2.1.1 磁存储介质

磁存储介质是利用涂覆在载体表面的磁性材料具有两种不同的磁化状态来表示二进制信息的“0”和“1”的特性，将磁性材料涂敷于基体上，制成磁存储介质。例如，将磁性材料均匀地涂覆在聚酯塑料带上就成为磁带，涂覆在圆形的塑料或铝合金的载体上就分别成为软盘和硬盘。如图2-1所示，依次为磁带、软磁盘和硬磁盘。为读取数据需要磁头来实现“电—磁”转换，一般由铁磁性材料制成，上面绕有读写线圈，在贴近磁表面处开有一个很窄的缝隙。通过磁头与基体之间的相对运动来读写记录的存储器就是磁存储介质。

图2-1 磁带、软盘和硬盘

磁带：人类开始设想并研制录音磁带可追溯到1888年。美国科学家史密斯首先提出了磁性录音的设想和理论。10年之后，丹麦电话技师浦尔发明了人类历史上第一台录音机。1932年，德国的一家化学公司致力于磁带的改良工作。公司把四氧化三铁的黑色磁性粉末和黏合剂混合在一起，涂在纸带上，使音质有了很大的提高。第二年，他们又采用伽玛——三氧化二铁粉末进行实验。这就是今天通用磁带的雏形。1934年，世界上第一条录音磁带宣告问世。当时首批制出了5万米磁带，其速度为每秒1米，音响频率为50～5000赫兹。1963年，荷兰飞利浦公司研制成功了世界上第一台盒式录音机，同时生产了盒式磁带。磁带作为数字信息的机械存储装置具有容量大、价格低、顺序访问性能高的优点。由于磁存储介质易受电磁辐射而损坏，磁带上的数据信号会随时间推移而变弱，需要定期检查和刷新，磁带系统不适合长期存储数据。尽管目前市场上有很多可代替磁带的产品，但在数据中心的海量数据备份应用中，磁带因为价格低的优势仍然占有很大的市场份额。

磁盘：磁盘在20世纪50年代研制成功，1956年，IBM向客户交付第一台磁盘驱动器RAMAC 305，可存储5MB数据，每MB成本为10000美元。不同于磁带的顺序读写优势，磁盘具有良好的随机读写性能。从1962年美国开始制造软盘，1972年，IBM试制成功IBM 3740单面软磁箍驱动器，1976年，试制成双面软磁盘机，1977年，试制成双面双密度软磁盘。软盘设计为可移动式存储介质，常用容量为1.44MB的3.5英寸软盘。其特点是存取速度慢、容量小，但可装卸、携带方便。它是存储那些需要被物理移动的小文件的理想选择。

1973年，IBM 3340问世，硬盘的基本架构就被确立。1980年，两位前IBM员工创立的希捷公司开发出5.25英寸规格的5MB硬盘，这是首款面向台式机的产品。1991年，IBM应用该技术推出了首款3.5英寸的1GB硬盘。2010年，日立环球存储科技公司就推出3TB硬盘。2020年，西部数据基于SMR叠瓦磁记录技术率先推出全球第一款20TB容量机械硬盘，是当前最大容量的硬盘。硬磁盘具有存储密度高、容量大、随机访问的优势，但由于是机械装置其耗电高、容易损坏且可靠性低。由于具有很高的性价比，硬盘是目前最主要的数据存储介质。