外部存储设备.pptx

外部(wàibù)存储设备6.2.1磁盘设备
1.磁盘占据着非挥发性存储器的主宰地位
◆它是存储层次中主存的下一级存储层次，是
虚拟存储器技术的物质基础；
◆它是操作系统和所有应用程序的驻留(zhùliú)介质。
2.分类
◆软盘
◆硬盘（主要介绍）3.磁盘的结构组成
磁盘的盘片、磁道和扇区
◆盘片
盘片的数量：1～12片
转速(zhuànsù)：3600～15000转
盘径：1.0英寸(25.4厘米)～3.5英寸(8.9厘米)
◆磁道和柱面：每面5000～30000道
◆扇区：每道100～500个4.磁盘的性能
(1)访问时间
磁盘的工作过程：
磁头首先移动到目标磁道上
使期望的扇区旋转到磁头下
读取扇区中的数据(shùjù)
工作均在磁盘控制器的控制下完成(2)磁盘容量
磁盘容量与盘片数量(shùliàng)和单碟容量有关。
◆受工业标准的限制，硬盘中能安装的盘片数
目有限：3～4片
◆提高单碟容量的途径有两个：
提高道密度和提高位密度
目前的单碟容量几乎都在20GB以上，主流
3.5英寸硬盘的单碟容量已经达到了80GB。(3)数据(shùjù)传输率
◆数据(shùjù)访问过程
从盘面上读出的数据(shùjù)首先要送到磁盘缓冲存储器，再从缓冲存储器经过接口送到主机。
◆外部传输率◆内部传输率
硬盘持续传输率硬盘将数据(shùjù)从盘片上读取出，
交给硬盘上的缓冲存储器的速度；
内部传输率等于磁头相对磁盘的线速度与磁
盘位密度之积。
◆提高内部传输率
提高转速
提高记录密度：局部响应最大似然PRML技术(4)磁盘Cache
◆可以弥补磁盘和主存之间的速度差距
◆利用被访问数据(shùjù)的局部性原理◆磁盘(cípán)容量的提高通常用面密度来衡量
面密度为单位面积可以记录的数据位数
面密度＝磁盘(cípán)面的道密度×磁道的位密度
◆容量不断提升，每位价格不断下降。图6.1磁盘价格(jiàgé)的变化◆“访问时间差距(chājù)”问题
磁盘的性能价格比高于主存，但访问速度
却要低得多，换句话说，性能价格比与速度要
求差距(chājù)太大。图6.2磁盘(cípán)和半导体存储器之间的访问时间差距6.2.2Flash存储器
◆工作原理同E2PROM，容量(róngliàng)比E2PROM大。
◆与磁盘相比的主要特点：6.2.3磁带设备
磁盘和磁带在性能价格比上的差异(chāyì)主要取决于
它们的机械构成。
◆磁盘盘片具有有限的存储面积，并且存储介
质被封装在每个读部件内，提供ms级的随机
访问；
◆磁带绕在可转动轴上，一个读部件可以使用
多盘磁带(没有长度限制)，但磁带需要顺序
访问，每次访问都可能需要较长的反绕、退出和加载时间(shíjiān)，等待时间(shíjiān)较长(数秒)。采用螺旋扫描(sǎomiáo)技术，提高性能价格比和
可靠性；
采用自动管理磁带的大容量磁带库。可以解决(jiějué)磁带线速度不稳定，抖动和易
磨损等问题。6.2.4光盘(ɡuānɡpán)设备
◆使用激光作为读出数据手段的设备，无论使用
磁记录介质还是使用光记录介质。
◆分类：1.光盘塔
◆光盘塔实际上是多个CD-ROM放在一起，再
加上相应的控制器和网络连接设备，构成
一个网络存储设备。
◆许多光盘机通过标准接口(如SCSI)电缆连
接起来，一根典型的SCSI接口电缆可以(kěyǐ)连
接7台光盘机，用软件控制读写其中某一台
◆优点：结构简单、造价低；读取光盘速度快。
◆缺点：容量较小；手动换盘。2.光盘库
◆光盘库是一种能自动把机框中存放的许多片
光盘选出并装入光盘机进行读写的设备。
◆优点：存储量大，光盘自动更换。
◆缺点：机械结构比较复杂，装卸光盘较慢。
只能同时支持几张光盘的在线(zàixiàn)访问。3.光盘阵列
◆阵列技术：将数据分布到多个光盘机中，并
对数据的冗余信息(xìnxī)加以存储。
◆光盘阵列技术需要考虑一些特殊的问题