磁盘存储器

https://www.icourse163.org/course/NJU-1001964032?tid=1206628248

第三周磁盘存储器引言

第1讲 磁盘存储器的结构

第2讲  磁盘驱动器以及操作过程

第3讲  磁盘存储器的组成

第4讲  磁盘存储器的连接与操作

 

 

[3.2.1]--磁盘存储器的结构（8m31s）_哔哩哔哩_bilibili https://www.bilibili.com/video/BV1rE41127Re?p=20&spm_id_from=pageDriver

电磁转换

 

写1：线圈通以正向电流，使呈N-S状态

写0：线圈通以反向电流，使呈S-N状态

读时：磁头固定不动，载体运动。因为载体上小的磁化单元外部的磁力线通过磁头铁芯形成闭合回路，在铁芯线圈两端得到感应电压。根据感应电压的不同的极性，可确定读出为0或1。

 

磁盘的磁道和扇区

 

 扇区 磁道

 

 

 

 

 磁盘驱动器

平均存取时间

 

 

写ID域的过程 就是格式化的过程

[3.3.1]--磁盘驱动器以及操作过程（7m55s）_哔哩哔哩_bilibili https://www.bilibili.com/video/BV1rE41127Re/?p=21

 

 

 

 

 

 

硬盘的操作流程如下：

所有磁头同步寻道（由柱面号控制）→ 选择磁头（由磁头号控制）→被选中磁头等待扇区到达磁头下方（由扇区号控制）→ 读写该扇区中数据

磁盘信息以扇区为单位进行读写，平均存取时间为：

T = 平均寻道时间+ 平均旋转等待时间+ 数据传输时间（忽略不计）

•平均寻道时间——磁头寻找到指定磁道所需平均时间(约5ms)

•平均旋转等待时间——指定扇区旋转到磁头下方所需平均时间(约4～6ms) ( 转速：4200 / 5400 / 7200 / 10000rpm )

•数据传输时间——( 大约0.01ms / 扇区)

 

磁盘响应时间计算举例

 

Disk Response Time= Queuing Delay+ Controller Time +Seek time+Rotational Latency+ Transfer time

 磁盘转速 

 

[3.4.1]--磁盘存储器的组成（8m30s）_哔哩哔哩_bilibili https://www.bilibili.com/video/BV1rE41127Re/?p=22&spm_id_from=pageDriver

 

磁盘控制器

磁盘驱动器

 

 硬盘驱动器的逻辑结构

 磁盘存储器的连接

[3.5.1]--磁盘存储器的连接与操作（6m45s）_哔哩哔哩_bilibili https://www.bilibili.com/video/BV1rE41127Re/?p=23&spm_id_from=pageDriver

 

 

 

 

 磁盘的最小读写单位是扇区，因此，磁盘按成批数据交换方式进行读写，采用直接存储器存取（DMA，Direct Memory Access）方式进行数据输入输出，需用专门的DMA接口来控制外设与主存间直接数据交换，数据不通过CPU。通常把专门用来控制总线进行DMA传送的接口硬件称为DMA控制器。

 

读一个磁盘扇区–第一步

CPU对磁盘控制器或DMA控制器初始化：读命令、磁盘逻辑块号、主存起始地址、数据块大小然后启动磁盘驱动器工作

 

 读一个磁盘扇区–第二步

磁盘控制器读相应的扇区，并按DMA方式把数据送主存

 

 

读一个磁盘扇区–第三步

当DMA传送结束，磁盘控制器向CPU发出“DMA结束中断请求”，要求CPU进行相应的后处理。

 DMA结束中断请求

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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