计算机导论：磁带的发展与应用

2023-11-18 理论教育版权反馈

【摘要】：磁带早在计算机出现以前就被发明，早先的磁带主要用于记录声音，20世纪50年代中期，磁带开始用做计算机的外存。磁带转动的原理是，主动轮转动带动收带盘转动，收带盘转动带动文件盘转动。由于磁带是顺序存储设备，所以存储在磁带上的文件称为顺序文件。图2-15所示的是磁带上数据的组织方式。但是，随着近年来磁带机性能的不断提高，磁带机又开始广泛使用。

磁带是一条宽约1厘米，长约几百米，表面涂有磁性材料的带子，使用中的磁带都是卷在一个圆形的框架上。磁带早在计算机出现以前就被发明，早先的磁带主要用于记录声音，20世纪50年代中期，磁带开始用做计算机的外存。磁带的工作原理如图2-14所示。和磁盘的工作原理类同，要读/写磁带上的数据也要有一个读/写头。但磁带机工作时不是读/写头移动，而是磁带转动。磁带转动的机械装置包括：一个带转动轴的主动轮，主动轮上放着空着的收带盘；一个不带转动轴的被动轮，被动轮上放着装满磁带的文件盘。磁带转动的原理是，主动轮转动带动收带盘转动，收带盘转动带动文件盘转动。

图2-14 磁带工作原理

因磁带介质很窄且很长，必须在两个轮盘之间有条不紊地盘绕才能完成读/写头对数据的读/写操作，这就使磁带只能进行一个方向的转动，即磁带只能进行顺序的读/写数据操作，所以磁带也称为顺序存储设备。相比之下，磁盘的面积非常有限，可以把磁头移动到盘面上任意磁道、任意扇区的位置，进行数据的读/写操作，而完全不必从第一个磁道的第一个扇区开始，顺序进行数据的读/写操作，所以磁盘也称作随机存储设备。由于磁带是顺序存储设备，所以存储在磁带上的文件称为顺序文件。由于磁盘是随机存储设备，所以存储在磁盘上的文件称为随机文件。

磁带上数据的存储格式如图2-15（a）所示，即每行由8个0、1符号位组成，依次编号为0～7。通常符号不是顺序排列，这样可减少数据之间的传输干扰。编号为P的磁道称为校验道，校验道上的数据可用来帮助发现数据传输中的错误。

由于在磁带上读/写数据时不可能非常精确地启动和停止，因此要在存储的有效数据之间留出一定的空隙，作为磁带机惯性作用的缓冲区。图2-15（b）所示的是磁带上数据的组织方式。磁带上的数据块和磁盘上的扇区类同，数据块是磁带读/写操作的基本单位，即磁带机每次读/写一个数据块的数据。数据块和数据块之间由一段不存储数据的空白区域间隔，这个数据块之间的间隔称为块间隙。(www.chuimin.cn)

图2-15 磁带数据

（a）数据的存储格式；（b）数据的组织方式

磁带机的读/写速度较磁盘机的速度低，加上磁带机只能进行顺序读/写操作，因此曾经有一段时间，磁带机的使用数量逐年减少，有些专家也预言磁带机最终将退出外存市场。但是，随着近年来磁带机性能的不断提高，磁带机又开始广泛使用。

计算机导论：磁带的发展与应用

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