可換磁碟存儲器

按磁碟的可換性分類，磁碟可以分為可換磁碟存儲器和固定磁碟存儲器。可換磁碟存儲器是不工作時可將磁碟組從驅動器上取出，裝上外罩脫機保存。這種可換磁碟存儲器可在兼容的磁碟存儲器上進行數據交換。由於磁碟能脫機保存，故磁碟存儲器的存儲容量極大地擴大了。

基本介紹

• 中文名：可換磁碟存儲器
• 外文名：exchangeable disk storage
• 學科：計算機
• 特點：脫機保存、擴大存儲容量
• 有關術語：磁碟
• 領域：計算機系統

簡介

磁碟存儲器（magnetic disk storage），以磁碟為存儲介質的存儲器。它是利用磁記錄技術在塗有磁記錄介質的旋轉圓盤上進行數據存儲的輔助存儲器。具有存儲容量大、數據傳輸率高、存儲數據可長期保存等特點。

可換磁碟存儲器，也可以稱做可換盤存儲器是指磁碟不用時可以從驅動器中取出脫機保存。這種磁碟可以在兼容的磁碟存儲器間交換數據，由於可脫機保存，故便於擴大存儲容量。為了達到可靠地交換數據的目的，磁碟的道密度要適當降低，從而使可換磁碟記錄密度的提高受到限制。根據可換磁碟存儲器每軸碟片數目的不同，通常把每軸裝有一至四片的存儲器稱為盒式磁碟存儲器；六片以上的稱為盤組，常用的有六片、十一片、十二片等。在盒式磁碟存儲器中，只有部分磁碟是可換的，如四片盒式磁碟存儲器中，三片磁碟是固定的，一片是可換的。常見的可換磁碟存儲器有溫徹斯特磁碟存儲器。

固定盤存儲器

固定盤存儲器是指磁碟不能從驅動器中取出，更換時要把整個“頭盤組合體”一起更換。這種結構的磁碟存儲器稱為溫徹斯特磁碟(Winchester Disk)。溫徹斯特磁碟簡稱溫盤，是一種可移動磁頭固定碟片的磁碟存儲器，它是目前套用最廣，最有代表性的硬磁碟存儲器。所謂溫徹斯特磁碟實際上是一種技術，這種技術是由IBM公司位於美國加州坎貝爾市溫徹斯特大街的研究所研製的，它於1973年首先套用於IBM 3340硬磁碟存儲器中，因此將這種技術稱作溫徹斯特技術。溫徹斯特技術是磁碟向高密度、高容量發展的產物。溫盤的主要特點是一種密封組合式的硬磁碟，將磁頭、碟片、電機等驅動部件甚至讀寫電路等製成一個不可隨意拆卸的整體，也叫“頭盤組合體”。它的防塵性能好，可靠性高，對使用環境要求不高。而普通的硬磁碟要求具有超淨環境，只有中大型計算機才有可能創建這樣的環境。

溫徹斯特磁碟存儲器

溫徹斯特磁碟存儲器簡稱溫盤。因採用溫徹斯特技術而得名。溫徹斯特技術主要包括：①密封的頭盤組件。即將磁頭、盤組和定位機構等密封在一個盤腔內，後來發展到連主軸電機等全部都裝入盤腔，可進行整體更換。②採用小尺寸和小浮力的接觸起停式浮動磁頭。藉以得到超小的頭盤間隙（亞微米級），以提高記錄密度。③採用具有潤滑性能的薄膜磁記錄介質。④採用磁性流體密封技術。可防止塵埃、油、氣侵入盤腔，從而保持盤腔的高度淨化。⑤採用集成度高的前置放大器等。硬碟驅動器均採用了溫徹斯特技術。它與可換式磁碟比，大幅度提高了記錄密度，提高了磁碟機的可靠性，使其進一步小型化。

結構原理

磁碟存儲器利用磁記錄技術在旋轉的圓盤介質上進行數據存儲的輔助存儲器。這是一種套用廣泛的直接存取存儲器。其容量較主存儲器大千百倍，在各種規模的計算機系統中，常用作存放作業系統、程式和數據，是對主存儲器的擴充。磁碟存儲器存入的數據可長期保存，與其他輔助存儲器比較，磁碟存儲器具有較大的存儲容量和較快的數據傳輸速率。典型的磁碟驅動器包括碟片主軸旋轉機構與驅動電機、頭臂與頭臂支架、頭臂驅動電機、淨化盤腔與空氣淨化機構、寫入讀出電路、伺服定位電路和控制邏輯電路等。

磁碟以恆定轉速旋轉。懸掛在頭臂上具有浮動面的頭塊（浮動磁頭），靠載入彈簧的力量壓向盤面，碟片表面帶動的氣流將頭塊浮起。頭塊與碟片間保持穩定的微小間隙。經濾塵器過濾的空氣不斷送入盤腔，保持碟片和頭塊處於高度淨化的環境內，以防頭塊與盤面劃傷。根據控制器送來的磁軌地址（即圓柱面地址）和尋道命令，定位電路驅動直線電機將頭臂移至目標磁軌上。伺服磁頭讀出伺服磁軌信號並反饋到定位電路，使頭臂跟隨伺服磁軌穩定在目標磁軌上。讀寫與選頭電路根據控制器送來的磁頭地址接通應選的磁頭，將控制器送來的數據以串列方式逐位記錄在目標磁軌上；或反之，從選定的磁軌讀出數據並送往控制器。頭臂裝在梳形架小車上，在尋道時所有頭臂一同移動。所有數據面上相同直徑的同心圓磁軌總稱圓柱面，即頭臂定位一次所能存取的全部磁軌。每個磁軌都按固定的格式記錄。在標誌磁軌起始位置的索引之後，記錄該道的地址（圓柱面號和頭號）、磁軌的狀況和其他參考信息。在每一記錄段的尾部附記有該段的糾錯碼，對連續少數幾位的永久缺陷所造成的錯誤靠糾錯碼糾正，對有多位永久缺陷的磁軌須用備分磁軌代替。寫讀操作是以記錄段為單位進行的。記錄段的長度有固定段長和可變段長兩種。