头驱动定位机构 读写电路 接口及控制电路
4
外围设备特点



由信息载体,设备和设备控制器组成; 工作速度比主机慢很多; 不同设备的信息类型和格式不同; 以上这些特点给主机与输入输出设备的连接带来 复杂性。因此，必须设置一个 1／O接口来解决信 息的缓冲、同步与通讯，格式的转换及电气特性 的适配等一系列问题。
5

外围设备（磁盘）基本组成