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辅助存储器用于存放当前不立即使用的信息。一旦需要,辅存便与主存成批交换数据,或将信息从辅存调入主存,或将信息从主存调出到辅存。目前常用的辅助存储器包括磁带存储器、磁盘存储器及光盘存储器,这类存储器的最大特点是存储容量大、可靠性高、价格低,在脱机的情况下可以永久地保存信息。下面先介绍磁盘和磁带存储器,它们统称为磁表面存储器,然后介绍光盘存储器。
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磁表面存储器中信息的存取,主要由磁层和磁头来完成。磁层是存放信息的介质,它由非矩形剩磁特性的导磁材料(如氧化铁、镍钴合金等)构成。将用这种材料制成的磁胶涂敷或镀在载磁体上,其厚度通常为0.1~5μm,以记录信息。载磁体可以是金属合金(硬质载磁体)或者是塑料(软质载磁体)。
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为了获得良好的技术性能,磁层材料的剩磁(BR)要大(读出信息大),矫顽力HC要合适,才能有足够的抗干扰能力和使用较小的写电流。磁层厚度要薄,才能提高记录密度。此外对生成磁层的工艺、机械性能等也有一定的要求。
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磁头是实现“磁—电”和“电-磁”转换的元件。它是由高导磁率的软磁性材料(如坡莫合金和具有高频特性的铁氧体)做成铁芯,在铁芯上开有缝隙并绕有线圈。当载磁体与磁头作相对运动时,当写磁头线圈通以磁化电流,则可将信息写到磁层上。当读磁头通过磁层上某一磁化单位而形成磁通回路时,磁通的变化使线圈两端产生感应电势,形成读出信号。
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在磁表面存储器中,一般都是磁头固定,而磁层(载磁体)作高速回转或匀速直线运动。在这种相对运动中,通过磁头(其缝隙对准磁层)进行信息存取。
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.信息写入过程。磁头写线圈中通以写电流脉冲,此电流在铁芯中生成磁场,其磁头缝隙处的磁场穿过磁层中一微小区域,使该区域磁层以一定方向磁化,而写电流脉冲消失后,磁层仍保持该方向的剩磁(+BR或-BR),这就是信息的写入过程。
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.信息读出过程。读出时,磁头与磁层同样作相对运动。当磁层中某一记录单元运动到磁头缝隙下面时,磁头与磁层便产生磁交连。由于磁头中的磁阻比其周围空气的磁阻小得多,便在磁头中产生较大的磁通变化,在读线圈的两端产生较大的感应电势E,经读出放大电路整形和放大后成为读出信号。
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磁盘存储器是一种以磁盘或磁盘组为存储介质的记录装置,又叫磁盘机。它具有记录密度高、容量大、速度快等优点,是目前计算机存储系统中使用最普遍的一种辅助存储器,它的分类如下图所示。
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硬磁盘存储器的逻辑结构如下图所示。它主要由磁记录介质、磁盘驱动器、磁盘控制器三大部分组成。磁盘控制器包括控制逻辑、时序电路、“并→串”转换和“串→并”转换电路。磁盘驱动器包括读写电路、读\写转换开关、读写磁头与磁头定位伺服系统。
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.硬盘(温盘)转速高,磁头与磁层不接触;而软盘转速低,磁头与磁层接触。
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.硬盘系统价格高,存储量大,存取速度快;软盘价廉,存储量小,存取速度较慢。
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.硬盘盘片不可拆卸,一般不能互换,软盘是可拆卸的且可互换。
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磁带有许多种,按带宽分有1/4英寸和1/2英寸;按带长分有2400英尺、1200英尺和600英尺;按外形分有开盘式和盒式磁带;按记录密度分有800位/英寸、1600位/英寸、6250位/英寸;按带面并行的磁道数分有9道、16道等。
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光盘存储器是一种采用聚焦激光束在盘形介质上高密度地记录信息的存储装置。具有记录密度高、存储容量大、信息保存寿命长、工作稳定可靠、环境要求低等特点,现已广泛应用于存储各种数字化信息,包括工作站、大型数据系统、办公自动化系统中的文件、声音和图像的存档与检索等领域,是磁盘机的重要后援设备。
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按读写类型来分,目前光盘一般可分为只读型、一次写入型和可重写型三种。
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