计算机组成原理——第三章硬磁盘存储器

硬磁盘存储器
按磁头工作方式可分为固定磁头磁盘存储器和移动磁头磁盘存储器
固定磁头：磁头位置固定不动，每一个磁道都对应一个磁头
特点：省去了磁头沿盘片径向运动所需寻找磁道的时间，存取速度快
移动磁头：磁头在盘面上作径向运动，当由多个盘片装在一个同心轴上。每个记录面各一个磁头

按磁盘是否具有可换性可分为可换盘磁盘存储器和固定盘磁盘存储器
可换磁盘：盘片可以脱机保存，盘片可以只换单片或将整个磁盘组换下
固定磁盘：指磁盘不能从驱动器中取下，更换时要把整个头盘组合体一起更换
温彻斯特磁盘（温盘）：可移动磁头固定盘片的磁盘存储器
头盘组合体：磁头、盘片、驱动部件和读写电路

磁盘存储器结构

磁盘驱动器（磁盘机）
主机外的一个独立装置
驱动器包括主轴、定位驱动及数据控制等
主轴受传动机构控制，可使磁盘组作高速旋转运动。
磁盘组有有效记录面，每一个记录面有一个磁头
磁头分装在读写臂上，连成一体，固定在小车上
音圈电机带动下，小车可以平行移动带着磁头作盘的径向移动，找到目标磁道
整个驱动定位系统是一个带速度和位置反馈的闭环调节自控系统
位置检测电路：测磁头的及时位置，与磁盘控制器的目标刺刀位置比较找出位差，将求出磁头正确
运动方向和速度，经放大送回给线性音圈电机，改变小车移动方向和速度
数据控制部分主要完成数据转换及读写控制操作
写操作时首先接收选头选址信号，用以确定道地址和扇段地址。
读操作时首先接收选头选址信号，然后通过读放大器以及译码电路，将数据脉冲分离出来

磁盘控制器
接收由主机发来的命令将它转换成磁盘驱动器的控制命令。实现主机和驱动器之间的数据格式转换
和数据传送，并控制驱动器的读/写
磁盘控制器是主机与磁盘驱动器之间的接口。其内部又包含两个接口，一个主机的接口（系统级接口）
通过系统总线与主机交换信息；另一个是对硬盘的接口（设备级的接口）接收主机的命令以控制设备各种操作
磁盘存储器属快速外部设备他与主机交换信息通常采用直接存储器访问（DMA）的控制方式

盘片
盘片是存储信息的载体，随着计算机系统的不断小型化，硬盘也在朝着小体积和大容量的方向发展

硬磁盘存储器的发展动向
1.半导体盘
半导体盘是用半导体材料制成的'盘'，它是以半导体芯片为核心，加上接口电路和其他控制电路，在功能上模拟硬盘，即按硬盘的工作方式存取数据
2.提高磁盘记录密度
采用如下技术
采用高密度记录磁头；采用先进的信息处理技术；降低磁头浮动高度和采用高性能磁头浮动块；改
进磁头伺服跟踪技术;改进编码格式；采用高性能介质和基板的磁盘
3.提高磁盘的数据传输率和缩短平均存取时间
提高主轴转速；采用超高速缓冲存储器Cache芯片作为读/写操作控制电路
4.采用磁盘阵列RAID
将并行处理技术引入到磁盘系统。使多台小型温盘构成同步化磁盘阵列